Ma se tutti passeranno alle auto elettriche, non ci sarà abbastanza energia elettrica per caricarle!

In sintesi: Sì, ce ne sarà, perché l’energia necessaria è molto meno di quello che si pensa.

In dettaglio: Partiamo da un piccolo esperimento mentale. Se andassimo tutti a fare il pieno di benzina contemporaneamente, ce ne sarebbe per tutti?

Certo che no. Ma siccome non andiamo a far benzina tutti insieme contemporaneamente, il problema non c’è. Lo stesso vale anche per le auto elettriche.

Molti temono che non basti l’energia elettrica perché immaginano che tutte le auto elettriche si colleghino:

a) contemporaneamente

b) per caricarsi al 100% partendo da zero

c) alla massima potenza

Ma la realtà è che normalmente un’auto elettrica non fa il “pieno” ogni notte, esattamente come è raro che si faccia il pieno di benzina/diesel ogni giorno. Di solito si fa soltanto un rabbocco, perché nel corso della giornata non è stata usata tutta la carica, per cui l’assorbimento di corrente può essere diluito nel tempo o scaglionato.

Inoltre se un’auto viene usata per recarsi al lavoro può essere caricata anche di giorno mentre è nel parcheggio del posto di lavoro, se lo si attrezza con una presa di ricarica (anche lenta; tanto sta ferma per ore).

La maggior parte delle auto elettriche verrebbe caricata lentamente di notte, quando c'è un’eccedenza di energia elettrica nella rete (e l’eolico e l’idroelettrico possono continuare a generare, anche se in misura minore rispetto al giorno), per cui il fabbisogno delle auto elettriche non è semplicemente da aggiungere in blocco a quello attuale: i conti sono un po’ più complicati.

E poi, prima di tutto, calma. Prima che tutti passino alle auto elettriche ci vorranno anni, probabilmente decenni, durante i quali la rete elettrica potrà essere potenziata, per esempio con il fotovoltaico, e resa più efficiente. Già adesso si va verso le “smart grid” o reti elettriche intelligenti, capaci di gestire meglio i carichi.

Va anche detto che passando alle auto elettriche si spenderanno meno soldi nell’acquisto dall’estero di carburante per auto, e quei miliardi potranno essere investiti in centrali elettriche di qualunque genere.

Le prove su vasta scala già svolte (per esempio nel Regno Unito con Electric Nation) dimostrano che il carico sulla rete elettrica sarebbe più che gestibile e che la diffusione delle auto elettriche collegate a prese domestiche “intelligenti” (comandabili dalle centrali o via app dall’utente) addirittura migliorerebbe l’uso della rete elettrica attuale.

Per chi ha fretta: 

• Enel dice che se ci fossero in Italia 37 milioni di Tesla Model S (in altre parole, se ogni auto italiana fosse sostituita da una grossa berlina elettrica sportiva), consumerebbero 80 TWh l’anno, ossia un quarto in più rispetto al consumo elettrico totale italiano (302 TWh). Non dieci volte, non il doppio: un quarto. 
• Luca Marchisio, Head of Strategy di Terna SpA (il gestore della rete elettrica italiana ad alta tensione), dice che i 20 milioni di veicoli elettrici previsti per il 2050 richiederanno il 5% dei consumi: “un numero trascurabile” (intervista a Vaielettrico.it, aprile 2021).
  
• In Svizzera, se tutte le auto (circa 4,6 milioni) fossero elettriche servirebbero circa 6,5 TWh l’anno, ossia dal 7 al 12% dell’energia generata attualmente.
  

Proviamo a fare due conti

Ho provato a raccogliere i dati per il caso dell’Italia e per quello svizzero e a fare due conti almeno spannometrici per vedere cosa salta fuori.

Non ho pretese di precisione assoluta: è giusto per capire l’ordine di grandezza. Quante centrali elettriche in più servirebbero? Cinque, dieci, cento, mille, nessuna? Se avete dati più precisi o aggiornati o correzioni da proporre a questo ragionamento sommario, segnalatemeli. Questo è solo un punto di partenza per ragionare sull’argomento.

Comincio con la situazione italiana. Servono sicuramente alcuni dati fondamentali:

1. Quante automobili ci sono in Italia?
2. Quanta strada percorrono?
3. Quanta energia elettrica servirebbe per far fare la stessa strada usando auto elettriche?
4. Rispetto ai consumi elettrici italiani, quest’energia necessaria che percentuale è?

Tre altre domande aggiuntive interessanti da porsi:

5. Quanto peserebbero i picchi di consumo, se tutti mettessero la propria auto sotto carica la sera?
6. Quanta superficie fotovoltaica servirebbe?
7. Quanto tempo servirebbe al ricambio dell’intero parco auto italiano?

Alcune fonti probabilmente utili per ragionare anche su altri aspetti, come la composizione e l’età del parco circolante, sono nei rapporti ACI-Censis e nel documento Consumi di energia nel settore Trasporti (Gse.it).

Una presentazione di Enel X a un corso di formazione per giornalisti afferma che se in Italia ci fossero 37 milioni di auto elettriche Tesla Model S (che consumano 0,18 kWh/km) che fanno un chilometraggio medio di 12.000 km/anno, i consumi derivanti dalle loro ricariche ammonterebbero a 80 TWh (presumo annui), mentre le energie rinnovabili in Italia nel 2015 ammontavano a 110 TWh, ossia circa il 35% del consumo totale:

#mobilitaelettrica tutta l’Italia in supercar elettrica alimentate da #rinnovabili si può fare! Ora! @nic_arma CNR Bologna @EnelGroup @vaielettrico pic.twitter.com/PcdKW0M7GZ

— Paola Del Gaudio (@p_delgaux) 23 marzo 2018

In un’intervista a Vaielettrico.it di aprile 2021, Luca Marchisio, Head of Strategy di Terna SpA (il gestore della rete elettrica italiana ad alta tensione), dice quanto segue per il 2030 (BEV indica i veicoli puramente elettrici, PHEV indica quelli ibridi ricaricabili alle colonnine/prese): 

Per i 4 milioni di BEV e i 2 milioni di PHEV, che consumano anche benzina, previsti dal Piano Nazionale Energia e Clima, il PNIEC, al 2030 noi stimiamo 10 TWh di energia elettrica all’anno. Queste sono le stime degli scenari alla base dei nostri piani strategici energetici. Rispetto al fabbisogno nazionale di 320 TWh dell’ultimo anno ante Covid, questo numero è significativo ma facilmente gestibile. Non è un numero che preoccupa.

Allo stesso tempo, precisa che

I consumi della mobilità elettrica privata, come dicevo, avranno un impatto sostanzialmente gestibile. Più difficile da gestire è invece il profilo di potenza nei momenti di picco della richiesta. Questi, se non vengono gestiti in modo smart, rischiano di generare degli impatti significativi sulla rete. Per gestire il sistema, in sostanza, potrebbe essere necessario ricorrere più del necessario alle fonti fossili integrative.

Serve insomma una gestione intelligente della rete, per evitare il ricorso eccessivo a fonti fossili, ma non sembrano esserci preoccupazioni di sovraccarico.

Nella stessa intervista, Marchisio nota che in linea di massima i 20 milioni di veicoli elettrici previsti per il 2050 richiederanno il 5% dei consumi: “un numero trascurabile”.

A valutare gli scenari al 2050 non siamo ancora arrivati. Sarà l’esercizio che faremo in vista del prossimo piano di sviluppo. Nel frattempo abbiamo come riferimento la strategia di lungo termine pubblicata a fine 2020 dal governo e trasmessa all’Ue, che prevede al 2050 una riduzione del parco veicoli circolante, dagli attuali 40 milioni a 24 milioni, grazie soprattutto allo sviluppo del trasporto pubblico locale e dello sharing nella città. Di questi, 19 saranno elettrici e quindi genereranno un fabbisogno aggiuntivo di 38 TWh annui. Sono di nuovo un numero trascurabile rispetto a consumi elettrici stimati a quella data di 700 TWh: si parla del 5%.

1. Quante automobili ci sono in Italia?

C’è un notevole disaccordo fra le fonti specialistiche: il dato varia da 37 a 44 milioni di auto (esclusi camion, autobus, moto e altri veicoli).

• Secondo i dati ACI sul parco veicolare al 31 dicembre 2016 riportati da Comuni-italiani.it, le auto erano circa 38 milioni (37.857.238) nel 2016. Il link riporta anche dati molto interessanti sul numero di motocicli, trasporti merci, autobus e altri veicoli.
• Il Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti ha pubblicato come open data il parco circolante dei veicoli su strada in Italia aggiornato al 25 febbraio 2017, che conta circa 44 milioni di automobili (44.353.086). Il dato non include camion, autobus e altri veicoli.
• Secondo i dati dell’UNRAE pubblicati da ANSA il 5/5/2018, al 31/12/2017 c’erano in Italia 37,1 milioni (37.160.000) di autovetture.
  

2. Quanta strada percorrono?

Facile.it (portale italiano per la comparazione delle tariffe RC auto) parla di 11.200 km/anno di media (dati 2016), ossia 31 km/giorno. Quotidiano.net e Quattroruote segnalano, sulla base dei dati di Facile.it, anche le differenze regionali. Segugio.it parla di 15.000 km/anno (dati 2015), ossia 41 km/giorno, e di 11.000 km/anno (dati 2016).

Ma questi sono i chilometri per automobilista, non i chilometri per auto, e quindi fare una semplice moltiplicazione potrebbe introdurre un errore significativo (per esempio, un automobilista che ha due auto dividerà i suoi km/anno sulle due auto; però esistono anche automobilisti, per esempio marito e moglie, che condividono la stessa auto).

3. Quanta energia elettrica servirebbe per far fare la stessa strada usando auto elettriche?

Prendiamo per esempio un’auto elettrica di dimensioni medie, la Nissan LEAF di seconda generazione, che ha una batteria da 40 kWh e un’autonomia di 270 km in ciclo combinato (415 km in ciclo urbano) secondo lo standard WLTP (dati Nissan).

Supponiamo, per spannometria, che i km/auto coincidano con i km/automobilista e prendiamo i casi peggiori (chilometraggio massimo e autonomia minima): per fare 11.000 km/anno, una LEAF avrebbe bisogno di 11.000/270 = 40,7 ricariche da 40 kWh, pari a 1.629 kWh/anno.

Supponiamo il caso peggiore, ossia che le auto siano 44 milioni e abbiano tutte grosso modo questo consumo elettrico: per farle andare servirebbero 71.7 TWh/anno.

4. Rispetto ai consumi elettrici italiani, quest’energia necessaria che percentuale è?

Il consumo elettrico annuo dell’Italia (da non confondere con il fabbisogno, che è leggermente superiore) ammontava nel 2016 a circa 295 TWh (Terna) e 301,9 TWh nel 2017 (Terna). Circa un terzo proviene da fonti rinnovabili (107 TWh, ARERA 2016). La percentuale è quindi circa il 24%.

5. Quanto peserebbero i picchi di consumo, se tutti mettessero la propria auto sotto carica la sera?

La domanda è probabilmente mal posta, perché molte auto sono parcheggiate da qualche parte per lunghi periodi anche di giorno, per cui potrebbero essere messe sotto carica anche durante il giorno.

Inoltre le auto di solito passano gran parte del proprio tempo ferme da qualche parte (per strada, nei parcheggi, in garage), per cui una rete di ricarica lenta ma capillare permetterebbe di contenere i picchi. Se qualcuno vuole cimentarsi nei calcoli, questo spazio è a sua disposizione.

6. Quanta superficie fotovoltaica servirebbe?

Secondo questi calcoli australiani, i cui parametri sono paragonabili a quelli italiani, servirebbero circa 12 metri quadri di pannelli per ogni auto. Altre info sono qui.

Per 44 milioni di auto servirebbero circa 528 milioni di metri quadri, ossia 528 kmq, pari a un seicentesimo della superficie dell’Italia (301.340 kmq) o alla superficie del comune di Monreale, in Sicilia (che cito solo perché è quella che più si avvicina al valore di 528 kmq).

Tuttavia un esperimento informale di Bjørn Nyland (video) sembra indicare che sia necessaria una superficie ben più ampia, visto che con 9 mq riesce a generare circa 1,3 kW nel caso migliore.

Sto naturalmente tralasciando dispersioni e variazioni d’insolazione per latitudine e stagione e per semplicità non ho considerato la possibilità di impianti eolici, particolarmente in mare. Questo conticino serve giusto per capire se si tratterebbe di ricoprire di pannelli la Lombardia intera o no.

Se avete calcoli migliori, segnalatemeli.

7. Quanto tempo servirebbe al ricambio dell’intero parco auto italiano?

Secondo i dati ACI, le nuove immatricolazioni (o iscrizioni) nel 2017 sono state poco meno di due milioni (1.994.407), mentre le disimmatricolazioni (radiazioni) sono state circa 1,5 milioni (1.414.635). Ipotizzando che il parco auto non aumenti rispetto ai 44 milioni di unità attuali e che questi andamenti si mantengano, per sostituire l’intero parco auto italiano servirebbero spannometricamente dai 22 ai 29 anni.

E nel caso svizzero?

Nel 2019 erano in circolazione in Svizzera circa 4,6 milioni di automobili, secondo la pagina Veicoli stradali - parco, grado di motorizzazione dell’Ufficio Federale di Statistica svizzero, su un totale di 6,2 milioni di veicoli stradali a motore.

Queste auto vengono utilizzate per percorrere in media circa 24 km al giorno, secondo i dati del Microcensimento mobilità e trasporti 2015, i più recenti che sono riuscito a trovare: “Nel 2015 ogni abitante a partire dai 6 anni di età ha percorso in media 36,8 chilometri al giorno [...] Quasi i due terzi delle distanze giornaliere sul territorio nazionale, segnatamente 23,8 km, sono percorsi in automobile, un quinto (7,5 km) con il treno. Nettamente più basse sono le quote delle tratte percorse a piedi (5%) e con i mezzi di trasporti pubblici su strada (4%)”.

L’energia mediamente necessaria per percorrere in auto elettrica 23,8 km (diciamo 24) è circa 4 kWh: per essere precisi, 3,84 kWh, presumendo prudenzialmente i 160 Wh/km di una Tesla Model S, che è una berlina piuttosto grossa. Questo dato deriva dalla mia esperienza personale. Questo vuol dire che ogni veicolo elettrico consumerà in media circa 4 kWh al giorno.

Se tutte le auto saranno elettriche, allora avremo 4,6 milioni di auto elettriche che ogni giorno consumerano circa 4 kWh ciascuna (se tutte circolano tutti i giorni e se ciascun veicolo porta una sola persona). Questo vuol dire che serviranno ogni giorno, per ricaricare queste auto, circa 3,84 kWh x 4,6 milioni di auto = 17,6 GWh/giorno, ossia circa 6,4 TWh/anno.

La produzione di energia elettrica mensile in Svizzera nel 2019-2020 varia fra 4500 e 7500 GWh/mese, ossia in media fra 150 e 250 GWh/giorno, secondo Swissgrid. Il 68% dell’energia elettrica consumata nel paese proviene da fonti rinnovabili (dati 2017 dell’Ufficio Federale dell’Energia; 60,5% da grandi centrali idroelettriche, 7,2% da fotovoltaico, eolico, piccole centrali idroelettriche e biomassa).

In altre parole, se tutte le auto svizzere fossero elettriche, sarebbe necessario generare dal 7 all'11,7% di energia in più, oppure ridurre i consumi di energia elettrica della stessa misura e mantenere invariata la produzione. Per esempio, dal 2002 al 2019 il consumo di energia dei grandi elettrodomestici si è ridotto di 1,03 TWh/anno nonostante il loro numero sia aumentato del 34% (Ufficio Federale dell’Energia).

Questo conto spannometrico non include le normali perdite di trasporto dell’energia elettrica dal luogo di produzione al luogo di consumo e gli assorbimenti dei punti di ricarica, difficili da quantificare con precisione.

In sintesi: rifornire di energia l’intero parco auto svizzero non è impensabile, ma richiede comunque un certo impegno.

Gli Stati Uniti ce la farebbero?

Secondo un rapporto pubblicato nel 2022 da Physics Today e basato sulle valutazioni dei principali esperti del settore negli Stati Uniti, i fornitori di energia non sono a rischio di blackout e anzi guardano con entusiasmo all’elettrificazione del parco veicoli per la semplice ragione che il loro mestiere è vendere elettricità e i veicoli elettrici sono un’occasione per venderne di più.

Negli Stati Uniti ci sono circa 290 milioni auto e camion. Se fossero elettrici, dice il rapporto, servirebbe circa il 25% di energia elettrica in più. Ma da sempre le aziende elettriche aumentano costantemente la capacità delle proprie reti per mille ragioni, per esempio per tenere il passo con l’urbanizzazione crescente, per cui possono adeguare i propri impianti per tenere conto anche della auto elettriche (Electrek).