17 ottobre 2019, Regione Lombardia,

IV Commissione: Attività produttive, istruzione, formazione e occupazione

Transizione energetica nella mobilità: una visione di sistema

Amministratore Delegato di RSE SpA

Prof. Maurizio Delfanti

Ricerca sul Sistema Energetico – RSE SpA svolge attività di ricerca applicata nel settore elettro-energetico È una società per azioni interamente a capitale pubblico, parte del Gruppo GSE. L’organico è costituito da 320 dipendenti distribuiti nelle due sedi di Milano e Piacenza.

Strumenti di finanziamento

• Accordo di Programma con il MiSE (Ricerca di Sistema)

• Partecipazione a progetti europei

• Esecuzione di studi, ricerche, servizi specialistici e consulenze per Istituzioni e terzi

RSE – CHI SIAMO?

MOBILITÀ ELETTRICA

PERCHÉ?

• Tema fortemente dibattuto e opinioni contrastanti

Quantificazione numerica elemento di base delle scelte di policy/regolazione/normazione

• Molteplici effetti della transizione

Effetti sulla qualità dell’aria

Effetti climalteranti

Scenari PNIEC

Punti Vendita Carburante

Transizione nel trasposto

Passeggeri e Merci

EFFETTI AMBIENTALI: ANDANDO PIÙ A FONDO

La quantificazione degli effetti deve considerare:

Le emissioni dei trasporti come parte dei complessivi processi

che determinano la qualità dell’aria a livello nazionale e urbano;

Come: analizzare la situazione attuale e valutare gli effetti di possibili interventi

o scenari, simulando il processo tramite sistemi modellistici

Variazione dei

mezzi/modalità di

spostamento

Variazione delle

concentrazioni di

inquinanti

Variazione delle

emissioni

Impatto sulla salute dei

cittadini

Il confronto dell’impatto ambientale lungo tutto il ciclo di vita del veicolo,

secondo un approccio di Life Cycle Assessment.

Cosa si analizza: approvvigionamento materie prime, produzione veicolo e batterie,

produzione dei vettori energetici, utilizzo auto, consumo strada, dismissione.

QUALITÀ DELL’ARIA E SCENARI DI MOBILITÀ:

ANALISI SU SCALA URBANA

Confronto tra situazione attuale e 2 scenari di intervento sulla mobilità milanese

• Scenario A: 20% di elettrificazione della flotta

• Scenario B: 20% di elettrificazione della flotta + politiche pro TPL e mobilità ciclo-pedonale

Dettaglio fino a 20 m

(visibili archi stradali)

Effetti sensibili sulla

concentrazione media annua

di NOx

(sino a 10-15% di riduzione)

Importante sinergia tra

mobilità elettrica e TPL

Effetti Scenario A Effetti Scenario B

EMISSIONI CLIMALTERANTI DEI DIVERSI POWERTRAIN

Hyb

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Veicolo a batteria Mix Italia

Veicolo a gas. Solo biometano

Veicolo a batteria Solo FV

LCA – CONFRONTO IN TERMINI DI COSTI ESTERNI

Trasposizione degli impatti in un indicatore economico sintetico tramite funzioni di monetizzazione

• Confronto tra i costi esterni delle 3 motorizzazioni dovuti a:

• emissioni climalteranti, e

• emissioni inquinanti.

Confronto:

• Elettrica: 12 €/1.000 km

• Benzina: 21 €/1.000 km

• Diesel: 24 €/1.000 km

Le migliori prestazioni dei

motori endotermici in

ambito extraurbano

riducono lo scarto

Diesel urbano Elettrica urbano Benzina urbano Diesel

extraurbano Elettrica

extraurbano Benzina

extraurbano

Girardi P., Brambilla C., Mela G.: “Life Cycle Air Emission External Cost Assessment for comparing Electric and traditional passenger cars” International Journal Integrated Environmental Assessment and Management

Traiettorie di crescita dell’energia da fonti rinnovabili al 2030 nel settore dei trasporti

Obbligo di immissione in consumo più ambizioso di quello definito nella RED II (da 14% a 21,6%)

Quota dei biocarburanti avanzati pari all’8% al 2030 (più ambizioso del 3,5% previsto dalla RED II), anche grazie al contributo del biometano che avrà un peso del 75% sul totale degli avanzati

Decisa crescita dell’energia elettrica rinnovabile su strada (fino a 380 ktep)

FER NEI TRASPORTI: OBIETTIVI DEL PNIEC

35 33 32 33 32 32 30 31 31 32 31 31 30 29 29 29 28 28 28 28

5% 6%

5% 4% 6%

6% 5%

6% 7%

8% 10%

11% 12%

13% 14%

16% 17%

19%

20%

22%

0,0 %

5,0 %

10, 0%

15, 0%

20, 0%

25, 0%

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Consumi finali lordi nei trasporti rilevati (Mtep) - RED IIConsumi finali lordi nei trasporti previsti (Mtep) - RED IIQuota FER-T rilevata (%) - RED IIQuota FER-T prevista (%) - RED II

-

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

ktep

Biocarburanti single counting

Biocarburanti double counting non avanzati

Altri biocarburanti avanzati

Biometano avanzato

Quota FER dell'energia elettrica consumata nei trasporti su rotaia

Quota FER dell'energia elettrica consumata nei trasporti su strada

Principali misure previste per la promozione delle fonti rinnovabili nel settore dei trasporti:

o misure fino al 2022

obbligo di immissione in consumo dei biocarburanti, con premialità per alcune tipologie

obbligo di riduzione delle emissioni GHG dei carburanti (-6%)

incentivi per il biometano e altri biocarburanti avanzati ai fini dell’assolvimento dell’obbligo di miscelazione

o misure 2022-2030

Le norme di recepimento della RED II e di aggiornamento dei decreti di settore interverranno su:

riduzione dei biocarburanti di prima generazione fino a una quota massima intorno al 3%

immissione in consumo dei biocarburanti avanzati, con obiettivo intorno all'8%

incremento fino al 2% dei biocarburanti da oli esausti e grassi animali (allegato IX parte B), con contributo finale pari al 4% (con il doppio conteggio)

raggiungimento di 1,1 miliardi di m3 di biometano avanzato proveniente da FORSU e scarti agricoli

contributo ambizioso dell’idrogeno (intorno all’1% del target FER-trasporti)

MISURE PREVISTE DAL PNIEC PER LE FER NEI TRASPORTI

Alcune misure previste:

Potenziamento delle infrastrutture: Trasporto ferroviario regionale, infrastrutture di ricarica veicoli elettrici e distributori GNC

Rinnovo dei veicoli pubblici adibiti al trasporto persone: finanziamenti bus elettrici e a metano; rinnovo convogli ferroviari; obbligo di acquisto di veicoli a combustibili alternativi per la PA

ORIENTAMENTI PNIEC SUI TRASPORTI ELETTRICI

PNIEC assegna un ruolo di primo piano allo sviluppo della mobilità elettrica combinato con la generazione distribuita da FER, anche al fine di mitigare le criticità previste per il sistema elettrico:

autoconsumo (ad esempio FV + ricarica elettrica)

flessibilità della domanda elettrica (ricariche auto elettriche intelligenti nei picchi diurni)

Target al 2030: 1,6 milioni di BEV + 4,4 milioni di PHEV

Rinnovo dei veicoli privati: incentivi all'acquisto di veicoli efficienti e a minori emissioni; misure regolatorie sul traffico veicoli, revisione fiscalità

Piattaforma Unica Nazionale (PUN) e Piano nazionale infrastrutturale ricarica veicoli elettrici (PNire)

Vehicle to Grid

Comparabilità prezzi ricariche elettriche

RICARICA E INFRASTRUTTURA

METODOLOGIA PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO NAZIONALE

1. Identificare l’obiettivo prioritario: l’individuazione degli itinerari elettrici per abilitare la percorrenza di tutto il territorio italiano con veicoli elettrici

2. Identificare la soluzione tecnologica più adeguata: high power presso le stazioni di carburante

3. Identificare un percorso di realizzazione:

– Infrastrutturare in primo luogo la rete autostradale

– Infrastrutturare le strade a maggior rilevanza, oltre alla rete autostradale

– Ripartire territorialmente il numero di sistemi di ricarica high power in funzione della previsione*

di diffusione locale di veicoli elettrici

*RSE (Pirovano et al, 2010) scenario nazionale di elettrificazione con distribuzione territoriale dei veicoli elettrici a livello comunale, funzione di diversi parametri, tra cui la disponibilità economica degli abitanti e l’utilità del ricorso a tecnologie pulite (ad es. in presenza di grossi problemi di inquinamento atmosferico)

Metodologia RSE:

1. Identificazione delle strade a maggior percorrenza in Regione Lombardia

– Grafo stradale della regione

– Localizzazione dei centri urbani con più di 30.000 abitanti

– Matrice Origine/Destinazione

– Flussi di traffico ottenuti da rielaborazione della matrice O/D

METODOLOGIA PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO REGIONALE

2. Identificazione di un criterio di “distanza media” tra sistemi di ricarica sull’asse viario considerato:

– Distanza di circa 30 km, funzionale ad evitare il fenomeno dell’ “ansia da autonomia” anche in caso di fuori servizio di una stazione

3. Identificazione delle localizzazioni puntuali prescelte, favorendo i distributori di carburante esistenti:

– Strumento:

• dati sul numero e localizzazione dei

distributori di carburante

METODOLOGIA PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO REGIONALE

METODOLOGIA PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO REGIONALE

Una esempio di pianificazione

IL PUNTO DI VISTA “IMPRENDITORIALE”

Obiettivo: realizzazione un investimento il più possibile remunerativo.

Indicatori analizzati sono:

• numero di passaggi veicolari al giorno: dare priorità a strade con maggiore percorrenza (es. statali ed ex. Statali) e comunque con più di 12.000 passaggi auto/giorno

• quantità (litri/anno) di combustibile erogato dai distributori esistenti. Si suggerisce di dare priorità ai distributori che erogano almeno 2-3 milioni di litri/anno

METODOLOGIA PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO REGIONALE

Infrastrutturare con adeguata combinazione tra sistemi di ricarica “normal power” (complementari alla ricarica domestica o sostituzione) e “high power” (l’estensione di autonomia del veicolo nel caso di lunghi percorsi).

I sistemi di ricarica high power dovrebbero essere installati anche in ambito urbano, a complemento del servizio offerto dai sistemi normal power.

Per una buona pianificazione occorre identificare l’obiettivo:

• Infrastrutturazione di base: Identificare gli agglomerati urbani f(numero abitanti; reddito; vincoli ambientali; ecc) Identificare le congiungenti stradali (installare ogni 30 km)

• Business della ricarica:

numero di passaggi veicolari al giorno posizione e densità dei distributori di carburante esistenti quantità (litri/anno) di combustibile erogato dai distributori esistenti. (priorità venduto

maggiore 2-3 milioni di litri/anno)

CONCLUSIONI

TRANSIZIONE NEL TRASPOSTO PUBBLICO LOCALE

27 bus elettrici

120 bus ibridi

2019

80 nuovi tram

40 nuovi filobus

Viene assegnato un contratto

per:

215 bus elettrici

295 bus ibridi

Obiettivo 2022

-6,5mln litri di gasolio all’anno

-16mila tonnellate di CO2 all’anno

80 nuovi filobus

1.200 bus elettrici

4 nuovi depositi full electric

Obiettivo2030

-30mln litri di gasolio all’anno

-75mila tonnellate di CO2 all’anno

3 depositi riconvertiti

Avvio delle forniture di un contratto per:

TRANSIZIONE NEL TRASPOSTO PUBBLICO LOCALE

Le tappe del piano

• Consegne in Città - più di 10 automezzi elettrici tra di 7 e 14 ton

• Electric Road Systems - Attività di Concessioni Autostrade Lombarde

• Navigazione Acque Interne - Attività di Gestione Governativa Navigazione

Laghi Maggiore, Garda e di Como

TRANSIZIONE NEL TRASPOSTO MERCI E SULLE ACQUE INTERNE

• Effetti sulla qualità dell’aria: migliora là dove vi è la maggiore necessità

• Effetti climalteranti: 50% del Diesel, 40 % della Benzina

• Scenari PNIEC: l’elettrico è importante, ma più importanti restano i biocombustibili

• Punti Vendita Carburante: sulle autostrade e le strade con maggiore percorrenza a

partire dai distributori che vendono più di 2-3 milioni di litri / anno

• Transizione nel trasporto su gomma: iniziata per il TPL nelle grandi città

• Transizione nel trasporto Merci: qualche mezzo

• Transizione nel TPL nelle acque interne: inizia ora

CONCLUSIONI

Grazie per l’attenzione

Maurizio Delfanti – Amministratore Delegato RSE SpA

IL CONTRIBUTO DI RSE

Progetto pilota V2G – RSE, Enel X, Nissan • 2 auto elettriche

• 2 colonnine bidirezionali 15 kW DC

• Diversi profili di utilizzo

Carica diurna presso la sede di lavoro Carica notturna presso l’abitazione Auto aziendale, più utenti, carica notturna e/o diurna

• Test di Vehicle-to-grid: partecipazione a diversi servizi: primaria, secondaria, bilanciamento (tipo UVAM), regolazione di tensione,…

• Test di Vehicle-to-home: massimo autoconsumo FV in base a reale produzione FV, carico simulato, previsioni produzione e carico, peak-shaving.

IL CONTRIBUTO DI RSE

Elettrificazione della flotta e realizzazione area sperimentale di ricarica

• Attività in corso: elettrificazione completa della flotta

(20 auto in pool/o uso promiscuo) con una combinazione di BEV e PHEV. realizzazione di area sperimentale di ricarica (insieme con CESI)

con colonnine di diversi costruttori

• Obiettivi di ricerca: RSE come «case-study» per altre aziende o PA

gestione dinamica della ricarica, mediante un sistema di controllo; interfacciamento con server di gestione delle colonnine, allo scopo di: limitare/ottimizzare la potenza complessiva di connessione testare fattibilità/volumi per servizi V1G (UVAM)

confronto economico e funzionale della flotta elettrica vs flotta diesel

IL CONTRIBUTO DI RSE

Elettrificazione della flotta e realizzazione area sperimentale di ricarica

• Ricerca di partner tecnologici in corso

http://www.rse-web.it/notizie/RSE-cerca-partner-industriali-per-sperimentazione-innovativa.page

CONCLUSIONI

• I benefici ambientali ed energetici sono chiari, e potenzialmente incrementabili con l’evoluzione del sistema elettro-energetico

• Vi è una forte potenzialità di flessibilità legata al controllo della ricarica (specialmente domestica) smart charging

• L’azione di policy/regolazione/normazione è fondamentale per abilitare al meglio i vantaggi della mobilità elettrica

• La ricerca si pone a servizio di questa transizione, anticipando le problematiche e testando le soluzioni, per supportare decisioni strategiche in tema di mobilità