Sistema di ricarica pubblica per veicoli elettrici

Descrizione

L'attuale normativa UE sulle emissioni delle automobili è la più severa al mondo. Oltre a ulteriori restrizioni, le soglie non possono più essere raggiunte solo con le auto convenzionali. Una tecnologia alternativa, che riduce le emissioni locali, è rappresentata dai veicoli elettrici (EV). Per un ingresso di successo nel mercato dei veicoli elettrici, è necessaria un'infrastruttura funzionante. I clienti classificano l'accesso inadeguato alle stazioni di ricarica come il terzo ostacolo più serio all'acquisto di veicoli elettrici, dopo il prezzo e l'autonomia di guida(Mckinsey, 2018). Pertanto, i sistemi di ricarica pubblica per i veicoli elettrici supportano l'elettrificazione dei sistemi di mobilità urbana. Mentre il prezzo e l'autonomia migliorano di anno in anno, i caricabatterie possono avere diverse gamme di potenza e tecnologie di ricarica. Inoltre, possono essere integrati in modo intelligente nella rete locale e fornire informazioni sul sistema a clienti, operatori e altre parti interessate. Per quanto riguarda l'esperienza dell'utente, si raccomanda di includere un sistema di pagamento e di autenticazione, che faciliti l'accesso e migliori la trasparenza del processo di ricarica. È anche un problema di accesso alle stazioni di ricarica, poiché la ricarica viene effettuata mentre l'auto è parcheggiata e la possibilità di prenotare posti auto (adiacenti alla stazione di ricarica) è legalmente difficile in molti Paesi. I parcheggi dedicati solo ai veicoli elettrici non risolvono il problema, poiché un altro veicolo (completamente carico) può parcheggiare a lungo nel posto in cui si paga la ricarica dopo l'arrivo.

Problemi da risolvere

Contesto cittadino

• Un gran numero di veicoli elettrici.
• Un numero inferiore di case monofamiliari significa una maggiore necessità di ricarica pubblica.
• Le città dense e urbane con un'elevata quantità di parcheggi su strada e garage commerciali devono far fronte a una maggiore richiesta di ricarica pubblica.

Iniziative del governo

I paesi europei offrono una serie di sussidi e incentivi per la costruzione di infrastrutture di ricarica per veicoli elettrici. Ad esempio, la Germania offre i seguenti incentivi per le stazioni di ricarica pubbliche:

• Un sussidio fino a 3.000 euro per l'acquisto di stazioni di ricarica fino a 22 kW.
• Un sussidio fino a 12.000€ per l'acquisto di caricatori DC fino a 100 kW.
• Un sussidio fino a 30.000 euro per l'acquisto di caricabatterie a corrente continua di potenza superiore a 100 kW.
• Le connessioni alla rete sono sovvenzionate fino a 5.000 euro per le connessioni a bassa tensione e 50.000 euro per quelle a media tensione.

(Noyens, 2020)

Mappatura degli stakeholder

Mappa degli stakeholder per l'infrastruttura di ricarica pubblica (BABLE, 2021)

Potenziale di mercato

Attuazione

Tempo medio di implementazione: 0,5 - 1 anno

Importo dell'investimento iniziale: 50.000 - 250.000 euro per una o due stazioni di ricarica rapida

Panoramica del mercato

Il mercato dei veicoli elettrici è in costante crescita. La maggior parte delle stazioni di ricarica pubbliche sono finanziate e promosse dai governi.

Costi e tempi di ricarica

In generale, l'aumento dei costi riduce i tempi di ricarica. Uno dei motivi è che l'aumento della potenza di ricarica richiede l'aggiornamento della rete, che è responsabile di un aumento significativo dei costi di investimento.

Ma oltre all'aumento dei costi, i tempi di ricarica ridotti consentono a un maggior numero di persone di utilizzare la stazione di ricarica al giorno. Per questo motivo tutti i caricatori pubblici da 3,6 kW AC a 62,5 DC competono su un livello di costo comparabile, con circa 1370-1800 euro/kW per quanto riguarda i costi per capacità. Il costo dei caricabatterie da 250 DC è meno della metà. Ma questo vale solo per un funzionamento (fittizio) a tempo pieno.

Una stazione di ricarica rapida è progettata per un massimo di 75 utenti al giorno, mentre un caricatore a corrente alternata per un massimo di quattro utenti al giorno. Di conseguenza, per una stazione di ricarica rapida sarebbero necessari quasi 20 caricatori lenti. Dato che le stazioni di ricarica rapida a corrente continua sono completamente scariche, sono l'opzione pubblica più economica. I costi di manutenzione possono essere significativi per le apparecchiature di ricarica su strada, e questo è uno dei motivi del basso costo di una stazione di ricarica domestica.

Struttura dei costi

In generale, il settore è concorde nel ritenere che il costo delle unità di ricarica pubbliche sia in tendenza al ribasso e continuerà a diminuire. Tuttavia, i costi di installazione sono molto variabili e non c'è consenso tra gli operatori del settore sulla direzione dei futuri costi di installazione(US Department of Energy, 2015).

Le stazioni di ricarica di solito richiedono un investimento di:

• Il livello 2 AC varia da 400 a 6500 dollari, oppure
• La ricarica rapida in c.c. va da 10.000 a 40.000 USD

e comportano costi variabili per l'installazione di:

• La corrente alternata di livello 2 va da 600 a 12700 dollari, o la ricarica rapida in corrente continua da 4.000 dollari.
• La ricarica rapida in corrente continua va da 4.000 a 51.000 dollari.

Il grafico seguente fornisce una panoramica delle diverse fasce di costo.

Tabella deicosti indicativi (US DOE, 2015)

Requisiti legali

1) Regolamenti che limitano la libertà di operare:

Regolamenti sulla vendita di prodotti basati sul consumo energetico:

• Regolamento europeo 2014/31/UE: fornitura di strumenti di pesatura non automatici
• 2014/32/UE: Direttiva europea sugli strumenti di misura

(Intertek, 2015)

2) Norme di sicurezza:

• IEC 61851: requisiti minimi di sicurezza elettrica per la produzione e l'installazione di infrastrutture di ricarica
• 2004/108/EG: regolamentazione della compatibilità elettromagnetica (EMC)
• 2006/95/CE: standard di sicurezza della direttiva sulla bassa tensione
• ISO 19363: ricarica induttiva, requisiti per le automobili e norme di sicurezza

(Intertek, 2013)