Si parla di transizione ecologica, di nuove abitudini, rinnovabili ed elettrico. I fatti non vanno alla stessa velocità delle parole ma di sicuro siamo in una fase di cambiamento. Tuttavia, ci sono ancora dubbi sull’efficienza dei nuovi sistemi tecnologici promossi dal settore sostenibile.
La ricarica delle auto elettriche
La vendita di auto elettriche nel 2023 è aumentata rispetto all’anno precedente, passando da un 4,2% ad un 5,6%. Nello specifico si contano, tra quelle vendute e quelle immatricolate, 66.679 auto. Sebbene ci sia una leggera crescita sotto questa sfera, ci sono ancora delle perplessità per questa transizione.
Tra queste si discute sempre più sui tempi di ricarica delle batterie, per alcuni ancora troppo lunghi per essere efficienti. L’EY Mobility Consumer Index 2023, ha condotto uno sondaggio in Italia, per dimostrare quali siano le necessità e le aspettative degli italiani. In particolare, afferma che il 44% degli intervistati includono tra i fattori di maggior impatto nell’esperienza di ricarica proprio il tempo di attesa troppo lungo. Oltre a questi sono compresi il prezzo iniziale e le difficoltà correlate alla scarsa presenza di colonnine di ricarica nelle strade.
Quella di velocizzare la ricarica delle auto rappresenta una richiesta difficile da realizzare, almeno per ora e per l’attuale ampia domanda. Ma non è detto che sia impossibile.
Gli studi
La ricarica delle auto ha dei tempi ancora troppo lunghi secondo alcuni ma per poter risolvere tale “problema” servono delle particolari innovazioni. Innanzitutto, le auto elettriche hanno delle batterie agli ioni di litio, che hanno bisogno di un’enorme quantità di energia per garantire un’elevata autonomia.
Ovviamente a seconda dell’auto ci saranno condizioni di guida, della potenza e delle applicazioni che possono variare la prestazione della batteria. Nonostante ciò, si può confermare che una batteria da 50 kWh, può garantire tra i 250 e i 300 chilometri di autonomia. Ci sono anche modelli più prestanti che possiedono batterie che arrivano anche ai 100 kWh, ed il problema è proprio nella capacità delle batterie. Perché ricaricare una batteria di un certo livello, serve un determinato tipo di potenza elettrica: certo è che se i tempi si accorciano la potenza deve aumentare.
Tale fenomeno, è stato spiegato da Claudio Rabissi, ricercatore del MRT FuelCell & Battery Lab del Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano. In pratica la batteria ha un range di tensione preciso che raggiunge il massimo quanto più è carica. In questo range quindi la batteria può lavorare, ma proprio per la caratteristica appena citata, si presenterebbero vari problemi con la ricarica rapida. Infatti, ricaricando velocemente la batteria, la tensione arriverebbe il limite massimo in poco tempo e prima di aver caricato il 100%, fermandosi magari all’80%. A quel punto nessuno sceglierebbe di girare senza “pieno” e quindi si aspetterebbe un tempo maggiore per quel 20% mancante.
Concretamente, la richiesta di una ricarica rapida potrebbe non convenire poiché:
- aumenta la potenza di ricarica
- il limite massimo di tensione si raggiunge prima
- bisogna abbassare la potenza
- serve più tempo per terminare la ricarica.
Si tratta quindi di un trade-off, una pratica che porterebbe solo ad uno sforzo maggiore della batteria e quindi ad una sua usura.
La disponibilità
Oltre al problema dei tempi di ricarica, gli intervistati ricordano la scarsa rete di colonnine presenti nelle strade italiane che va contro la ricarica veloce. Questo è il dettaglio che i richiedenti non hanno tenuto in mente, ossia il fatto che comunque l’energia per le batterie arriva dalla rete elettrica.
In sintesi, non c’è l’adeguata disponibilità di elettricità per sostenere dei ritmi così veloci ed energivori. Per esempio, la potenza massima disponibile di un’utenza domestica normalmente è pari a 3,3 kW. Se in una stazione di ricarica di fossero anche solo 4 automobili, la richiesta di potenza sarebbe più che elevata. Inoltre, in una tale situazione, servirebbero grandi potenze non programmabili, che potrebbero determinare o coincidere con picchi di domanda ingestibili.
Proprio per tale ragione, la scienza si sta concentrando sullo sviluppo di sistemi di accumulo che possano immagazzinare energia, per donarla quando necessaria. In questo modo si potrebbero incrociare la domanda e l’offerta rendendo più efficiente ed efficace la transizione all’elettrico.
Oppure si potrebbe continuare a lavorare sulle batterie a litio perfezionando la creazione e la struttura interna dei componenti. Mentre il fronte più rivoluzionario si basa sulle batterie quantistiche, per funziona il processo inverso rispetto a quello spiegato nei paragrafi precedenti. Maggiore è la taglia della batteria, più veloce è la ricarica. Si tratta comunque di una tecnologia alle prime fasi sulla quale sta lavorando la start-up Planckian, spin-off congiunto dell’Università di Pisa e della Scuola Normale Superiore.