Transizione energetica nella mobilità: una visione di sistema - 17 ottobre 2019, Regione Lombardia, IV Commissione: Attività produttive ...
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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
RSE – CHI SIAMO?
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
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 Variazione delle
Variazione delle Impatto sulla salute dei
mezzi/modalità di concentrazioni di
emissioni cittadini
spostamento inquinanti
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
Effetti Scenario A Effetti Scenario B
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
EMISSIONI CLIMALTERANTI DEI DIVERSI POWERTRAIN
Hybridization
Plug-in
Electrification
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 Confronto:
• emissioni inquinanti. • 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
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
Diesel Elettrica Benzina
Diesel urbano Elettrica urbano Benzina urbano
extraurbano extraurbano extraurbano
FER NEI TRASPORTI: OBIETTIVI DEL PNIEC
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)
Traiettorie di crescita dell’energia da fonti rinnovabili al 2030 nel settore dei trasporti
Consumi finali lordi nei trasporti rilevati (Mtep) - RED II
1.400 Biocarburanti single counting
Consumi finali lordi nei trasporti previsti (Mtep) - RED II
Quota FER-T rilevata (%) - RED II Biocarburanti double counting non avanzati
40
Quota FER-T prevista (%) - RED II 25, 0%
1.200 Altri biocarburanti avanzati
22% Biometano avanzato
35
20% Quota FER dell'energia elettrica consumata nei trasporti su rotaia
19% 20, 0% 1.000 Quota FER dell'energia elettrica consumata nei trasporti su strada
30
17%
16%
25 14% 800
13%
15, 0%
ktep
12%
20
11% 600
10%
8% 10, 0%
7%
15
6% 6% 400
6% 6% 5%
10
5% 5% 4%
5,0 %
200
5
35 33 32 33 32 32 30 31 31 32 31 31 30 29 29 29 28 28 28 28
0 0,0 %
-MISURE PREVISTE DAL PNIEC PER LE FER NEI TRASPORTI
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)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
Alcune misure previste:
Potenziamento delle infrastrutture: Trasporto Rinnovo dei veicoli privati: incentivi all'acquisto
ferroviario regionale, infrastrutture di ricarica di veicoli efficienti e a minori emissioni; misure
veicoli elettrici e distributori GNC regolatorie sul traffico veicoli, revisione fiscalità
Rinnovo dei veicoli pubblici adibiti al trasporto Piattaforma Unica Nazionale (PUN) e Piano
persone: finanziamenti bus elettrici e a metano; nazionale infrastrutturale ricarica veicoli
rinnovo convogli ferroviari; obbligo di acquisto di elettrici (PNire)
veicoli a combustibili alternativi per la PA Vehicle to Grid
Comparabilità prezzi ricariche elettricheRICARICA 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 PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO REGIONALE
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/DMETODOLOGIA 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 carburanteMETODOLOGIA PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO REGIONALE Una esempio di pianificazione
METODOLOGIA PER LA LOCALIZZAZIONE A LIVELLO REGIONALE 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
CONCLUSIONI
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)TRANSIZIONE NEL TRASPOSTO PUBBLICO LOCALE
TRANSIZIONE NEL TRASPOSTO PUBBLICO LOCALE
Le tappe del piano
2019 Obiettivo 2022 Obiettivo2030
27 215 1.200
bus elettrici
bus elettrici bus elettrici
120 295 4
nuovi depositi
bus ibridi bus ibridi full electric
Avvio delle forniture di un
40
contratto per:
80
nuovi filobus
3
depositi
nuovi filobus riconvertiti
Viene assegnato un
-6,5 -30 mln
80 contratto
nuovi tram
per:
mln
litri di gasolio
all’anno
litri di gasolio
all’anno
-16 mila
tonnellate di CO2
-75 mila
tonnellate di
all’anno CO2 all’annoTRANSIZIONE NEL TRASPOSTO MERCI E SULLE ACQUE INTERNE • 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
CONCLUSIONI • 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
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 dieselIL 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.pageCONCLUSIONI • 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
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