E-Mobility in Europe: German Case History - Sintesi degli interventi
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E-Mobility in Europe:
German Case History
Sintesi degli interventi
Regione Lombardia
Sala Convegni 1
Via Pola 12 - Milano
14 aprile 2011
E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
Indice
Introduction: E-Mobility, the Future
Lanfranco SENN
“Luigi Bocconi” University
Committee Scientific Sustainable Mobility, EnergyLab Foundation……………………………….p.
p. 3
A Strategic Approach for Electric Vehicles Development in Germany
Andreas REINHARDT
Project Head B.A.U.M.Consult GMBH
Federal Ministry for Economics- Technology, Berlin……………………………………………………………p.
p. 55
E-Mobility Berlin
Daniel HESSELMANN
Infrastructure & Systems - RWE E-Mobility………………………………………………………….....p.p.99
E- Mobility Project Vision
Paolo MASSARDI
Strategy Consultant Italy - Roland Berger………………………………………………………………p.15
p. 15
Final Remarks
Marcello RAIMONDI
President – EnergyLab Foundation…………………………………………………………………………p.
p. 20
2
E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
Introduction: E-Mobility, the Future
Lanfranco SENN
“Luigi Bocconi University” – Committee Scientific Sustainable Mobility, EnergyLab Foundation
Quali sono i drivers o i fattori di promozione e di cambiamento in grado di condurre
dalla mobilità tradizionale a una di tipo elettrico per veicoli a due e a quattro ruote?
Punto di partenza per una riflessione può essere la seguente frase, pronunciata da
Henry Ford nel 1914 durante un’intervista al New York Times:
Within a year, I hope, we shall begin the manufacture of an electric automobile. […] Mr.
Edison and I have been working for some years on an electric automobile which would be
cheap and practicable. Cars have been built for experimental purposes, and we are satisfied now that the
way is clear to success. The problem so far has been to build a storage battery of light weight which would
operate for long distances without recharging. Mr. Edison has been experimenting with such a battery for
some time.
Già quasi 100 anni or sono, il problema della
realizzazione di un’auto elettrica non solamente
esisteva da un punto di vista industriale, ma
anche da uno politico-culturale. Fin da allora, ci
si chiedeva se la mobilità elettrica potesse
contribuire a una maggiore sostenibilità in
previsione di una mobilità urbana meno
impattante sulle condizioni e sulla qualità della
vita.
Se si considerano i motori del sistema, notiamo
che esistono 5 categorie di problemi interagenti
fra di loro.
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E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
Partendo dall’alto:
1. Esiste il problema dei veicoli =
• introdurre, spingere e diffondere la mobilità elettrica significa affrontare il problema dei
veicoli e dei motori che li muovono.
2. Esiste un problema di domanda =
• non è certo che la domanda di utilizzo di veicoli elettrici sia così scontata, automatica e
ampia da convincere le case automobilistiche a produrli. L’offerta (veicoli) e la domanda
(utenti) devono incontrarsi in tempo reale. Se ci fosse un’offerta eccedentaria le case
automobilistiche sarebbero dissuase dal produrre veicoli elettrici, mentre se non ci fosse
una produzione di veicoli, la domanda del singolo utente sarebbe gravata da costi unitari
insostenibili dal punto di vista economico.
3. Esiste il problema del contesto istituzionale =
• è formato dalle regole, dagli standard e dalle regolazioni.
4. Esiste il fattore del background socio-economico =
• bisogna considerare i criteri e le logiche di business di tutti gli stakeholders implicati (utenti,
costruttori dei veicoli, fornitori di energia elettrica).
5. Esiste il fattore delle hardware interactions =
• le ricariche nei luoghi di sosta e le modalità d’interfaccia tra il territorio fisico e le sue
infrastrutture/attrezzature e i veicoli.
Le seguenti domande, specificazioni dei fattori menzionati qui sopra, possono essere utili per
stimolare la discussione e realizzare un confronto tra la mobilità italiana e quella di altre realtà
europee.
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E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
A Strategic Approach for Electric Vehicles Development in Germany
Andreas REINHARDT
Project Head B.A.U.M.Consult GMBH – Federal Ministry for Economics- Technology, Berlin
Il gruppo BAUM Consult fornisce un sostegno al Governo Federale e ai ministeri
competenti per quanto riguarda il lavoro intorno alla possibile sistematizzazione e
creazione di metodi per sostenere i progetti che vengono finanziati dal Governo
stesso e dal ministero interessato alla mobilità elettrica. Inoltre, collabora alla
progettazione di sistemi intelligenti – le cosiddette Smart Grid – e ad altri progetti
che hanno come obiettivo l’abbattimento delle emissioni di CO2.
L’attuale strategia del gruppo BAUM, in realtà, è stata imposta del Governo
Federale che ha previsto anche una road map per tutti quei sistemi collegati alla
mobilità elettrica. L’iniziale strategia è stata voluta e decisa dal primo esecutivo guidato dal
cancelliere Angela Merkel ed è stata riconfermata anche dall’attuale secondo Governo Merkel.
Puntare sulla mobilità elettrica ha significato sia varare misure concrete (con pacchetti di incentivi)
sia avere uno sguardo lungimirante su un futuro che appare sempre più incerto (progettando
sistemi complessi). Non bisogna dimenticare che nel 2008, quando si è deciso di intervenire, ci si
trovava nel mezzo di una grave crisi economica e finanziaria di portata globale.
Questa serie di elementi che, successivamente, hanno coinciso in un determinato momento storico
ed economico hanno condotto a questa scelta strategica. Innanzitutto, c’era bisogno di dare uno
stimolo all’industria e ai diversi cluster attraverso un pacchetto di incentivi. Con questi fondi, poi,
sono stati finanziati una serie di progetti pilota che stanno cominciando a dare i primi risultati.
Inoltre, si erano intraviste le opportunità e i miglioramenti che questo nuovo settore avrebbe
potuto dare all’industria. In particolare, è stata presa in considerazione la situazione dell’industria
automobilistica nazionale allora bisognosa tanto di un certo numero di incentivi come di un nuovo
mercato in cui entrare.
Un altro elemento a favore, è stato quello del possibile sviluppo dell’industria delle società
produttrici di elettricità; si è cercato di aprire nuovi mercati anche per esse.
Stimoli, incentivi e, in generale, strategie dovevano fare i conti con il passato, quando 25 anni
prima si era già tentato di sviluppare e diffondere il sistema della mobilità elettrica. Memori di
quell’esperienza purtroppo fallita, si è creduto fosse arrivato il momento di riprovare.
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E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
È stata fatta una SWOT Analysis riguardo all’introduzione o re-introduzione della mobilità elettrica
in Germania di cui, qui di seguito, si riportano i risultati:
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E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
Quando si parla di mobilità elettrica non ci si può fermare alla semplice sostituzione di un
motore tradizionale con uno mosso dall’energia elettrica. La e-mobility porta a pensare a
un’architettura di sistema completamente differente rispetto a quelle conosciute fino ad ora. È
imprescindibile arrivare alla creazione di un sistema energetico nuovo al cui interno la vettura
elettrica sarà una componente importante, ma non certo l’unica.
Molto più rilevante sarà il ruolo giocato dalle Smart Grid, le reti intelligenti, che dovranno condurre
a un cambio radicale in campo energetico. Tuttavia, il valore della posta in gioco imporrebbe un
approccio alla questione il più possibile europeo e meno nazionale, con il mondo della politica e
delle istituzioni schierato in prima linea, pronto ad attivarsi per facilitare lo sviluppo di questo
processo. Proprio a partire dalle reti intelligenti, è possibile dare forma a un nuovo sistema
composto da prodotti e servizi applicabili e utilizzabili in qualsiasi città.
Una tecnologia ICT ben sviluppata può contribuire a migliorare di molto l’efficienza del consumo
energetico. In questo modo, anche le Smart Grid aiuteranno a ridurre l’inquinamento e le emissioni
di CO2.
Il Governo tedesco, attraverso la diffusione di reti intelligenti, punta con decisione sull’aumento
dell’efficienza energetica (un 40% entro il 2020).
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E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
Figure 3, 4, 5. Germany: Projection IWES of Annual Curve 2007 versus 2020
È opportuno, inoltre, tenere presente l’impatto degli investimenti necessari (per la realizzazione di
queste strutture) non solamente sull’economia nazionale tedesca, ma anche su quella europea. Si
calcola che gli investimenti sulle infrastrutture di comunicazione e automazione (e in particolare
per le Smart Grid) siano previsti 30 miliardi di euro nella sola Germania (al 2020) e di 230 miliardi
a livello europeo.
Alcuni numeri che riguardano la Germania:
Conversion of Energy System in Germany: Investment estimates
€ 20 billion by 2020, expansion and modernization of distribution networks
€ 30 billion for ICT penetration (automation and communication system infrastructure)
onSmart Grids.
€ 20 billion for the rollout of Smart Metering by 2020.
Means around €70 billion for the distribution networks in Germany 2020
€ 30 billion for the expansion of transmission systems
€ 20 billion for new ICT in the transmission network until 2020.
€ 464 billion for the conversion of power plants, to renewable energy by 2020 in Germany€
2300 billion for the conversion of power plants in EU 27 according to the
Accentureestimates
Summarization: approx. €500 to 1000 billion € investment and development costs
forGermany until 2020 for all industries in transforming the energy system
(production,storage, networks, mobility, energy management and energy efficiency
technologies inbuildings).
This corresponds to 10,000 € per inhabitant in Germany.
25% of all energy is consumed in households
25% of direct costs for households, i.e. € 2,500 per capita.
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E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
e-Mobility Berlin
Daniel HESSELMANN
Infrastructure & Systems – RWE E-Mobility
Il gruppo RWE si occupa di mobilità, di sistemi e infrastrutture e di attivazione e fatturazione.
Eccone una breve storia:
RWE ha messo a punto delle “colonnine intelligenti” o infrastrutture di ricarica che hanno trovato
installazione già in diversi Paesi europei.
Figura 6. E-mobility sales activities in 18 European countries – Installation/operation of about 834 charging
points in 14 countries
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E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
I tratti tipici della mobilità elettrica saranno:
1. Quella di svilupparsi soprattutto in contesto urbano. Si prevede che nel 2015 ci dovrebbero
essere circa 300.000 veicoli elettrici in Europa (Figura 7)
2. I settori di mercato dove si concentrerà l’uso delle vetture elettriche sarà quello delle:
• seconde auto
• auto aziendali
• programmi di car sharing
Figura 7. Electro-mobility at first in conurbations – >300,000 EVs expected in European metropolian areas by
2015
Di seguito, invece, i diversi concept di tipo di propulsione dei veicoli in rapporto alla loro
dimensione. Ecco alcuni modelli già in uso e previsti nel futuro.
10E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
Figura 8. Auto makers are systematically integrating the electric power unit into their fleets
Per quanto riguarda il luogo fisico dove effettuare la ricarica, la Figura 9 mostra l’attuale e prevista
suddivisione. Per un 80% del tempo le automobili non sono in funzione ma rimangono
parcheggiate. La sosta avviene nella maggioranza dei casi al domicilio o presso il posto di lavoro
del proprietario del veicolo.
Un 20% del consumo (e dunque della ricarica) ha luogo in parcheggi pubblici o semipubblici che
possono trovarsi lungo le strade o le autostrade.
Figura 9. Aspects and purpose of charging infrastructure
Per quanto riguarda le installazioni delle colonnine, bisogna saper rispondere a tre importanti sfide:
• sfida tecnologica = standardizzazione europea per quanto riguarda la presa, la connessione,
per la ricarica che unisce l’auto alla colonnina; è stata accettata la presa di connessione
proposta da RWE. Raggiungere uno standard europeo per la comunicazione dei dati che
devono essere bidirezionali e devono raggiungere la banda larga. È necessario un accordo sul
roaming internazionale dei dati tra le varie utilities che devono poter comunicare senza
ostacoli. È necessario assicurare un sistema di pagamento valido a livello internazionale
(magari riuscendo a giungere a un riconoscimento della vettura che sta effettuando la ricarica);
• sfida di business = è necessario darsi un modello di business efficiente (servono, però,
investimenti consistenti);
11E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
• sfida di mercato = è necessario un nuovo modello di mercato. Soprattutto per quanto
riguarda quello delle colonnine (urge una regolamentazione).
Alcuni progetti che coinvolgono RWE:
Un progetto, realizzato in collaborazione con la Daimler e il Comune di Berlino, prevede l’utilizzo di
energia prodotta da fonti rinnovabili.
È prevista l’installazione di 500 colonnine di
ricarica all’interno dei confini urbani della capitale
tedesca. Attualmente, a causa di problemi
autorizzativi, ne sono state installate solamente
170.
È stato un test importante e significativo per
esaminare la fattibilità di una produzione
standardizzata, con il collaudo delle connessioni.
È stata prevista una durata di due anni, dal 2009
al 2011.
Progetto finanziato dal ministero dell’Economia
con lo scopo di creare un’infrastruttura di
distribuzione intelligente della ricarica anche in
termini di sostenibilità ambientale.
Iniziato nel febbraio del 2009 dovrebbe
concludersi nel settembre di quest’anno.
12E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
Progetto finanziato dal ministero dei Trasporti e
realizzato in collaborazione con Renault.
La casa automobilistica francese ha messo a
disposizione 30 veicoli. Questi sono stati affidati
a grandi gruppi aziendali come le Poste o la
DeutschTelecom.
L’obiettivo è valutare l’utilizzo e la gestione di
questo sistema di mobilità da parte di grandi
organizzazioni.
Iniziato nell’ottobre del 2009, si concluderà nel
giugno di quest’anno.
Progetto in collaborazione con le Ferrovie
tedesche e il ministero dei Trasporti che punta
a integrare e-mobility e trasporto ferroviario
Iniziato nel settembre del 2009, si concluderà
nell’agosto di quest’anno
In conclusione, vengono presentati l’attuale infrastruttura proposta e prodotta da RWE (Figura
10)…
Figura 10. Mass market-capable, smart and internationally marketable charging infrastructure system
developed
…e quello che potrebbe uno scenario del futuro…
13E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
Figura 11. Vision: RWE is preparing the future today – E-Mobility, Renewable Energies and Add-on Services
14E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
E- Mobility Project Vision
Paolo MASSARDI
Strategy Consultant Italy - Roland Berger
Considerando il tema della mobilità elettrica in Germania, ciò che immediatamente
colpisce è come questa nazione, a differenza di quanto è accaduto o accade in altri
Paesi, sia riuscita a dotarsi di una piattaforma nazionale. Ovvero: definire gli
obiettivi, realizzare un masterplan e creare le condizioni affinché gli operatori del
settore siano in grado di raggiungerli.
Gli obiettivi tedeschi sono quelli di raggiungere 1 milione di veicoli elettrici entro il 2020 e di
arrivarci favorendo l’industria nazionale. Ciò significa diventare indipendenti dai possibili fornitori
esteri di quei componenti necessari alla produzione e avvantaggiarsi sia da un punto di vista
strategico che economico dalla diffusione di queste tecnologie.
Esiste una visione a lungo termine pensata dal Governo che riguarda tanto obiettivi concreti (le
autovetture che circoleranno) come obiettivi strategici (la leadership economico-industriale per
arrivarci). Si tratta della tecnologia del Powertrain, di quella delle batterie, delle infrastrutture di
ricarica, delle norme e della standardizzazione, dei materiali e del loro riciclo, delle qualifiche e del
framework. In dettaglio:
15E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
Esistono diverse parti: una infrastrutturale, una che riguarda l’ICT, una che a che fare con i veicoli
e un’altra che coinvolge i componenti e i sistemi.
È interessante analizzare cosa si sta facendo e cosa si farà da un punto di vista industriale per
realizzare gli obiettivi al 2020 posti dal Governo.
Innanzitutto, i costruttori di veicoli devono ridurre le emissioni di CO2 per ogni chilometro percorso,
ma con le attuali tecnologie questo non è possibile. Allora?
Si lavora per una forte riduzione delle dimensioni dei veicoli e per tentare di rendere più efficiente
la combustione stessa. L’industria sta pensando di passare da un motore a combustione interna a
una serie variegata di ibridi fino ad arrivare al puro elettrico.
16E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
Figura 12. Different options for electrification of powertrain – Technical layout depending on application and
vehicle segment
Per quanto riguarda la quota di mercato al 2020, le previsioni più ottimistiche parlano di un 4-5%
del totale dei veicoli circolanti nelle varie geografie rappresentate.
17E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
Figura 13. Large market share of electric powertrains expected by 2020 – Dominance of hybrids vs.
pure electric vehicles
A parziale spiegazione di queste quote di mercato non esaltanti esistono due ordini di problemi:
uno legato agli utenti e un altro legato all’efficienza e ai costi delle tecnologie.
Sono state fatte diverse simulazioni per individuare il momento in cui un utente con un veicolo a
combustione interna si troverebbe ad avere condizioni economiche simili a un utente con un
motore completamente elettrico sul ciclo di vita della vettura. Dai molti scenari prefigurati, non ne
emerge alcuno in cui – a breve termine – sembra potersi realizzare un vero breakthrough.
Se attualmente il costo medio di un’automobile a combustione interna è di circa 12-13.000 euro,
quello di una elettrica può arrivare fino a 30-35.000 euro. Il gap dell’investimento iniziale è,
dunque, ancora molto considerevole. Inoltre, questo gap non è tanto vincolato alla produzione
della vettura in sé quanto a quello delle batterie.
Ipotizzando come unico fattore di scelta quello economico ed escludendo altri tipi di
condizionamenti o restrizioni (blocchi del traffico, ZTL eccetera) la riduzione dei costi delle batterie
potrebbe essere l’unico sistema per accelerare la diffusione dell’auto elettrica; in caso contrario
bisognerà attendere ancora diversi anni.
Figura 14. Acceptance of EVs strongly depends on battery cost, oil price and taxes/subsidies
18E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
In questo senso, le istituzioni possono avere un ruolo determinante, di guida dell’intero processo.
Attualmente, infatti, senza incentivi e senza imposizioni (come le zone a traffico limitato) e dunque
senza l’intervento dell’autorità non si delinea l’economicità di una scelta legata alla mobilità
elettrica, almeno a brevissimo termine.
Non solamente. Per gli operatori gli investimenti iniziali non sono di immediato impatto se non si
raggiunge una soglia critica minima. Se si rimane entro le decine di migliaia di veicoli la scelta
dell’e-mobility non è un’operazione economicamente vantaggiosa; e questo vale sia per i produttori
di materie prime sia per quelli che realizzano componenti, veicoli e infrastrutture o per chi fornisce
elettricità.
Figura 15. The e-mobility value chain offers opportunities for growth both for existing and new players
Questo non significa che non ci sono opportunità di business. Gli operatori del settore, infatti,
potrebbero scegliere se rimanere costruttori di soli veicoli o diventare anche produttori di batterie.
Nel momento in cui si lanceranno su questo secondo nuovo segmento, forse si potranno
raggiungere economie di scala (rendendo i modelli elettrici sempre più economici).
Il numero di miliardi di euro investiti in tutto il mondo per la produzione di batterie è molto
elevato. Se gli investimenti annunciati divenissero effettivi, la capacità produttiva dei 20 più grandi
produttori di batterie al litio già supererebbe la dichiarazione fatta dai costruttori di veicoli elettrici
sul numero di veicoli elettrici che dovrebbero vendere.
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Figura 16. Announced investments would result in significant manufacturing overcapacity in the period
between 2014 and 2017
Final Remarks
Marcello RAIMONDI
President – EnergyLab Foundation
La nostra Regione condivide la necessità dello sviluppo di un sistema che
favorisca la creazione di un significativo mercato della mobilità elettrica.
Il tema si inserisce in un contesto socio-economico critico: l’ambiente e la qualità
dell’aria, le problematiche del traffico e della mobilità, l’economicità e funzionalità
dei sistemi di trasporto, lo sviluppo tecnologico e la creazione di occupazione.
Siamo consapevoli che questa specifica opportunità necessiti perciò di una
cooperazione ampia e facilitata dalle istituzioni. Oggi avete ascoltato la
testimonianza del Paese europeo, la Germania, che in Europa è leader dei piani di
sviluppo della mobilità elettrica.
Ringrazio moltissimo i dirigenti che ci hanno raggiunto da Berlino e illustrato lo straordinario
impegno nazionale. Un esempio che valuteremo con attenzione.
Abbiamo visto le stime di crescita: 300.000 veicoli elettrici in Europa nei prossimi 4 anni. Nell’area
di Milano e della Lombardia potrebbe circolare una quota pari circa al 10%. Nel 2015 ospiteremo
l’Expo Internazionale: sulla spinta di questo evento potranno inserirsi investimenti innovativi nel
settore energetico e ambientale: Smart Grid, fonti energetiche rinnovabili, edifici a ridotto consumo
energetico, mobilità con veicoli elettrici. Queste tecnologie saranno utilizzate per l’Expo, ma in
ottica di diffusione più estesa ne beneficerà il nostro ambiente e il nostro modo di muoverci.
20E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
Ma, se sapremo muoverci,
insieme e da subito, ne trarrà
profitto anche la nostra
economia produttiva: la
Lombardia è sede di imprese
e centri di ricerca nei
principali settori coinvolti:
componenti auto, sistemi
elettrici, tecnologie
dell’informazione e
dell’elettronica e molto altro.
Vorremmo perciò esprimere
la nostra disponibilità a
trovare forme di
collaborazione con il Governo
Federale della Germania:
l’incontro di oggi può essere
l’inizio di un percorso comune.
Insieme, possiamo cercare di definire gli standard tecnologici, i modelli economici, analizzare i
mercati dei veicoli e dei servizi, valutare le politiche ambientali e utili a una diffusione di queste
tecnologie, formare i tecnici e le amministrazioni locali.
Abbiamo oggi visto che in Germania si è fatto moltissimo: vogliamo perciò imparare e proseguire.
Ringrazio chi ha organizzato questo seminario e tutti voi che avete partecipato. Il governo della
Regione Lombardia nelle sue priorità i temi ambientali e obiettivi importanti.
Il vostro contributo è essenziale, continuiamo a lavorare insieme.
21E-Mobility in Europe: German Case History – Sintesi degli interventi
info@energylabfoundation.org
www.energylabfoundation.org
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