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Institute for Renewable Energy

Sistema gestionale per la mobilità elettrica in Alto Adige

Editor: David Moser*,

Co-autori: Alyona Zubaryeva*, Matteo Del Buono*, Dimitrios Gkatzoflias+

* Istituto per Energie Rinnovabili, Accademia Europea di Bolzano,

Via G. Di Vittorio 16, I-39100 Bolzano, Italia

+ Joint Research Centre, Institute for Energy and Transport, Via Enrico Fermi 2749, TP 441, 21027 Ispra (VA), Italy

Bolzano,

Prima versione Giugno 2015

Versione revisioni BLS/Stakeholders Luglio 2015

Versione revisioni PROTOSCAR Ottobre 2015

Committente:

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1. Introduzione .......................................................................................................................................... 5

2. Raccomandazioni direttiva europea e nazionali ................................................................................... 6

3. Colonnine di ricarica e la rete ............................................................................................................. 10

3.1 L’allacciamento alla rete elettrica ............................................................................................... 13

4. Tipi di ricarica ...................................................................................................................................... 14

4.1 RICARICA CONDUTTIVA IN AC ..................................................................................................... 15

4.2 RICARICA CONDUTTIVA IN DC VELOCE (O RAPIDA) .................................................................... 17

4.3 PRINCIPALI CARATTERISTICHE DEL PROCESSO DI RICARICA: MODI, PRESE E SPINE .................. 19

4.4 Esigenze di ricarica ...................................................................................................................... 21

5. Modelli di business ............................................................................................................................. 23

5.1 Aspetti economici e concetti per la tariffazione ......................................................................... 24

6. Piattaforme e-roaming e servizi per l’elettromobilità ........................................................................ 29

6.1 La problematica dell’accesso ...................................................................................................... 29

6.2 Esperienze europee in e-roaming e servizi per l’elettromobilità ............................................... 29

7. Modelli gestionali esistenti ................................................................................................................. 35

7.1 Voralberg, Austria ....................................................................................................................... 35

7.2 Belgium: smart charging ............................................................................................................. 35

7.3 Olanda ......................................................................................................................................... 36

7.4 Region Nordhessen, Germania ................................................................................................... 37

7.5 Canton Ticino, Svizzera ............................................................................................................... 37

7.6 California ..................................................................................................................................... 38

8. Questionari.......................................................................................................................................... 39

8.1 Visita a Protoscar ........................................................................................................................ 40

9. Geolocalizzazione colonnine di ricarica per la città di Bolzano .......................................................... 41

9.1 Metodologia ................................................................................................................................ 41

9.2 Risultati ....................................................................................................................................... 46

9.3 Geolocalizzazione dei punti di ricarica nella Provincia di Bolzano .............................................. 49

10. Possibili modelli gestionali da applicare al territorio ...................................................................... 53

10.1 Lo stato attuale ........................................................................................................................... 53

10.2 Modelli esistenti applicabili al territorio altoatesino .................................................................. 55

11. Conclusioni ...................................................................................................................................... 60

Ringraziamenti: ........................................................................................................................................... 62

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Figura 1: Numero di colonnine di ricarica e posizionamento (fonte: BLS) ................................................... 6 Figura 2: - Classi di infrastrutture di ricarica - CA: Corrente Alternata; CC: Corrente Continua ................... 9 Figura 3: Diagramma dei vari sistemi di ricarica (fonte RSE) ...................................................................... 14 Figura 4: Esempio di colonnina con accesso attraverso RFID (colonnina di ricarica veloce DC di AEW installata presso la sede di AEReti) ............................................................................................................. 15 Figura 5: Esempio di carica da colonnina a 50 kW e da 2x22 kW (fonte: PROTOSCAR) ............................. 16 Figura 6: Tipici tempi di ricarica con varie potenze (fonte RSE) ................................................................. 18 Figura 7: colonnina di ricarica veloce installata vicino alla sede di AEW a Bolzano con prese CHAdeMO e CCS .............................................................................................................................................................. 19 Figura 8: Tipi di connettori e modalità di ricarica in varie regioni (fonte: phoenix contact website https://www.phoenixcontact.com/assets/images_ed/global/web_content_3col/pic_con3_a_0059711_en.jpg) ........................................................................................................................................................... 20 Figura 9: Figura che mostra l’inserimento nel mercato di veicoli elettrici. In rosa sono sottolineati i veicoli che ricaricano sino a 7 kW, in arancione sino a 11 kW ed in rosso sino a 22 kW. Nessuna sottolineatura per i veicoli con limite di ricarica a 3 kW (fonte e-mobile, PROTOSCAR www.e-mobile.ch) ...................... 22 Figura 10: Vignetta utilizzata in Ticino che permette la ricarica presso le colonnine pubbliche (fonte: PROTOSCAR) ............................................................................................................................................... 25 Figura 11: Analisi semplificata del ritorno di investimento per una colonnina da 22 kW con CAPEX 8000 Euro, 2% OPEX, 2% inflazione, 0% incremento tariffe, 200 Euro/MWh costo energia elettrica, e variando il numero di veicoli/giorno da 1 a 4 a 8 e la vendita di elettricità da 210 a 300 Euro/MWh ...................... 27 Figura 12: Analisi economiche con tariffazione a tempo. Scenario 4 prevede 80% carica monofase e 20% carica a 22 kW, 1 veicolo al giorno. Scenario 5 prevede 100% carica monofase, 0.5 veicoli al giorno. ..... 28 Figura 13: Schema delle operazioni per il funzionamento di e-roaming .................................................... 29 Figure 14: Visualizzazione del concetto offerto da e-clearing .................................................................... 30 Figura 15: visualizzazione del concetto offerto da Gireve .......................................................................... 31 Figura 16: Screenshot del portale enel drive https://www.eneldrive.it/ dove vengono segnalate le colonnine occupate e disponibili. ............................................................................................................... 32 Figura 17: Il concetto di mobilità elettrica di The New Motion (fonte: http://www.thenewmotion.com/en/about-us/)........................................................................................ 33 Figure 18: concetto applicato da The New Motion per i pagamenti (fonte: http://www.thenewmotion.com/en/products/charge-card/) ................................................................... 34 Figura 19: Maglia GIS usata per l’analisi ..................................................................................................... 43 Figura 20: Buffer zones for the data layer electricity grid of Bolzano ........................................................ 43 Figura 21: Confronto tra risultati analisi spaziale e posizione delle colonnine installate da AEW ............. 48 Figura 22: Punti di ricarica suggeriti lungo l’autostrada ............................................................................. 49 Figura 23: Punti di ricarica suggeriti lungo l’Autobrennero sovrapposto alla mappa geografica di Google .................................................................................................................................................................... 50 Figura 24: Esempio del primo punto di ricarica suggerito in direzione Nord ............................................. 50 Figura 25: Esempio dell’ultimo punto di ricarica suggerito in direzione Sud ............................................. 51 Figura 26: Aree suggerite per i punti di ricarica lungo le strade della Provincia non a pagamento ........... 52 Figura 27: Aree suggerite per l’installazione dei punti di ricarica per le strade non a pagamento sovrapposta alla mappa geografica di Google maps .................................................................................. 52

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Figura 28: Schema del modello light dove I soggetti A e B provvedono a fornirsi di sistemi di e-roaming e piattaforme back-end in modo autonomo. Per permettere l’accesso al mercato anche a piccoli soggetti come C e D, viene fornito l’accesso ad una piattaforma di back-end sviluppata ad hoc per la Provincia di Bolzano ........................................................................................................................................................ 56 Figura 29: Viene creato un soggetto che metta in contatto I vari soggetti A,B,C,D. Il nuovo soggetto offre il servizio di back-end, fatturazione e collegamento con piattaforme e-roaming. Inoltre provvede a gestire le autorizzazioni necessarie. ........................................................................................................... 57

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1. Introduzione

In Alto Adige è attivo da 2013 un tavolo di lavoro per la tematica elettromobilità coordinato da BLS. Nel tavolo siedono i seguenti attori locali: SEL, SEV, AEW, BLS, Carsharing, TIS. Nel contesto di progetti specifici altri attori locali sono coinvolti p.e. il Raiffeisenverband che è disposto a contribuire in progetti di mobilità elettrica e “Infosyn”, che gestisce per esempio la fatturazione di Carsharing. La discussione del tavolo ha riguardato le caratteristiche minime che le colonnine di ricarica devono avere in Alto Adige1, il loro posizionamento, e verso quale modello di business ci si dovesse indirizzare (Service Provider vs Modello Distributore). BLS, che con il progetto “green mobility” ha il compito di sviluppare la mobilità sostenibile che va oltre il trasporto pubblico in Alto Adige, si è avvalso della consulenza di Fraunhofer Italia che ha sviluppato una Roadmap „Südtirol 2030 - Auf dem Weg zur Modellregion für nachhaltige alpine Mobilität“.

Lo studio contiene delle considerazioni come il concetto di mobilità sostenibile possa essere ulteriormente sviluppata in modo da rendere l’Alto Adige una regione modello. Le tematiche principali considerate sono la mobilità elettrica, la mobilità a due ruote e la mobilità intermodale.

Sulla posizione delle colonnine BLS assieme agli altri stakeholders ha già elaborato una mappa come idea di massima con i posti delle stazioni di ricarica che sono da considerarsi più urgenti per avere una buona copertura di base in Alto Adige (Figura 1). Questa mappa si basa anche sui progetti che sono stati presentati nell’ambito del bando a livello nazionale e sui piani attuali di installazione di AEW e SEL. Il numero e posizionamento sembrerebbe quindi non essere una questione aperta, anche se le postazioni concrete devono ancora essere individuate insieme ai comuni interessati.

Per facilitare il coordinamento delle iniziative legate alla tematica è quindi necessario analizzare il modello di gestione più adatto per l’Alto Adige considerando i fattori specifici del territorio (presenza dell’Alto Adige Pass, mappa dei gestori di rete, elemento cardinale “carsharing”, presenza di turisti con domanda per colonnine che aumenta, ecc.) e della realtà circostante (legislazione statale, trend a livello internazionale, ecc.) e come lo si potrebbe implementare nel modo migliore.

Questo documento è stato strutturato nel seguente modo:

- Analisi della normativa vigente - Analisi dell’impatto delle colonnine di ricarica e la rete - Descrizione dei tipi di ricarica - Descrizione dei modelli di business e prime considerazioni economiche - Descrizione delle principali piattaforme di e-roaming - Analisi di alcuni modelli gestionali esistenti - Interviste con gli stakeholders locali - Geolocalizzazione delle colonnine di ricarica a Bolzano e nelle principali arterie - Possibili modelli da applicare al territorio

Nella scrittura dei vari capitoli si sono principalmente utilizzate le seguenti fonti

“E… muoviti! Mobilità elettrica a sistema” Pubblicazione RSEview, 2013

“Praxishandbuch Ladesäulen-Infrastrukture“ teamred, 2015

“Piano Nazionale Infrastrutturale per la Ricarica dei veicoli alimentati ad energia Elettrica” Aggiornamento annuale 2015

1 Capitolato d’oneri per stazioni di ricarica elettrica in Alto Adige, 18 marzo 2014

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“Direttiva Europea 2014/94/EU”

Figura 1: Numero di colonnine di ricarica e posizionamento (fonte: BLS)

2. Raccomandazioni direttiva europea e nazionali

Con il riconoscimento dell’enorme potenzialità che la mobilità elettrica ha in sé come uno dei possibili mezzi per il raggiungimento degli obiettivi europei al 2020 in termini di riduzione delle emissioni di gas, di aumento nell’efficienza energetica e di incremento di energia proveniente da fonti rinnovabili, si è assistito a partire dal 2009 a un forte coinvolgimento di tutti i principali organismi di standardizzazione nell’attività di normazione degli aspetti tecnici riguardanti il veicolo elettrico. Solo un corpo di norme armonizzate a livello internazionale può garantire la diffusione di massa del veicolo elettrico. Tuttavia, la standardizzazione della mobilità elettrica risulta essere ancora più complicata rispetto ad altri settori in quanto il veicolo elettrico può essere considerato sia come un dispositivo elettrico sia come veicolo su strada, ciascuno con i propri comitati regolatori e con approcci differenti. Per affrontare in maniera strutturata la tematica della mobilità elettrica, a inizio 2010 il CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) ha costituito il Comitato Tecnico CT 312 “Componenti e sistemi elettrici ed elettronici per veicoli elettrici e/o ibridi per la trazione elettrica stradale”. È importante notare che nel recepimento italiano della IEC 61851-1 ed. 2 (2011) è stata inserita una premessa nella quale si precisa che “al fine di garantire la necessaria sicurezza durante la carica conduttiva dei veicoli elettrici, quando questa viene eseguita in ambiente aperto a terzi deve essere adottato il Modo di carica 3”. Questo Modo prevede la carica in corrente alternata con un sistema presa-spina dedicato che prevede protezione e controllo permanentemente presenti nell’infrastruttura. La ricarica può essere sia lenta che accelerata. Inoltre, si evidenzia che “in Italia, il Modo di carica 1 è consentito solamente in ambiti strettamente privati non aperti a terzi, quali ad esempio ambienti il cui accesso necessiti di chiavi, attrezzi particolari, eccetera,

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in possesso del proprietario”. Il Modo 1 di carica utilizza una presa standard di tipo domestico, non supera i 16 A e prevede un sistema di protezione da sovracorrente.2

Nel giugno 2010 la Commissione Europea aveva conferito un mandato agli Organismi europei di standardizzazione con il quale li invitava a un’attività di analisi e revisione della normativa esistente nel settore della mobilità elettrica e/o a svilupparne di nuovi, ma soprattutto a definire un unico sistema di ricarica europeo per i veicoli elettrici stradali. Al fine di svolgere questo compito nella maniera più efficiente e veloce, CEN e CENELEC hanno combinato la loro attività e creato uno specifico Focus Group (FG) sul tema dell’elettromobilità europea. Nel luglio 2011 il Focus Group ha prodotto un Rapporto Tecnico con raccomandazioni che investono tutti gli ambiti coinvolti nella mobilità elettrica, senza tuttavia raggiungere un accordo sull’adozione del connettore di Tipo 2 o del Tipo 3c. Per dare corso alle principali raccomandazioni contenute nel Rapporto Tecnico, monitorando e indirizzando la loro attuazione, all’inizio del 2012 è stato creato un gruppo di coordinamento attraverso la costituzione dell’eMobility Coordination Group (eM-CG). A fine gennaio 2013 la Commissione Europea, nell’ambito di misure volte ad assicurare la diffusione nel territorio europeo di carburanti alternativi puliti (biocarburanti, idrogeno, gas naturale nelle varie forme ed elettricità), ha pubblicato, per il combustibile “energia”, una proposta di direttiva alla quale è seguita la direttiva 2014/94 dell’ottobre 2014 che contiene le seguenti raccomandazioni per la standardizzazione dell’infrastrutture di ricarica dei veicoli elettrici:

- gli Stati Membri dovranno assicurare entro il 2020 un numero minimo di punti di ricarica;

- entro il 2017 le stazioni di ricarica lenta in AC, per motivi di interoperabilità, dovranno avere la predisposizione per il connettore di Tipo 2 secondo la norma IEC 62196-2:2012;

- entro il 2017 le stazioni di ricarica veloce in AC, per motivi legati all’interoperabilità, dovranno avere la predisposizione per il connettore di Tipo 2 secondo la norma IEC 62196-2:2012;

- entro il 2017 le stazioni di ricarica veloce in DC, per motivi di interoperabilità, dovranno essere equipaggiate con connettore Combo2, come descritta nel relativo standard che sarà adottato entro il 2014.

Riguardo l’individuazione di un connettore unico europeo, il punto di incontro è stato trovato nel connettore di Tipo 2 dotato di shutter per le vetture elettriche e nel connettore di Tipo 3a per i veicoli leggeri (ad esempio scooter).

A livello nazionale, la Legge 7 agosto 2012, n. 134 Conversione in legge, con modificazioni, del decreto-legge 22 giugno 2012, n. 83, recante Misure urgenti per la crescita del Paese (Gazzetta Ufficiale n. 187 dell'11 agosto 2012 - Suppl. Ordinario n. 171) ha previsto il “Piano nazionale infrastrutturale per la ricarica dei veicoli alimentati ad energia elettrica”. Nello specifico, nell’aggiornamento annuale 2015 si richiama la direttiva europea 2014/94

“Attraverso i rispettivi quadri strategici nazionali, gli Stati membri garantiscono la creazione, entro il 31 dicembre 2020, di un numero adeguato di punti di ricarica accessibili al pubblico in modo da garantire che i veicoli elettrici circolino almeno negli agglomerati urbani/suburbani e in altre zone densamente popolate e, se del caso, nelle reti stabilite dagli Stati membri. Gli Stati membri possono inoltre adottare, nei loro quadri strategici nazionali, misure volte a incoraggiare e agevolare la realizzazione di punti di ricarica non accessibili al pubblico.”

“La Commissione valuta l'applicazione delle prescrizioni di cui sopra e, se del caso, presenta una proposta volta a modificare la direttiva, tenendo conto dello sviluppo del mercato dei veicoli elettrici, per garantire che un ulteriore numero di posti di ricarica accessibili al pubblico sia realizzato in ciascuno 2 “E… muoviti! Mobilità elettrica a sistema” Pubblicazione RSEview, 2013

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Stato membro entro il 31 dicembre 2025, almeno: sulla rete centrale della TEN-T, negli agglomerati urbani/suburbani, e, in altre zone densamente popolate”.

Gli Stati membri assicurano che

- i punti di ricarica di potenza standard a corrente alternata (AC) per i veicoli elettrici, escluse le unità senza fili o a induzione, introdotti o rinnovati a decorrere dal 18 novembre 2017 siano muniti, a fini di interoperabilità, almeno di prese fisse o connettori per veicoli del tipo 2, quali descritti nella norma EN62196-2. Mantenendo la compatibilità del tipo 2, tali prese fisse possono essere munite di dispositivi quali otturatori meccanici.

- i punti di ricarica di potenza elevata a corrente alternata (AC) per i veicoli elettrici, escluse le unità senza fili o a induzione, introdotti o rinnovati a decorrere dal 18 novembre 2017 sono muniti, a fini di interoperabilità, almeno di connettori del tipo 2, quali descritti nella norma EN62196-2.

- i punti di ricarica di potenza elevata a corrente continua (DC) per i veicoli elettrici, escluse le unità senza fili o a induzione, introdotti o rinnovati a decorrere dal 18 novembre 2017 sono muniti, a fini di interoperabilità, almeno di connettori del sistema di ricarica combinato «Combo 2», quali descritti nella norma EN62196-3.

“La ricarica dei veicoli elettrici nei punti di ricarica accessibili al pubblico, ove tecnicamente possibile ed economicamente ragionevole, si avvale di sistemi di misurazione intelligenti”

“Gli Stati membri assicurano che gli operatori dei punti di ricarica accessibili al pubblico siano liberi di acquistare energia elettrica da qualsiasi fornitore dell'Unione, ove questi accetti. Gli operatori dei punti di ricarica sono autorizzati a fornire ai clienti servizi di ricarica per veicoli elettrici su base contrattuale, anche a nome e per conto di altri fornitori di servizi.”

“Tutti i punti di ricarica accessibili al pubblico prevedono, inoltre, modalità di ricarica ad hoc per gli utilizzatori di veicoli elettrici, senza la necessità di dover concludere contratti con i fornitori di energia elettrica o gli operatori interessati”

“Gli Stati membri assicurano che gli operatori dei sistemi di distribuzione cooperino su base non discriminatoria con qualsiasi persona che apra o gestisca punti di ricarica accessibili al pubblico.”

“Gli Stati membri assicurano che il quadro giuridico preveda la possibilità che la fornitura di energia elettrica a un punto di ricarica formi oggetto di un contratto con fornitori diversi rispetto all'entità fornitrice dell'abitazione o della sede in cui sono ubicati detti punti di ricarica.”

Il Piano Nazionale individua le seguenti classi di infrastrutture di ricarica sulla base della capacità di erogazione dell’energia:

Ricarica lenta (Slow charging) - fino a 7 kW

Ricarica accelerata (Quick charging) - superiore a 7 e fino a 22 kW

Ricarica veloce (Fast charging) - superiore a 22 kW (ad oggi le sperimentazioni diffuse su scala nazionale sono quelle a 43 kW in corrente alternata e 44-50 kW in corrente continua)

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Figura 2: - Classi di infrastrutture di ricarica - CA: Corrente Alternata; CC: Corrente Continua

Il Piano identifica questa classificazione al fine di fornire un quadro più dettagliato delle reali potenzialità delle diverse infrastrutture di ricarica. In ogni caso anche per avere un perfetto allineamento con le indicazioni fornite dalla Direttiva sulla realizzazione di un'infrastruttura per i combustibili alternativi, che identifica:

• «Punto di ricarica di potenza Standard», un punto di ricarica che consente il trasferimento di elettricità a un veicolo elettrico di potenza pari o inferiore a 22 kW, esclusi i dispositivi di potenza pari o inferiore a 3,7 kW, che sono installati in abitazioni private o il cui scopo principale non è ricaricare veicoli elettrici, e che non sono accessibili al pubblico;

• «Punto di ricarica di potenza Elevata», un punto di ricarica che consente il trasferimento di elettricità a un veicolo elettrico di potenza superiore a 22 kW;

Il piano di infrastrutturazione elettrica, nel breve periodo (1-3 anni, ossia 2013-2016) fornisce priorità all’infrastrutturazione delle aree urbane ed ai fenomeni di pendolarismo ad esse connessi, per ampliare l’attenzione alle aree extraurbane e autostradali nel medio-lungo periodo (dal 2017) anche con la dotazione di punti ricarica elettrica di tipo “veloce”, sia in ambito pubblico che, soprattutto, presso gli attuali distributori di carburante. Tale aspetto andrà valutato in futuro anche in virtù dello sviluppo tecnologico delle infrastrutture di ricarica e delle batterie, che permetterà di aumentare l’autonomia delle vetture e diminuire i tempi di ricarica.

La normativa tecnica attuale non evidenzia restrizioni circa la necessità di presidio dei punti di ricarica di tipo veloce che pertanto non devono necessariamente essere installati in aree presidiate; rimane altresì inteso che per gli apparati di ricarica veloce e, tra questi soprattutto i c.d. “very fast”, è fortemente auspicabile che questi siano allestiti in aree presidiate, in particolar modo nei pressi degli attuali distributori di carburante, anche per garantire la persistenza di punti di riferimento già acquisiti da parte dei conducenti di veicoli.

Per le principali aree individuate, si condivide la strutturazione nelle seguenti macro-categorie:

- pubblico (accessibile da tutti) - privato accessibile al pubblico (accessibili da tutti, ad esempio h24 o in determinate ore e/o

giorni) - privato (accessibile solo a privati)

Si evidenzia l’importanza di dotare la Grande Distribuzione Organizzata (GDO), Centri Commerciali e Cinema di infrastrutture di ricarica al fine di permettere di rispettare le tempistiche e lo stile di vita degli utenti senza stravolgere le abitudini del conducente medio.

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Il discorso è ancora più pregnante per le attuali stazioni di rifornimento che sono già percepite come punto di riferimento e con caratteristiche peculiari tra le quali la localizzazione in funzione della domanda reale, la video-sorveglianza, la connessione alla rete elettrica, le dotazioni di spazi di parcheggio, la mappatura nei sistemi di navigazione. Risulta strategica anche la predisposizione all’allaccio di infrastrutture elettriche per la ricarica dei veicoli per le autorimesse ed i parcheggi multipiano. Per tutte le autorimesse, parcheggi privati e parcheggi pubblici in generale si auspica la predisposizione di un numero adeguato (e coerente con la dimensione del parcheggio), di stalli da allestire con sistemi di ricarica. In caso di nuova costruzione tale predisposizione dovrà essere indicata in sede di progetto e garantire una percentuale dei posti dedicati ai veicoli elettrici pari almeno al 5% del numero complessivo dei posti messi a disposizione.

L’infrastrutturazione delle aree urbane e metropolitane deve prevedere un congruo rapporto tra le infrastrutture residenziali e quelle accessibili al pubblico.

Al fine di minimizzare l’impatto sull’utilizzo del suolo pubblico ogni infrastruttura di ricarica, fatte salve le capacità della rete elettrica presente, dovrà permettere la ricarica simultanea di due veicoli. Tale disposizione è da intendersi in tutte quelle aree caratterizzate da disponibilità di almeno due stalli adiacenti.

Tra gli elementi che creano barriere allo sviluppo della mobilità elettrica è stata riscontrata anche la mancanza di tempistiche certe, in particolare:

al DSO (Distribution System Operator) per la connessione dei sistemi di ricarica al sistema elettrico;

agli Enti Locali per il rilascio della concessione per l’installazione dei sistemi su suolo pubblico.

Tenendo presenti le particolarità territoriali e nel rispetto delle normative di settore vigenti, si indicano come tempi massimi per la concessione delle previste autorizzazioni da parte degli enti locali per l’installazione dei sistemi di ricarica su suolo pubblico un periodo massimo di 30 giorni, fatta salva la situazione in cui risulta necessario avviare il percorso della Conferenza dei Servizi, caso in cui dovranno essere seguite le tempistiche indicate dalla normativa di settore e previa richiesta di eventuali integrazioni alla documentazione trasmessa.

3. Colonnine di ricarica e la rete3

La progressiva diffusione di veicoli elettrici deve essere compatibile con le effettive possibilità di capacità della rete elettrica di distribuzione. È necessario che si facciano delle considerazioni legate all’attuale stato della rete per cercare di capire come l’applicazione di nuovi carichi quali quelli rappresentati da una distribuzione capillare di colonnine di ricarica possa essere o meno accettabile nell’attuale configurazione e quali effetti essi producano.

Nel concetto classico di rete elettrica, l’energia elettrica è principalmente prodotta in grandi centrali, trasportata per tratte lunghe anche diverse centinaia di chilometri sulle reti elettriche di trasmissione ad alta o altissima tensione (132-220-400 kV) e successivamente distribuita agli utilizzatori finali in media (15-20-23 kV) e bassa (230-400 V) tensione, attraverso le reti elettriche di distribuzione. Le reti elettriche di distribuzione sono connesse alla rete di trasmissione attraverso le Cabine Primarie, che trasformano l’energia elettrica da alta tensione (AT) a media tensione (MT) e la distribuiscono per tratte che possono arrivare fino a qualche chilometro. Le linee di MT sono strutturate in modo da garantire possibili percorsi alternativi. La possibilità di realizzare percorsi alternativi consente, in caso di manutenzione o guasto di 3 Mobilità elettrica in Alto Adige, prospettive tecniche ed economiche per la società energetica SEL, Tesi di Laurea Magistrale, Luca Passerini, Università degli Studi di Padova, 2014

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un tratto di linea, di “contro-alimentare” i restanti tratti da una diversa Cabina Primaria; l’architettura attuale non prevede invece un esercizio della rete secondo uno schema magliato (ad esempio per meglio distribuire i flussi di potenza). Lo stesso vale per le linee di bassa tensione (BT), connesse alle linee di MT attraverso le Cabine Secondarie.

Negli ultimi anni una fetta consistente di generazione è stata installata su linee di bassa e media tensione (generazione distribuita) andando ad avere un effetto sulle logiche classiche di gestione della rete in base alla disponibilità delle Fonti Rinnovabili Non Programmabili.

Nello specifico caso dell’Alto Adige la rete elettrica di distribuzione MT e BT è di competenza di due società distributrici di riferimento:

- SELNET srl (Provincia di Bolzano) con più di 30 punti di connessione con la rete ad alta tensione - AEW reti srl (comuni di Bolzano e Merano) con 2 punti di connessione con la rete ad alta tensione

La generazione distribuita ha solitamente carattere stagionale (e.g. idroelettrico e solare), dove il solare fotovoltaico oltre ad avere un andamento variabile in base al periodo dell’anno ed alle condizioni climatiche ha anche una variazione giornaliera dovuta alla durata del giorno.

Il picco di produzione di fotovoltaico ed idroelettrico si verifica nei periodi di primavera ed estate, risulta invece ridotto l’apporto di queste fonti in inverno. La produzione fotovoltaica risente infatti di una calo tipicamente stagionale nei mesi invernali dovuto alla riduzione dell’irraggiamento solare qualora l’inclinazione dei moduli siano ottimizzati per la produzione estiva. Gli impianti idroelettrici ad acqua fluente legano la loro produzione alla portata dei fiumi che risulta fortemente ridotta in inverno a causa delle basse temperature che fanno ghiacciare i torrenti ad alta quota. Nel periodo primavera-estate sussiste la situazione inversa e le portate aumentano a causa dello scioglimento delle nevi accumulate nelle zone montane.

La produzione da generazione distribuita può essere generalizzata per i seguenti usi:

• Alimentare carichi elettrici per lo più in prossimità del sito di produzione dell’energia elettrica,

• Sfruttare fonti energetiche primarie rinnovabili, diffuse sul territorio e non altrimenti sfruttabili mediante i tradizionali sistemi di produzione di grande taglia.

L’architettura della rete elettrica è fortemente influenzata dalla località che essa deve servire, come è noto L’Alto Adige è un territorio montano caratterizzato da strette vallate e montagne che impongono alla rete uno sviluppo radiale con linee MT che devono svilupparsi per qualche decina di km. In passato la produzione di energia elettrica proveniva unicamente dalle molte centrali idro-elettriche sparse sul territorio e quindi la determinazione delle tensioni e correnti di linea risultava semplificata attraverso l’ipotesi di flusso unidirezionale dalla rete AT a quella MT ed infine BT. Di conseguenza anche le misure elettriche della rete di distribuzione eseguite nelle cabine primarie sottostanno questa ipotesi. Ad oggi va riscontrato che numerosi auto produttori sono allacciati alla rete MT con conseguenza che in certi periodi dell’anno possa cadere l’ipotesi di rete passiva. Addirittura può verificarsi che in determinati tratti di linea vengano meno le condizioni di qualità della fornitura di energia elettrica, in quanto la tensione in presenza di generazione distribuita tende ad aumentare e può superare le soglie della normativa. Ovviamente la situazione ideale prevede di conoscere le caratteristiche di corrente e tensione lungo tutte le articolazioni della rete ed in particolare nei punti finali dove viene allacciato l’ultimo utente. Tuttavia un’analisi con questo grado di dettaglio non è al momento disponibile ed anzi spesso l’esperienza degli operatori del centro di telecontrollo supplisce alla mancanza di dati con interventi per lo più manuali a livello di cabina primaria e secondaria.

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Come logico attendersi nel prossimo futuro, gli aggiornamenti tecnici alla rete di distribuzione saranno esplicitamente mirati all’aumento dei punti di misura e delle grandezze misurate. Attualmente le grandezze elettriche misurate sono:

- bilancio di potenza al trasformatore AT-MT - tensioni di sbarra in CP - modulo delle correnti in transito sui feeder - frequenza

La recente norma CEI 0-16 (ed. II, allegato A della Delibera ARG/elt 119/08) pone un limite indicativo, per la connessione in BT degli utenti attivi, pari a 100 kW, nonché pari a 10 MW per gli utenti attivi MT. Nella stessa norma CEI è riportata un’ulteriore soglia indicativa di 3 MW oltre la quale gli utenti attivi sono indirizzati alla connessione diretta con la sbarra MT del trasformatore di Cabina Primaria. Più recentemente, a completare il quadro regolatorio, la Delibera ARG/elt 99/08 (e s.m.i.), recante il Testo Integrato delle Condizioni tecniche ed economiche per la connessione alle reti con obbligo di connessione di terzi degli impianti di produzione (il cosiddetto TICA), esplicita che il servizio di connessione alle reti di distribuzione deve essere erogato:

• al livello BT nel caso di richieste di connessione per potenze in immissione fino a 100 kW;

• al livello MT nel caso di richieste di connessione per potenze in immissione fra 100 kW e 6 MW.

Nella situazione attuale, si verifica che con frequenza giornaliera o stagionale il flusso di potenza risulti opposto a quello inizialmente previsto, e cioè a causa della numerosità degli autoproduttori presenti sul territorio, le zone di competenza delle cabine primarie si trasformano in “centrali elettriche distribuite” con conseguente surplus ed iniezione di potenza dalla rete MT a quella AT.

Il dimensionamento di progetto dei trasformatori e delle linee è stato fatto in base ai soli utilizzatori dell’energia elettrica, supponendo che fosse possibile il solo consumo di elettricità. L’attuale incremento della generazione distribuita, porta ad un cambiamento delle ipotesi con la ricerca di un nuovo punto di equilibrio tra il consumo e la generazione, portando a considerevoli modifiche delle grandezze elettriche in transito sulle linee e nei trasformatori. Fenomeno che si verifica con stagionalità ed in brevi e particolari periodi dell’anno può assumere carattere negativo e richiedere da parte del soggetto titolare della distribuzione dell’energia elettrica di intervenire attraverso lo scollegamento della protezione di interfaccia dell’impianto distribuito per risolvere l’alterazione dei parametri (tensione e frequenza) della qualità di fornitura dell’energia elettrica ed alla necessità di intervenire sulla tensione a livello di cabina primaria.

La tipica architettura di una cabina primaria è basata sulla presenza di due trasformatori con taglia di decine di MVA. Generalmente i due trasformatori sono gemelli e possono soddisfare singolarmente l’intero carico della cabina primaria in modo da garantire continuità di fornitura anche in caso di fuori servizio o manutenzioni.

In una giornata invernale la situazione è che la cabina primaria risulta in assorbimento nei confronti della rete AT ma la presenza di generazione distribuita è comunque abbastanza elevata da mantenere limitata la richiesta di energia elettrica della zona. Il risultato finale è che in entrambi i casi il trasformatore risulta utilizzato ad un livello molto inferiore a quello di progetto garantendo quindi un ampio margine di ulteriore sfruttamento.

A livello di rete elettrica la situazione più critica è quella estiva ed è condizionata non dall’aumento dei carichi ma dalla forte presenza di generazione distribuita. In questo caso la diffusione dei veicoli elettrici svolge una funzione positiva in quanto andrebbe a ridurre la potenza in transito al nodo MT/AT che potrebbe soddisfare richieste di carico ben maggiori di quelle dovute alla diffusione di veicoli elettrici.

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Nella situazione attuale, vi è una forte disponibilità di energia che potrebbe essere impiegata per l’alimentazione di veicoli e mezzi di trasporto elettrici. La situazione diviene complessa se si porta il dettaglio dell’analisi alle singole cabine secondarie. Soprattutto riferendosi al profilo di ricarica pubblica, la richiesta di energia è concentrata nelle ore diurne e con elevate potenze in gioco. Per questo tipo di applicazione la soluzione più plausibile è il ricorso a sistemi di ricarica in corrente continua che possono arrivare ad avere potenze di allacciamento considerevoli dell’ordine delle centinaia di kW. A meno di particolari prescrizioni da parte del distributore di riferimento questo tipo di allacciamenti coinvolge direttamente la rete di distribuzione MT. In base alla situazione specifica andrà quindi verificato che la cabina secondaria di trasformazione sia in grado di soddisfare la nuova potenza richiesta.

Lo scenario più plausibile prevede che in questo caso gli attuali distributori di carburante vengano riconvertiti ed equipaggiati con stazioni di ricarica per veicoli elettrici. Questo elemento è importante perché la maggior parte delle aree di servizio è già in possesso di un allacciamento diretto alla rete MT, si tratterebbe quindi di aumentare la sola taglia del trasformatore.

3.1 L’allacciamento alla rete elettrica

L’allacciamento è la connessione dell’impianto di utenza alla rete di distribuzione dell’energia elettrica. E’ realizzato dal distributore locale con la posa della presa (l’impianto che collega il contatore alla rete di distribuzione) e del contatore. L’allacciamento alle reti elettriche soggette all’obbligo di connessione di terzi, cioè quelle gestite in regime di concessione, non può mai essere rifiutato, tranne quando la sua realizzazione compromette la continuità del servizio; in questo caso il rifiuto dell’allacciamento deve essere motivato dall’impresa che gestisce la rete. L’attivazione della fornitura, cioè la possibilità di prelevare energia elettrica, può essere ottenuta solo se l’utenza è allacciata alla rete ed è stato stipulato un contratto di fornitura.

Per le utenze alimentate in bassa e in media tensione il contributo da versare per l’allacciamento è determinato in misura forfetaria, indipendentemente dai costi effettivamente sostenuti per realizzare ogni singola connessione. Questa soluzione è stata adottata per rendere l’allacciamento economicamente accessibile a tutti i clienti, anche nel caso in cui è necessario realizzare lavori molto costosi.

Questo meccanismo ha delle conseguenze presso utenze private accessibili al pubblico (accessibili da tutti, ad esempio h24 o in determinate ore e/o giorni) quali centri commerciali, hotels, etc che vogliono dotarsi di una colonnina di ricarica: la scelta dipenderà molto dai costi di allacciamento a seconda che questo venga fatto come secondo contatore presso utenza privata o sul suolo pubblico vicino alle utenze.

Inoltre si dovrà prevedere anche presso utenze private la predisposizione nei garage dell’infrastruttura necessaria per future installazioni di colonnine di ricarica (wall box) in modo da evitare costose modifiche future dell’impianto elettrico esistente.

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4. Tipi di ricarica

Le tecnologie di ricarica dei veicoli elettrici si suddividono in tre grandi famiglie: conduttiva, induttiva e battery swap. La ricarica conduttiva consente il caricamento della batteria del veicolo elettrico attraverso il collegamento alla rete di alimentazione in corrente alternata (AC) del caricabatterie a bordo veicolo. Un metodo alternativo per la ricarica del veicolo consiste nell’utilizzare un caricabatterie esterno che fornisce corrente continua (DC) al veicolo. Entrambi i metodi di ricarica sono caratterizzati da un collegamento fisico (attraverso il cavo di alimentazione) tra veicolo e infrastruttura di ricarica. All’interno della tecnologia di ricarica conduttiva troviamo poi un’articolazione abbastanza complessa tra ricarica lenta (monofase o trifase) e veloce (in AC o in DC), strettamente legate alle evoluzioni tecnologiche che stanno caratterizzando tale ambito. Con la ricarica induttiva il trasferimento di energia alla batteria avviene attraverso l’accoppiamento elettromagnetico tra due bobine: una montata sotto il veicolo e l’altra appoggiata o anche interrata nel luogo di stazionamento del veicolo. Tale tecnologia si suddivide in stazionaria, che può essere attivata anche automaticamente nel momento della sosta, oppure dinamica, un’applicazione forse un po’ più futuribile che consiste nella ricarica del veicolo durante la marcia. Alle prime due tipologie di ricarica si affianca la tecnica del battery swap, ovvero sostituzione delle batterie, che può essere considerata assimilabile a una tecnologia di ricarica. Nella Figura 3 sono rappresentate in maniera schematica le tecnologie di ricarica attualmente utilizzate, in relazione al tempo impiegato per la ricarica.

Figura 3: Diagramma dei vari sistemi di ricarica (fonte RSE)

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4.1 RICARICA CONDUTTIVA IN AC Lenta e accelerata Per ricarica lenta si intende una ricarica in corrente elettrica alternata monofase o trifase a 16 A (fino a 32 A), il cui collegamento alla rete avviene attraverso un connettore standard per uso domestico e/o industriale, come previsto nel Modo 1 e Modo 2 di ricarica (prese standard senza e con protocollo di comunicazione rispettivamente). Tuttavia, alcune approfondite indagini hanno dimostrato che i connettori domestici potrebbero non essere idonei (per possibile surriscaldamento) a sostenere un’erogazione prolungata per diverse ore di una corrente pari a 16 A. Per evitare l’insorgere di problemi di questo tipo alcune utility, in collaborazione con costruttori di veicoli, stanno studiando soluzioni che consentano di limitare la massima corrente assorbibile, in ambiente domestico, a 10 A. L’uso della ricarica lenta di un veicolo elettrico richiede dalle 6 alle 8 ore, in base alla capacità di batteria dell’auto, nel caso in cui la ricarica avvenga alla potenza di 3 kW, e di 1-3 ore nel caso di ricarica trifase a 7 kW. Tale tipologia di ricarica è consentita attraverso connettori domestici, Schuko e di tipo industriale per il Modo 1 e Modo 2, mentre per il Modo 3 sono necessari connettori specifici che oltre a contatti per potenza, terra e neutro, siano dotati di contatti addizionali per la comunicazione e il controllo. In generale, si definisce ricarica lenta tutto ciò che non è veloce, pertanto quando la ricarica viene eseguita alla potenza di 22 kW (32 A trifase a 400 V) si parla ancora di ricarica lenta, anche se sarebbe preferibile definirla accelerata. In questo caso il tempo necessario a una ricarica della batteria può ridursi a un’ora o poco più nel caso di una capacità di batteria attorno ai 20-24 kWh. Con tale potenza di ricarica anche in luogo non aperto al pubblico per motivi di sicurezza la ricarica dovrebbe avvenire utilizzando il Modo 3 e impiegando i relativi connettori.

La procedura di ricarica di un’auto elettrica attraverso un punto di consegna pubblico è alquanto semplice: il conducente parcheggia l’auto in una piazzola predisposta e autentica il veicolo elettrico attraverso un RFID (Radio Frequency IDentification).

Figura 4: Esempio di colonnina con accesso attraverso RFID (colonnina di ricarica veloce DC di AEW installata presso la sede di AEReti)

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A seconda dei casi, il conducente può scegliere il tipo di ricarica dalla colonnina o da bordo auto. La negoziazione tra la rete elettrica e il sistema di ricarica delle auto in genere avviene su tre livelli: la rete elettrica con la sua logica di gestione dell’energia, il sistema di misura e l’invio dei dati di fatturazione ai fornitori di energia. In alcuni casi la negoziazione può prevedere anche un livello addizionale. Infatti, oltre a un’architettura con colonnine di ricarica “singole” è stata pensata anche una soluzione con un sistema master e diversi “satelliti”. In questo caso la colonnina master suddivide la potenza totale resa disponibile dalla rete nel punto di consegna su uno o più satelliti a cui può accedere una sola auto elettrica per volta (Figura 5). Operativamente, stabilita la potenza massima che ciascun satellite può rendere disponibile all’auto che è ad esso allacciata, il satellite provvede a ricaricare l’auto compatibilmente con gli accumulatori su di essa installati.

Figura 5: Esempio di carica da colonnina a 50 kW e da 2x22 kW (fonte: PROTOSCAR)

Il metering dell’energia avviene per ciascun punto di ricarica e misura l’energia in transito verso l’auto, comprese le perdite che possono avvenire a bordo auto e nell’accumulo. L’energia misurata in ciascuna ricarica viene associata al contratto di fornitura dell’auto, mutuando le soluzioni consolidate per i prelievi di denaro dagli sportelli bancomat e per la tariffazione della telefonia mobile. In prospettiva, un’auto elettrica si potrà muovere in tutta Europa ricaricandosi dalle colonnine collocate dai diversi operatori, nei diversi Paesi, pur continuando a pagare l’energia utilizzata al fornitore con cui ha stipulato il contratto, proprio come accade per il roaming nazionale e internazionale. Nel caso in cui il contratto di fornitura per la ricarica delle auto sia stato stipulato con un fornitore di energia con il quale si ha già un altro contratto (ad esempio: fornitura di energia domestica), sarà anche possibile una rendicontazione unica. Si prevedono modelli di business anche più articolati; ad esempio, è ragionevole pensare a un fornitore di energia che si accolli in tutto o in parte il costo iniziale di investimento per l’acquisto dell’auto elettrica, che utilizzi l’accumulatore dell’auto elettrica per fornire servizi alle reti di distribuzione e che faccia pagare all’utente finale solo l’energia effettivamente utilizzata per la mobilità.

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Veloce (o rapida) Uno dei punti deboli delle varie tecnologie di ricarica già in uso, che costituiscono un fattore fortemente limitante nella diffusione dei veicoli elettrici, è il tempo di ricarica, inteso come tempo medio per un “pieno” di energia che permetta di ricaricare la batteria e consentire di percorrere altri 100 km e oltre. Questo tempo, che è dell’ordine dei minuti per quanto riguarda le vetture a combustione interna, per i veicoli elettrici può variare da 6-8 ore nel caso di ricarica lenta a un’ora nel caso di ricarica accelerata. Tuttavia la sosta di un’ora può apparire eccessiva quando si intende percorrere lunghe distanze, anche se missioni di questo tipo, nella gran parte dei casi, avvengono solo qualche volta l’anno. Una tecnologia di ricarica che si sta affermando, sia per placare l’ansia da ricarica sia per consentire una ricarica completa nel periodo di una breve sosta, è quella rapida (o veloce) dove le potenze attualmente disponibili variano tra i 43 kW (63 A trifase a 400 V) di una ricarica in AC ai 50-60 kW (120 A a 400 V in corrente continua) di una ricarica in DC. Entrambe queste tipologie di ricarica potrebbero trovare sistemazione nelle attuali stazioni di servizio, che in questo modo diventerebbero stazioni ibride; vale a dire con pompe di carburante per combustibili fossili e punti di ricarica veloce per i veicoli elettrici. Questo tipo di stazioni di ricarica potrebbe avere un impatto pesante sulla rete. Tuttavia, recenti studi hanno dimostrato che questo non avviene quando le stazioni di ricarica sono direttamente connesse alle linee di Media Tensione o quando, anche se connesse in BT, sono equipaggiate con un polmone di accumulo di 200-400 kWh. Per ricarica veloce in corrente alternata si intende una ricarica trifase a 63 A e 400 V. La ricarica veloce in AC con una potenza di 43 kW di un veicolo elettrico consente di effettuare una ricarica all’80 per cento della capacità della batteria in soli 30 minuti. Si può facilmente ipotizzare che alcune delle attuali stazioni di rifornimento di carburante possano essere quindi riconvertite in stazioni ibride. Un tale tempo di ricarica è comparabile con le attuali soste presso le stazioni di servizio quando, oltre al rifornimento di carburante, ci si concede una breve pausa per consumare un veloce pasto. Queste stazioni di ricarica saranno principalmente installate lungo autostrade o superstrade, presso luoghi di sosta e anche stazioni di servizio, per offrire una ricarica in 15-30 minuti. Ciò consentirà di moltiplicare per 2, 3 e oltre, l’attuale autonomia dei veicoli elettrici ampliando notevolmente il loro raggio di percorrenza, superando così il ruolo che attualmente viene assegnato al veicolo elettrico come auto da città o “seconda vettura”. Ad oggi, in mancanza di risultati provenienti da sperimentazioni pilota, l’unica osservazione che si può fare è che la tecnologia di ricarica veloce a 43 kW in corrente alternata è utilizzabile da pochissime auto in commercio.

4.2 RICARICA CONDUTTIVA IN DC VELOCE (O RAPIDA)

Per ricarica veloce in DC si intende una stazione di ricarica in corrente continua con potenza nominale maggiore o uguale a 50 kW. Con queste potenze un veicolo elettrico può essere ricaricato in 15-30 minuti. In generale, quando si parla di ricarica in DC si è subito portati a pensare alla soluzione proposta dall’associazione CHAdeMO. A fine maggio 2013 le stazioni di ricarica CHAdeMO installate in tutto il mondo erano 2.569, così ripartite: Giappone 1.677, Europa 601, Usa 160, altri Paesi 12. Così come già descritto per i punti di ricarica veloce in AC, anche le infrastrutture di ricarica in DC potrebbero trovare la loro principale collocazione lungo le autostrade e soprattutto essere installate nelle attuali stazioni di servizio, contribuendo in questa maniera a trasformare le stazioni di servizio in “pompe”. Come abbiamo già potuto vedere nelle precedenti descrizioni, la tecnologia che appare come fondamentale per consentire sia di alleviare la cosiddetta “ansia da autonomia” in percorsi urbani, sia di affrontare con i veicoli elettrici anche percorsi di tipo misto urbano/extraurbano con percorrenze di qualche centinaio di chilometri, è la ricarica rapida (o extrarapida, a seconda della potenza di alimentazione). Parte dell’energia ricaricata durante il giorno dovrà essere fornita in maniera veloce, da infrastrutture paragonabili agli odierni distributori di carburanti. La ricarica lenta è evidentemente impossibile da implementare in queste strutture; sarà quindi necessario dotare queste stazioni di ricarica di dispositivi in corrente continua in grado di erogare potenze fino a 50 kW (attuali) o 100 kW (previsioni).

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Figura 6 mostra i tempi di ricarica necessari, a seconda della potenza impiegata, per una ricarica completa di una batteria con capacità di 25 kWh.

Figura 6: Tipici tempi di ricarica con varie potenze (fonte RSE)

Nei paragrafi precedenti, descrivendo la situazione dei sistemi di connessione per la ricarica conduttiva, sia in AC sia in DC, abbiamo potuto notare quanto sia complicata e ancora lontana una soluzione che conduca all’interoperabilità fisica del veicolo elettrico, vale a dire un unico sistema di connessione valido almeno per tutto il territorio europeo. Una tipologia di ricarica che sembra configurarsi come possibile superamento degli ostacoli causati dalla mancanza di un unico connettore risiede nella ricarica induttiva.

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Figura 7: colonnina di ricarica veloce installata vicino alla sede di AEW a Bolzano con prese CHAdeMO e CCS

4.3 PRINCIPALI CARATTERISTICHE DEL PROCESSO DI RICARICA: MODI, PRESE E SPINE

La norma generale di riferimento per la ricarica (conduttiva) dei veicoli elettrici è la IEC 61851-1 ed. 2. Tale norma contiene i requisiti generali e definisce, per il veicolo elettrico, quattro modi di ricarica. Il Modo 3, con presa dedicata, in cui le funzioni di controllo e protezione sono installate in maniera permanente nell’infrastruttura, è quello che riceve il massimo consenso a livello internazionale, in particolare per le nuove installazioni pubbliche (in Italia il Modo 3 è obbligatorio nelle infrastrutture pubbliche dal 2001). Alcuni Paesi desiderano mantenere il Modo 1 per l’accettabilità a breve termine da parte dei clienti e per assicurare la fase di transizione al Modo 3. Nel Modo 4 la ricarica avviene in corrente continua a partire dalla corrente alternata convertita in continua attraverso un caricabatterie esterno. Questa modalità di ricarica è molto interessante, in quanto non necessita di raddrizzatore a bordo auto, con vantaggi in termini di leggerezza e semplicità del veicolo. Nella Figura 4 è presentata una panoramica delle tipologie di prese e spine attualmente utilizzate nella ricarica dei veicoli elettrici. La norma di riferimento per la tipologia di connettori è la IEC 62196: Plugs, socket-outlets, vehicle Connectors and Vehicle Inlets — Conductive charging of electric vehicles divisa in tre parti:

Part 1: General requirements Part 2: Dimensional compatibility and interchangeability requirements for a.c. pin and contact-tube accessories Part 3: Dimensional interchangeability requirements for d.c. pin and contact-tube vehicle couplers

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È importante rilevare che i sistemi di connessione specifici per il veicolo elettrico, in grado di sopportare correnti elevate, sono quelli riportati nei Modi 3 e 4 di ricarica. Analizzando più in dettaglio i connettori idonei al Modo 3 di ricarica dei veicoli elettrici e trattati nella norma IEC 62196-2, possiamo notare che sono previsti tre tipi di connettori: Tipo 1, Tipo 2 e Tipo 3 (in tipo 3a e 3c). Il Tipo 1 è in uso sul mercato americano e giapponese, il Tipo 2 e il Tipo 3 sono attualmente in uso nei Paesi europei. Entrambe le tipologie hanno 7 pin (3 fasi, neutro, terra e 2 contatti pilota). La differenza principale tra il connettore Tipo 2 e Tipo 3c risiede nel grado di protezione: mentre il Tipo 2 ha un grado di protezione IPXXB (verifica del contatto al dito di prova), il Tipo 3c ha dispositivi di protezione IPXXD (a prova di ingresso di un filo di diametro 1mm) contro il contatto accidentale di parti in tensione sia sulla presa sia sulla spina. Per garantire la sicurezza durante la ricarica, la colonnina comunica al veicolo la disponibilità di rete attraverso un segnale modulato in frequenza, e il veicolo adatta il carico restituendo il proprio stato attraverso un valore in tensione. Queste funzionalità sono garantite dal circuito PWM (Pulse Width Modulation) obbligatorio per il Modo 3 di ricarica. Nel caso di veicoli sprovvisti di PWM, il circuito funziona in “modo semplificato” misurando il solo valore della resistenza di terra e la colonnina limita la corrente a 16 A. Nel Modo 3 di ricarica è importante che la stazione di ricarica individui la sezione del cavo collegato per erogare una corrente sopportabile dal cavo. Questa funzione è definita resistor coding. La corrente impostata dal PWM non può prescindere quella determinata dal resistor coding. Nel caso di assorbimenti superiori, la stazione deve interrompere la carica. Per la ricarica di Modo 4 in DC sono possibili differenti soluzioni, descritte nella IEC 62196-3 pubblicata il 19 giugno 2014, sia di tipo misto AC+DC, sia di tipo DC puro. Attualmente, in Europa la soluzione più diffusa è quella proposta dall’associazione CHAdeMO. Si tratta di un sistema di connessione puro DC (500V/125A).

Figura 8: Tipi di connettori e modalità di ricarica in varie regioni (fonte: phoenix contact website https://www.phoenixcontact.com/assets/images_ed/global/web_content_3col/pic_con3_a_0059711_en.jpg)

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Controllo di sicurezza e limitazione della corrente di carico4 Prima dell‘inizio del processo di ricarica nelle modalità di ricarica 2, 3 e 4, si avvia la comunicazione PWM con il veicolo attraverso il conduttore “contatto pilota”. In questa fase, vengono trasmessi e sintonizzati diversi parametri. Quando tutte le questioni di sicurezza sono conformi alle disposizioni ed è stata trasmessa la corrente di carico massima ammessa, solo allora inizia la ricarica. In generale vengono attuati i seguenti passaggi di controllo:

La stazione di ricarica provvede al blocco del connettore di ricarica a innesto lato infrastruttura.

Il veicolo provvede al blocco del connettore di ricarica a innesto e richiede l‘avvio della ricarica.

La stazione di ricarica (in modalità 2 il dispositivo di controllo nel cavo di ricarica) controlla la connessione del conduttore di terra al veicolo e trasmette la corrente di carico disponibile.

Il veicolo imposta il caricatore in maniera adeguata.

Una volta soddisfatti tutte le altre condizioni, la stazione di ricarica attiva la presa di ricarica. Per tutta la durata della ricarica il conduttore di terra viene monitorato mediante la comunicazione PWM e il veicolo ha la possibilità di interrompere l‘alimentazione di tensione attraverso la stazione di ricarica.

Il termine della ricarica e lo sblocco dei connettori a innesto sono comandati da un dispositivo di arresto situato nel veicolo. Questi segnali vengono trasmessi alla stazione di ricarica attraverso il conduttore “contatto pilota”.

Limitazione della corrente di carico Il processo di ricarica è comandato dall‘apparecchio di ricarica situato nel veicolo. Per evitare che il dispositivo di ricarica del veicolo sovraccarichi la capacità di potenza della stazione di ricarica o del cavo di ricarica, i dati sulla potenza dei sistemi vengono identificati e adeguati l‘uno all‘altro. Il box di controllo ricava i dati sulla portata del cavo di ricarica dal cavo medesimo. I dati sulla potenza relativi alla stazione di ricarica sono memorizzati nel box di controllo.

Prima dell‘avvio del processo di ricarica, il box di controllo, per mezzo del segnale PWM, trasmette i dati sulla potenza al veicolo, per ottenere la regolazione conforme dell‘apparecchio di ricarica del veicolo, dopodiché il processo di ricarica può iniziare senza rischi di sovraccarico.

4.4 Esigenze di ricarica

Carica AC La stragrande maggioranza delle auto carica monofase 16A (3,3 kW) perché questo è il minimo comune denominatore della potenza disponibile a livello domestico in Europa, USA, Giappone: i carica batteria a bordo del veicolo sono stati dimensionati per permettere la carica a domicilio con il livello di potenza il più standard possibile;

Le poche eccezioni sono rappresentate da:

• Tesla: sino a 11kW (solo la generazione precedente arrivava a 22kW); (anche la Mercedes Classe B, ma è un auto con sistema di trazione Tesla e prodotta in una serie limitata)

• Renault Zoe: sino a 43kW.

4 http://www.mennekes.it/uploads/media/Mobilit%C3%A0_elettrica_10-2013.pdf

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Poche altre auto possono caricare monofase sino a 32A come opzione, ad esempio la Nissan Leaf.

• Smart ED offriva come opzione carica sino a 22kW, ma il sovrapprezzo richiesto ha fatto sì che questa opzione sia stata poco richiesta inoltre un eventuale nuova Smart ED dipenderà da cosa Renault e Daimler decideranno di fare visto che Smart è ora realizzata su piattaforma Renault.

Al Salone di Francoforte (IAA 2015) si è notato un interesse delle OEM tedesche per carica monofase nella fascia 16A – 32A.

Carica DC Ora è uno standard solo per i BEV Giapponesi e Tesla. Per i PHEV 20 la carica rapida non è necessaria, per i PHEV 50 o superiori potrebbe essere un opzione possibile in futuro (già una realtà in Mitsubishi Outlander PHEV). Le OEM tedesche lo offrono ancora come opzione a pagamento ma stanno cambiando atteggiamento poiché tutti i loro concetti di “Tesla fighters” richiedono la carica DC.

In generale i pacchi batterie sono destinati a diventare più grandi già a partire da BEV del segmento C: visto che a domicilio, nella maggior parte delle nazioni, le potenze sono limitate, la possibilità di carica DC diventerà generalizzata. I livelli di potenza di carica di Tesla saranno raggiunti o anche superati da tutti i BEV con grandi pacchi batterie.

Nel grafico sottostante si può vedere quanto poche siano gli xEV che possono caricare in AC con potenze superiori ai 3,3kW (sottolineati in rosa sino a 7kW, arancione sino a 11kW e rosso sino a 22kW, nessuna sottolineatura 3kW).

Figura 9: Figura che mostra l’inserimento nel mercato di veicoli elettrici. In rosa sono sottolineati i veicoli che ricaricano sino a 7 kW, in arancione sino a 11 kW ed in rosso sino a 22 kW. Nessuna sottolineatura per i veicoli con limite di ricarica a 3 kW (fonte e-mobile, PROTOSCAR www.e-mobile.ch)

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Il fatto che molte stazioni di ricarica AC sono in grado di erogare 22kW per ogni connettore non si giustifica con le richieste di potenza delle auto.

Nello sviluppo del mercato delle colonnine di ricarica e della capacità di ricarica dei veicoli elettrici disponibili sul mercato si è assistito ad un trend che inizialmente prevedeva ricarica AC ad elevate potenze anche a domicilio mentre alla prova dei fatti l’idea di montare a bordo carica-batteria più potenti e quindi più costosi è stata abbandonata per i seguenti motivi:

• a differenza della Germania, in molte altre grandi nazioni europee e non, le potenze elettriche disponibili a domicilio sono molto più basse (anche in CH, dove le case sono alimentate con le 3 fasi, una ricarica 22kW AC sarebbe impossibile senza aumentare la potenza di allacciamento e quindi incorrere in tariffe elevate);

• la pressione di Tesla nel segmento Premium che ha acquisito parte del mercato a discapito di Mercedes Classe S, BMW serie 7, Audi A8 (già ora la Model S in alcuni mercati, anche USA, vende di più) ha indotto ad una riconsiderazione dell’importanza della carica DC;

• la tecnologia tedesca alternativa a quella giapponese, cioè CCS2, è arrivata ed è stata sposata ufficialmente dalla UE;

Renault è l’unico produttore in grado di offrire carica AC ad alta potenza senza bisogno di un carica-batterie a bordo: il sistema Chameleon utilizza, in fase di carica, l’elettronica di potenza dell’inverter e gli avvolgimenti del motore; l’inconveniente è che a basse potenze, il rendimento diventa molto basso a causa della potenza reattiva troppo elevata.

Le prese a 22 kW AC nascono quindi dal fatto che inizialmente molti sviluppatori di stazioni di ricarica avevano pensato a prodotti ipotizzando che la tendenza della ricarica della auto andasse proprio in quella direzione. Anche il PMIRE continua a dare enfasi a carica AC sino a 22kW, mentre il mercato sembra ora indicare una via che veda l’abbinamento di carica AC da 22kW in su alle stazioni di ricarica rapida DC (cioè la stazioni di ricarica rapida multistandard).

5. Modelli di business

1. Modello distributore (DSO), il quale prevede che lo sviluppo delle infrastrutture di ricarica venga svolto dall’impresa distributrice di energia elettrica nella propria area di concessione; 2. Modello service provider in esclusiva, nel quale lo sviluppo delle infrastrutture di ricarica viene affidato ad un soggetto che opera in regime di esclusiva a seguito di gara o concessione, su un’area definita dalla Regione o dal Comune o altro Ente locale; e ciò indipendentemente dal concessionario della distribuzione di energia elettrica; 3. Modello service provider in concorrenza, il quale è simile al modello service provider in esclusiva; tuttavia, esso si sviluppa in regime di concorrenza, seppure regolata a livello locale, al pari di quanto avviene oggi per le stazioni di rifornimento dei combustibili tradizionali. Anche la Comunità Europea ha svolto in tal senso un’attività regolatoria, in particolare con il recepimento dell’ultima direttiva 2014/94/UE (particolare riferimento ad art. 4), è stato imposto ai modelli di business il requisito multivendor. Di fatto verranno quindi eliminate le due prime tipologie che prevedevano un’assegnazione in esclusiva del servizio.

La tipologia “Service provider in concorrenza” è quindi destinata a diventare di fatto l’unica opzione possibile per il servizio di ricarica pubblica.

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5.1 Aspetti economici e concetti per la tariffazione

Bisogna distinguere due tipi di esigenze di carica:

• Abituale (definita Sosta Prolungata nel PMIRE): cioè quella che viene fatta nel luogo dove l’auto staziona la maggior parte del tempo;

• Occasionale (definita Sosta Breve nel PMIRE): cioè quella che viene fatta durante le pause di una missione

Le stazioni di ricarica AC, a seconda della loro ubicazione, possono coprire entrambe le esigenze:

• carica abituale: tipicamente per le colonne installate nelle zone residenziali per permettere la carica alle auto che non possono essere caricate a domicilio; eventualmente nelle ore diurne queste colonne potrebbero diventare con parcheggio a rotazione;

• carica occasionale: tipicamente le colonne situate nelle zone con parcheggi a rotazione sia su strada, autosili ecc.

Al momento esistono poche situazioni in cui le condizioni permettono di gestire una colonnina di ricarica in modo da avere un ritorno economico. Un rapido calcolo economico può far capire quali ordini di grandezza sono necessari per operare nel mercato della ricarica di veicoli elettrici con guadagni:

- Una colonnina di ricarica pubblica AC costa circa 8000 Euro (costi di installazione inclusi) - Una colonnina di ricarica nelle condizioni attuali potrebbe ricaricare 1 veicolo al giorno (365

giorni, 20 kWh ricarica, 0.2 Euro/kWh) con entrate pari a circa 1500 Euro (situazione ottimistica) - Applicando un margine di guadagno (costo per la fornitura elettrica e costi di manutenzione) del

10% si ottengono 150 Euro/anno

Questa simulazione porterebbe ad un rientro dell’investimento in più di 50 anni (senza considerare inflazione e tasso di interesse reale) e spiega come l’installazione dell’infrastruttura di ricarica al momento viene effettuata principalmente dai distributori dell’energia elettrica o da enti pubblici e/o da attori del mercato che guardano al settore con interesse e hanno la possibilità di effettuare investimenti.

Vi sono varie modalità che possono essere pensate per il pagamento della ricarica elettrica oltre al consumo al kWh, vanno considerate infatti la tariffazione a minuti, forfait annuali e una combinazione dei vari modelli. E’ importante notare che nella tariffazione si deve rispettare la protezione dei dati dei clienti che accedono al servizio.

Vendita di elettricità In questo caso si vende direttamente l’elettricità che avrà un suo costo al kWh. La vendita di elettricità può essere effettuata solo da fornitori che ne possiedono il permesso a livello nazionale. La quantità erogata deve essere contabilizzata tramite contatore ed i dati devono essere trasferiti in modo sicuro. Il processo può essere semplificata con accesso tramite carta autorizzata fornita direttamente dal fornitore di elettricità in modo che poi il pagamento avvenga con un contratto precedentemente stipulato.

Tariffa a tempo La tariffazione a tempo ha il vantaggio intrinseco di evitare la sosta prolungata di veicoli completamente carichi presso le colonnine di ricarica. Questo tipo di tariffazione nei centri cittadini può essere paragonato al concetto di sosta in parcheggi a pagamento e permetto pertanto tariffe dinamiche a seconda dell’orario e della durata. In aree meno densamente popolate e lontane dai centri città diventa più difficile giustificare un modello simile di pagamento.

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Si deve inoltre prestare attenzione alle seguenti problematiche:

- A seconda della potenza massima accettata dal veicolo, nello stesso periodo vi sarà un consumo di elettricità anche molto diverso di caso in caso

- La tariffazione a tempo può essere offerta anche tramite colonnine di ricarica con funzionamento a monetine

- In caso di sistema a monetine si devono chiaramente gestire le responsabilità per lo svuotamento ed il corretto funzionamento che possono portare a costi aggiuntivi

- Si possono pensare soluzioni che combinano colonnine di ricarica con i parchimetri - Alcuni modelli di auto bloccano la ricarica nel caso il veicolo venga aperto andando a perdere la

quantità di monetine utilizzate

Tariffe flat A causa degli alti costi dell’infrastruttura si può pensare di offrire soluzione con tariffe flat collegate ad una carta servizi. Questo è particolarmente interessante se gli utilizzatori delle colonnine risiedono localmente. Il sistema IT della colonnina deve essere predisposto per accettare carte servizi che possono variare le tariffe flat o offrire diverse opzioni di copertura temporale.

Questo sistema viene per esempio offerto in Ticino dove si paga una quota forfettaria annuale con maggiorazioni nel caso si voglia l’elettricità con provenienza certificata da fonte rinnovabile. Il costo annuale per un veicolo elettrico è di 100 Franchi maggiorato a 150 con contributo FER (Figura 10).

Figura 10: Vignetta utilizzata in Ticino che permette la ricarica presso le colonnine pubbliche (fonte: PROTOSCAR)

Nessuna tariffa Specialmente durante la fase pilota di progetti per l’incremento dell’offerta di infrastruttura di ricarica di veicoli elettrici, si può prevedere un accesso gratuito se la creazione di una mobilità elettrica viene vista principalmente come un mezzo verso un futuro più sostenibile.

In questo caso si possono anche prevedere degli sponsor che si fanno carico dei costi derivati dall’utilizzo delle colonnine.

Volendo tornare al calcolo economico semplificato presentato in precedenza, si può espandere l’analisi per studiare i tempi di ritorno dell’investimento con una tariffazione a kWh o a tempo.

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Calcolo economico tariffazione a kWh

I seguenti parametri sono stati considerati:

- Costo elettricità comprata - Costo elettricità venduta - Costo capitale colonnina (CAPEX) - Costo di operazione e manutenzione annuale della colonnina (OPEX) - Inflazione - Incrementi annui sul costo elettricità venduta - Potenza massima della colonnina - Numero massimo di rifornimenti giornalieri - Dimensioni batteria dei veicoli elettrici

Le simulazioni possono essere effettuate basandosi su scenari possibili nelle condizioni attuali per una colonnina da 22 kW. La divisione in ricarica trifase o monofase, dovuto alle semplificazioni del modello, ha come unico effetto il numero massimo di veicoli che possono essere ricaricati dalla singola colonnina di ricarica.

Scenario 1) 1 veicolo al giorno, nessun incremento delle tariffe

Scenario 2) 0.5 veicoli al giorno, aumento delle tariffe per neutralizzare inflazione

Scenario 3) 3 veicoli al giorno, OPEX al 5%, aumento delle tariffe per neutralizzare inflazione

Per tutti i tre scenari sono stati fissati i seguenti parametri: colonnina da 22 kW con CAPEX 8000 Euro, 20 kWh capacità batteria, 2% OPEX, 2% inflazione, 200 Euro/MWh costo energia elettrica. I parametri che sono stati modificati nei vari scenari sono l’aumento della tariffa per neutralizzare l’inflazione, i costi OPEX, il numero di veicoli al giorno ed il prezzo di vendita dell’elettricità.

Per ottenere un ritorno di investimento di 10 anni sui tre scenari, il prezzo di vendita deve essere di almento 350 Euro/MWh, 450 Euro/MWh, and 255 Euro/MWh, rispettivamente.

Scenario 1 in dettaglio con aumento numero veicoli Figura 11 riassume i risultati per una colonnina da 22 kW con CAPEX 8000 Euro, 20 kWh capacità batteria, 2% OPEX, 2% inflazione, 0% incremento tariffe, 200 Euro/MWh costo energia elettrica, e variando il numero di veicoli/giorno da 1 a 4 (100% ricarica monofase) a 8 (80% ricarica monofase, 20% ricarica trifase) e la vendita di elettricità da 210 a 300 Euro/MWh. Il numero massimo di veicoli deriva dalla capacità della batteria e dalla potenza in uscita dalla colonnina.

Come si nota, per avere un investimento produttivo si devono avere almeno 10 veicoli al giorno con un margine sulla vendita di energia del 40%. Con la capacità massima di utilizzo delle colonnine (26 con batterie di 20 kWh) sarebbe sufficiente un margine del 15%. Queste considerazione derivano da una analisi semplificata e servono quale base per una discussione su quale tipo di tariffazione sia più consona per chi gestisce le colonnine e per il sistema altoatesino in generale.

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Figura 11: Analisi semplificata del ritorno di investimento per una colonnina da 22 kW con CAPEX 8000 Euro, 2% OPEX, 2% inflazione, 0% incremento tariffe, 200 Euro/MWh costo energia elettrica, e variando il numero di veicoli/giorno da 1 a 4 a 8 e la vendita di elettricità da 210 a 300 Euro/MWh

1 210.00 220.00 230.00 240.00 250.00 260.00 270.00 280.00 290.00 300.001 -8087 -8014 -7941 -7868 -7795 -7722 -7649 -7576 -7503 -74302 -8206 -8060 -7914 -7768 -7622 -7476 -7330 -7184 -7038 -68923 -8359 -8140 -7921 -7702 -7483 -7264 -7045 -6826 -6607 -63884 -8545 -8253 -7961 -7669 -7377 -7085 -6793 -6501 -6209 -59175 -8766 -8401 -8036 -7671 -7306 -6941 -6576 -6211 -5846 -54816 -9021 -8583 -8145 -7707 -7269 -6831 -6393 -5955 -5517 -50797 -9313 -8802 -8291 -7780 -7269 -6758 -6247 -5736 -5225 -47148 -9640 -9056 -8472 -7888 -7304 -6720 -6136 -5552 -4968 -43849 -10005 -9348 -8691 -8034 -7377 -6720 -6063 -5406 -4749 -4092

10 -10409 -9679 -8949 -8219 -7489 -6759 -6029 -5299 -4569 -383911 -10850 -10047 -9244 -8441 -7638 -6835 -6032 -5229 -4426 -362312 -11332 -10456 -9580 -8704 -7828 -6952 -6076 -5200 -4324 -344813 -11853 -10904 -9955 -9006 -8057 -7108 -6159 -5210 -4261 -331214 -12416 -11394 -10372 -9350 -8328 -7306 -6284 -5262 -4240 -321815 -13020 -11925 -10830 -9735 -8640 -7545 -6450 -5355 -4260 -316516 -13668 -12500 -11332 -10164 -8996 -7828 -6660 -5492 -4324 -315617 -14359 -13118 -11877 -10636 -9395 -8154 -6913 -5672 -4431 -319018 -15094 -13780 -12466 -11152 -9838 -8524 -7210 -5896 -4582 -326819 -15875 -14488 -13101 -11714 -10327 -8940 -7553 -6166 -4779 -339220 -16702 -15242 -13782 -12322 -10862 -9402 -7942 -6482 -5022 -3562

no. Veicoli / giorno Costo al MWh da colonninean

ni d

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cost

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ne

4 210.00 220.00 230.00 240.00 250.00 260.00 270.00 280.00 290.00 300.001 -7868 -7576 -7284 -6992 -6700 -6408 -6116 -5824 -5532 -52402 -7856 -7272 -6688 -6104 -5520 -4936 -4352 -3768 -3184 -26003 -7966 -7090 -6214 -5338 -4462 -3586 -2710 -1834 -958 -824 -8202 -7034 -5866 -4698 -3530 -2362 -1194 -26 1142 23105 -8564 -7104 -5644 -4184 -2724 -1264 196 1656 3116 45766 -9057 -7305 -5553 -3801 -2049 -297 1455 3207 4959 67117 -9682 -7638 -5594 -3550 -1506 538 2582 4626 6670 87148 -10442 -8106 -5770 -3434 -1098 1238 3574 5910 8246 105829 -11340 -8712 -6084 -3456 -828 1800 4428 7056 9684 12312

10 -12378 -9458 -6538 -3618 -698 2222 5142 8062 10982 1390211 -13560 -10348 -7136 -3924 -712 2500 5712 8924 12136 1534812 -14889 -11385 -7881 -4377 -873 2631 6135 9639 13143 1664713 -16366 -12570 -8774 -4978 -1182 2614 6410 10206 14002 1779814 -17996 -13908 -9820 -5732 -1644 2444 6532 10620 14708 1879615 -19781 -15401 -11021 -6641 -2261 2119 6499 10879 15259 1963916 -21724 -17052 -12380 -7708 -3036 1636 6308 10980 15652 2032417 -23828 -18864 -13900 -8936 -3972 992 5956 10920 15884 2084818 -26098 -20842 -15586 -10330 -5074 182 5438 10694 15950 2120619 -28535 -22987 -17439 -11891 -6343 -795 4753 10301 15849 2139720 -31144 -25304 -19464 -13624 -7784 -1944 3896 9736 15576 21416

no. Veicoli / giorno Costo al MWh da colonnine

anni

dal

la co

stru

zione

8 210.00 220.00 230.00 240.00 250.00 260.00 270.00 280.00 290.00 300.001 -7816 -7232 -6648 -6064 -5480 -4896 -4312 -3728 -3144 -25602 -7753 -6585 -5417 -4249 -3081 -1913 -745 423 1591 27593 -7689 -5931 -4173 -2415 -657 1101 2858 4616 6374 81324 -7624 -5271 -2917 -563 1790 4144 6497 8851 11205 135585 -7559 -4604 -1648 1307 4262 7218 10173 13128 16083 190396 -7493 -3930 -367 3196 6759 10322 13885 17448 21011 245747 -7426 -3250 927 5104 9281 13458 17634 21811 25988 301658 -7359 -2562 2234 7031 11828 16625 21421 26218 31015 358129 -7291 -1868 3554 8977 14400 19823 25246 30669 36092 41515

10 -7223 -1167 4888 10943 16998 23054 29109 35164 41219 4727511 -7154 -460 6234 12928 19622 26316 33010 39704 46398 5309212 -7084 256 7595 14934 22273 29612 36951 44290 51629 5896813 -7013 978 8968 16959 24950 32940 40931 48922 56912 6490314 -6942 1707 10356 19005 27653 36302 44951 53600 62248 7089715 -6869 2444 11757 21071 30384 39697 49011 58324 67638 7695116 -6797 3188 13173 23157 33142 43127 53111 63096 73081 8306517 -6723 3940 14602 25265 35928 46590 57253 67916 78578 8924118 -6649 4699 16046 27394 38741 50088 61436 72783 84131 9547819 -6574 5465 17504 29543 41583 53622 65661 77700 89739 10177820 -6498 6239 18977 31715 44453 57190 69928 82666 95403 108141

no. Veicoli / giorno Costo al MWh da colonnine

anni

dal

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stru

zione

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Dalle tabelle si può trarre la conclusione che:

L’infrastruttura di carica in AC è difficilmente in grado di generare un business case positivo (se non con tariffe esageratamente elevate, quindi fuori mercato) se non con elevato tasso di utilizzo

Calcolo economico tariffazione a tempo

Per il calcolo economico considerando una tariffazione a tempo vanno fatte alcune considerazioni in quanto il veicolo elettrico potrebbe occupare la zona di ricarica per un periodo più lungo rispetto ai tempi di ricarica. La tariffazione a tempo segue quindi logiche simili a quelle del parcheggio nelle zone blu nei centri cittadini. Per le simulazioni sono state utilizzate i seguenti parametri: colonnina da 22 kW con CAPEX 8000 Euro, 20 kWh capacità batteria, 2% OPEX, 2% inflazione, 200 Euro/MWh costo energia elettrica. Sono stati analizzati i seguenti scenari:

Scenario 4) 80% delle auto caricano monofase, 20% possono caricare anche trifase sino a 22 kW (tariffe a tempo indipendenti dalla potenza in uscita). 1 veicolo al giorno

Scenario 5) 100% delle auto caricano monofase, (tariffe a tempo indipendenti dalla potenza in uscita). 0.5 veicoli al giorno

Altri scenari potrebbero includere tariffe a tempo che dipendono anche dalla potenza in uscita.

Figura 12: Analisi economiche con tariffazione a tempo. Scenario 4 prevede 80% carica monofase e 20% carica a 22 kW, 1 veicolo al giorno. Scenario 5 prevede 100% carica monofase, 0.5 veicoli al giorno.

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6. Piattaforme e-roaming e servizi per l’elettromobilità

6.1 La problematica dell’accesso

Uno dei temi più complessi legati all’elettromobilità è legato all’accesso alle stazioni di ricarica e come la ricarica può essere fatturata e contabilizzata. La maggiorparte degli operatori delle colonnine di ricarica utilizzano carte RFID per l’accesso alla ricarica. La carta RFID è connessa ad un numero cliente attraverso la quale si può poi procedere con la fatturazione. La difficoltà nasce dal fatto che le carte di vari operatori non sono tra di loro compatibili costringendo di fatto l’utente a ricaricare solo presso le colonnine gestiti dal proprio operatore. Commercialmente esistono soluzioni che permettono di connettere i vari gestori di colonnine in modo da offrire interoperabilità come avviene per la telefonia mobile; questo tipo di servizio viene chiamato e-roaming e serve come interfaccia per la verifica dell’esistenza di contratti Business to Business (B2B) e Business to Customer (B2C). L’utilizzo di servizi di e-roaming porta con sé costi accessori per l’operatore delle colonnine di ricarica che vanno in qualche modo a contrastare le perdite economiche di ricariche possibili da utenti che hanno contratti con altri operatori. I passaggi coinvolti nell’e-roaming sono schematizzati in Figura 13 (tratto da GIREVE).

Figura 13: Schema delle operazioni per il funzionamento di e-roaming

6.2 Esperienze europee in e-roaming e servizi per l’elettromobilità Österreichische E-Initiative: A gennaio 2015 è stata fondata l’associazione austriaca per l’elettromobilità (Bundesverband Elektromobilität Österreich) da 11 fornitori di elettricità. Lo scopo è quello di lavorare su un pacchetto di misure per l‘elettromobilità. Tra queste vi sono una segnaletica unificata a livello nazionale per le stazioni di ricarica, il raggiungimento delle condizioni per un sistema di fatturazione accessibile e di facile implementazione per gli utenti e lo stretto coinvolgimento nei processi legislativi nell'ambito della direttiva sull'efficienza energetica e la direttiva comunitaria sui carburanti alternativi.

Link: http://www.ots.at/presseaussendung/OTS_20150622_OTS0071/mehr-power-fuer-elektromobilitaet-bundesverband-fuer-elektromobilitaet-beschliesst-massnahmenpaket

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e-clearing.net: La mobilità elettrica introduce un intero insieme di nuovi servizi che provengono da attori del mercato nuovi o esistenti. Con l’aumento del numero di attori che hanno un ruolo nel fornire servizi di ricarica e con l’aumentare delle transazioni (ricariche), esiste una crescente richiesta di automatizzare il trattamento di queste transazioni. Per permetterne il funzionamento, è richiesta almeno una interfaccia a due vie tra i vari attori che possono avere come conseguenza il crearsi di una grande quantità di interfacce non standardizzate.

Per questo motivo, Blue Corner (Belgium) ladenetz.de (Germany) e e-laad foundation (Netherlands) hanno creato e-clearing.net.

e-clearing.net rappresenta una delle possibili soluzioni per la ricarica dei veicoli elettrici. Il cuore della soluzione sta in una piattaforma che ha lo scopo di scambiare autorizzazioni di roaming, transazioni e informazioni dei punti di ricarica.

Utilizzando questa piattaforma, la complessità delle relazioni tra organismi interessati può essere ridotta, da un numero alto di connessioni tra tanti attori ad una singola connessione con la piattaforma. Grazie all’architettura aperta, e-clearing.net permette flessibilità nell’impostazione di una partnership.

Gli attori coinvolti in e-clearing.net beneficiano di un’interfaccia mantenendo la libertà di scegliere partners e servizi.

La richiesta del mercato non si ferma all’accesso interoperabile alle stazioni di servizio. e-clearing.net punta ad offrire un’interoperabilità facile, flessibile e scalabile. Il Sistema offre in aggiunta allo scambio delle transazioni altri valori aggiunti quali l’integrazione con sistemi di geonavigazione e si pone l’obiettivo di fornire altri servizi quali la prenotazione della colonnina di ricarica da veicoli con funzionalità avanzate.

A seconda del numero di richieste di colonnine da integrare e da altri indicatori il costo di e-clearing può variare tra i 5.000 ed i 15.000€ all’anno5.

Figure 14: Visualizzazione del concetto offerto da e-clearing

5 Informazione pervenuta da telefonata con Ladenetz

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GIREVE SAS (France): Electric mobility and peace of mind L’obiettivo di GIREVE (Groupement pour l’Itinérance des Recharges Électriques de Véhicules – Grouping to promote Roaming when Recharging Electric Vehicles) è l’accesso aperto all’infrastruttura di ricarica elettrica.

La strategia sta nella promozione di un’ampia disponibilità di servizi di ricarica attraverso punti di ricarica visibile, accessibili e interoperabili con il fine ultimo di facilitare l’adozione di soluzioni di mobilità elettrica

GIREVE è stato fondato da vari attori che operano nel mercato della mobilità elettrica per promuovere l’uso di veicoli elettrici a batteria o plug-in ibridi. Nuovi servizi ad alto valore aggiunto sono richiesti per supportare lo sviluppo dell’infrastruttura: per esempio l’accesso ad un database comprensivo per le stazioni di ricarica, accesso remoto per l’accessibilità in tempo reale e la prenotazione delle stazioni di ricarica, il roaming e l’autorizzazione di transazioni.

L’obiettivo di GIREVE è quello di semplificare l’accesso all’infrastruttura di ricarica localizzandola e rimuovendo eventuali barriere per l’utilizzo del servizio. La ricarica deve essere semplice per gli utenti e per creare valore agli operatori. Per raggiungere questo obiettivo, la strategia di GIREVE è quella di creare e supportare una discussione coordinata tra tutti gli attori a livello europeo permettendo la nascita di standards per lo scambio di dati.

Figura 15: visualizzazione del concetto offerto da Gireve

Primo obiettivo: Creare un database comprensivo GIREVE offre agli operatori della mobilità elettrica accesso ad informazioni riguardo i punti di ricarica che include la localizzazione, gli orari di apertura, le condizioni dell’accesso al servizio, la disponibilità in potenza e le modalità di ricarica. E’ inoltre importante l’informazione in real-time sullo status della colonnina (occupata o disponibile). GENEVE utilizza una risorsa chiamata RPC (Database di riferimento per le stazioni di ricarica). RPC gestisce tutti i dati di base per l’elettromobilità e punta a semplificare lo sviluppo di servizi ad alto valore aggiunto. Secondo obiettivo: Sviluppare servizi di e-roaming GIREVE promuove anche servizi di ricarica e-roaming con lo sviluppo di piattaforme Business 2 Business (B2B). Questa piattaforma fa da ponte tra l’offerta e la domanda per la ricarica e per i servizi legati alla mobilità gestendo transazioni finanziarie tra operatori in tempo reale. Terzo obiettivo: Coordinamento generale tra operatori Infine, GIREVE offre supporto ad enti pubblici ed investitori nell’infrastruttura di ricarica aiutando a sviluppare progetti con standard di interoperabilità.

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MOBI.E S.A (Portugal): MOBI.E rappresenta una soluzione integrata per l’elettromobilità mettendo assieme tutti i sistemi di ricarica in una piattaforma universale e open-access.

MOBI.E è un modello aperto che punta a coprire qualsiasi tipo di modello di business e tipo di mercato. E’ un integratore di sistemi capace di superare la mancanza di comunicazione tra le varie iniziative proposte a livello mondiale. L’interoperabilità proposta può essere utilizzare in un mercato competitivo includendo fornitori di energia, operatori delle stazioni di ricarica e produttori di automobili. MOBI.E è scalabile in quanto non si isola da altre iniziative in quanto progettato per essere implementato ovunque, indipendentemente dalla città, regione o stato. Il sistema è connesso e con una singola carta è possibile ricaricare con l’elettricità fornita da qualsiasi fornitore in qualsiasi stazione di ricarica. In questo modo si va a contribuire all’espansione del sistema. Il sistema può essere integrato con vari servizi quali telepass, parcheggi, trasporto pubblico, carsharing. Questo significa che la carta MOBI.E è una carta per il pagamento di tutti i servizi legati alla mobilità. Tutti i flussi di informazioni, energia e transazioni finanziarie sono integrate nel MIC (centro intelligenza mobilità as clearing house). In questo modo si evitano duplicati.

Lo sviluppo è cominciato nel 2008 da un accordo tra partners tecnologici e istituti di ricerca in modo da sviluppare e implementare MOBI.E. Alla fine della fase di implementazione il network di ricarica di MOBI.E conterà 1300 punti di ricarica lenta in 25 comuni in Portogallo e 50 punti di ricarica veloce lungo le principali autostrade portoghesi. Inoltre, ogni operatore può accedere al sistema e investire in stazioni di ricarica aggiungendosi quindi all’infrastruttura iniziale.

Enel: Enel ha un capillare sistema di colonnine pubbliche installate in varie città italiane. Per l’accesso alle colonnine propone due tipi di tariffazione: tutto compreso a 30 euro al mese con ricarica illimitata o tariffazione a consumo a 0.4 Euro/kWh con prezzo fisso per 36 mesi. Il portale Enel drive permette di controllare dove sono installate le colonnine (più di 500 in Italia con più di 100 a Roma) e se sono disponibili in tempo reale. Per fornire un esempio, alle ore 13 del 17 luglio risultano occupate 26 colonnine sul totale.

Figura 16: Screenshot del portale enel drive https://www.eneldrive.it/ dove vengono segnalate le colonnine occupate e disponibili.

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Le infrastrutture di ricarica pubblica (Pole Station) necessitano di integrazione con la rete elettrica per garantire un monitoraggio costante dei prelievi associati all’uso dell’auto elettrica ed evitare sovraccarichi. Per questo Enel Distribuzione ha sviluppato il sistema Electric Mobility Management (EMM), un software che garantisce uno scambio di informazioni tecniche e commerciali tra diversi venditori. In questo modo la Pole Station può essere usata anche da chi non è un cliente Enel, basta che la società elettrica con la quale ha un contratto abbia un accordo con Enel.

Il sistema di gestione e controllo Electric Mobility Management (EMM) supervisiona e controlla tutte le infrastrutture di ricarica pubbliche e private installate da Enel. Questo sistema gestisce l’intero processo di ricarica e acquisisce dati utili per fornire maggiori servizi al cliente, ai fornitori di energia, ai gestori della rete, agli operatori del mercato e ai manutentori dei punti di ricarica.

L’EMM è composto da tre moduli:

Controllo della rete (Power Grid Control)

Gestione delle infrastrutture di ricarica (Infrastructure Management)

Gestione dei contratti (Contracts and Services)

Hubject GmbH: Per il successo della mobilità elettrica sono necessari: accesso diffuso all’infrastruttura di ricarica, modelli di veicoli interessanti e modelli di business attuabili da un punto di vista economico. Tutti questi aspetti sono trattati allo stesso livello all’interno della piattaforma Hubject. La joint venture Hubjects Gmbh è stata fondata da un numero di aziende che lavorano nel campo delle automobili, dell’energia, e del settore delle telecomunicazioni. La piattaforma è esistente dal 2012 e ha come missione quella di connettere reti dedicate all’elettromobilità formando un mercato per i servizi legati ad essa. Il concetto di e-roaming è implementato dal 2013 permettendo la libertà di scegliere da vari fornitori per ricaricare i propri veicoli elettrici attraverso il programma “intercharge”.

THENEWMOTION (Olanda):

Figura 17: Il concetto di mobilità elettrica di The New Motion (fonte: http://www.thenewmotion.com/en/about-us/)

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The New Motion offre servizi legati all’elettromobilità su misura per chi guida veicoli elettrici, per aziende, negozi e strutture turistiche, per gli operatori delle colonnine e per i venditori di macchine elettriche. La carta servizi di The New Motion è utilizzata da 2/3 dei proprietari di veicoli elettrici in Europa e permette l’accesso a circa 12500 colonnine nei seguenti paesi: Paesi Bassi, Belgio, Germania, Austria, Lussemburgo, Svizzera, Regno Unito. Le tariffe applicate dipendono dal costo dell’energia fissato dall’operatore della colonnina (al kWh o al minuto) al quale si aggiunge un costo fisso fissato da The New Motion.

Figure 18: concetto applicato da The New Motion per i pagamenti (fonte: http://www.thenewmotion.com/en/products/charge-card/)

Ladenetz (Germany): ladenetz.de è una collaborazione tra municipalizzare per l’introduzione, lo sviluppo e l’incentivazione dell’elettromobilità. Ladenetz opera in Germania per permettere la ricarica a livello regionale e interregionale. L’accesso alle colonnine avviene con varie modalità tra le quali tramite carta servizi.

Al momento ci sono circa 50 municipalità che sono connesse a Ladenetz per un totale di 500 punti di ricarica con circa 8000 roaming partners. Ladenetz offre la connessione anche ai privati (per esempio hotels) e conta circa 50-60 punti di ricarica privati o semiprivati.

I costi sono legati alla gestione delle colonnine e sono divisi in costi iniziali a seconda del numero di colonnine e a costi mensili.

e-clearing.net, GIREVE SAS, MOBI.E S.A., Enel e Hubject GmbH hanno quindi tutte stabilito delle proprie soluzioni e servizi di e-Roaming con offerte in varie nazioni. La Pan-European eRoaming initiative è stata lanciata nell’autunno del 2014 dai rappresentanti delle varie piattaforme unendo le forze con più di 30 altre aziende con diversi background industriale. L’obiettivo comune è la riduzione delle barriere esistenti per l’utilizzo dei veicoli elettrici. Con l’impegno di interconnettere le varie piattaforme individuali i partecipanti all’iniziativa stanno seguendo un percorso volute dai chi si occupa di politiche a livello comunitario. La Pan-European eroaming initiative benefica dell’esperienza delle aziende partecipanti.

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7. Modelli gestionali esistenti 7.1 Voralberg, Austria Invece di basarsi sulla vendita di auto elettriche, la gestione è basata sul concetto di “mobility card” (Mobilitätskarte) con un costo di circa 350 Euro al mese (il costo finale dipende dal tipo di vettura). Il costo copre:

• Noleggio di auto elettrica;

• Costi di manutenzione di tutte le parti elettriche;

• Pass annuale per il trasporto pubblico operato da Vorarlberger Verkehrsverbund;

• Ricarica gratuita presso tutte le stazioni pubbliche;

• La possibilità, dopo quattro anni, di comprare il veicolo elettrico per un valore pari al 25% del prezzo iniziale; e

• Accesso a tutti i sistemi di parcheggio-ricarica in Svizzera, Austria e Germania;

• Membership gratuita dell’Associazione Automobilistica Austriaca.

Struttura per il data management:

Kelag, Salzburg AG, illwerke vkw e Wien Energie hanno messo in comunicazione le loro stazioni di ricarica, rendendole pertanto accessibili ai nuovi veicoli elettrici. La piattaforma di roaming è operata da Hubject GmbH. Le stazioni di ricarica compatibili con eRoaming vengono identificate da un simbolo che sta per essere utilizzato nell’infrastruttura di ricarica esistente in vari paesi europei. Hubject GmbH è una joint venture composta da BMW Group, Bosch, Daimler, EnBW, RWE e Siemens con base a Berlino. L’azienda sta sviluppando un business cross settoriale e una piattaforma IT per connettere i fornitori di infrastruttura, servizi e mobilità.

7.2 Belgium: smart charging Per assicurare l’interoperabilità delle soluzioni, l’infrastruttura è organizzata nel seguente modo:

Il pagamento per la ricarica viene effettuato con una carta ricaricabile Bluecorner, tramite la carta per i trasporti pubblici- MOBIB cards o via SMS. Esiste il sistema di abbonamenti prepaid (55 Euro/anno) e postpaid (96Euro/anno).

Prepaid include il costo di ricarica per solo auto, 5 punti di ricarica prescelti.

Postpaid include: utilizzo di colonnine per auto e biciclette, possibilità di ricaricare presso tutte le colonnine esistenti, carica a 0-4 KW per 1.6 Euro/ora, semiveloce a 4-11kW per 5 uro/ora, veloce 13 kW-22kW a 16 Euro/ora, DC carica – 16/Euro/ora

Per assicurare l’interoperabilità delle soluzioni, l’infrastruttura è organizzata nel seguente modo:

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La maggior parte dei gestori di infrastrutture sono compatibili con OCPP (Open Charge Point Protocol 2.0) as per http://www.openchargealliance.org/?q=node/4170. e.g. EVA/Blue Corner, Olympus, iMOVE/Infrax.

7.3 Olanda Nel periodo 2009 -2014, gli operatori delle reti elettriche olandesi hanno istituito un'associazione per l´implementazione delle stazioni pubbliche di ricarica: la fondazione E-Laad. La missione di E-Laad era quella di realizzare una vasta rete di stazioni di ricarica pubbliche. E-Laad sta anche lavorando con le quattro principali città di Rotterdam, Amsterdam, L'Aia e Utrecht per l´installazione di punti di ricarica aggiuntivi. Inoltre, le stazioni sono interoperabili (utilizzando una scheda singola carica e una presa standard, oltre a informazioni in tempo reale per una varietà di applicazioni e sistemi di navigazione). Nel 2014 l’associazione è stata divisa in 2 parti:

- ElaadNL: fornisce il coordinamento per i collegamenti delle stazioni di ricarica pubbliche alla rete elettrica per conto dei gestori di rete interessati. Gestione delle stazioni di ricarica esistenti non è una delle funzioni di ElaadNL. Questo viene fatto da EVnetNL in coordinamento con i comuni interessati.

- EVnetNL: gestisce circa 3.000 punti di ricarica pubblici costruiti da fondazione elaad. Le attività della EVnetNL al 2016 è finanziato da aziende della rete interessate (Alliander, Cogas, Endinet, Enexis, Stedin e Westland Infra). La gestione viene fatta in consultazione con quasi 360 comuni dove sono locati i punti di ricarica. EVnetNL consente la gestione e la manutenzione, la risoluzione dei problemi, mantenendo il software attualizzato. EVnetNL assume i costi per la gestione della rete dei punti di ricarica pubblica a sue spese. L'intenzione è che tali costi si riducano nei prossimi anni e aumentare le entrate in modo che alla fine consentirà un'operazione redditizia per questi punti di ricarica pubblici. Ciò significa che sarà addebitato un contributo di installazione per i punti di ricarica pubblici nel 2014 prima dell'uso. Con questo contributo le spese sostenute inizialmente vengono parzialmente recuperate.

Nel caso del comune di Amsterdam, i proprietari dei veicoli elettrici che non hanno la capacità di costruire una stazione di ricarica in loco, possono richiedere a Nuon / Heijmans per una stazione di ricarica nel loro quartiere. Non ci sono costi associati per il richiedente. Sulla proprietà privata o come proprietario di un garage, si può chiedere un contributo per l'installazione di punti di ricarica. Per installare le colonnine in un sito che sia accessibile a tutti, come ad esempio nel parcheggio di posti di

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lavoro o di un edificio viene erogato un massimo di € 1.000 come sovvenzione. Per le stazioni di ricarica per uso proprio, non accessibile a tutti, viene messo a disposizione un massimo di € 500. La sovvenzione arriva ad un massimo del 50% del costo di installazione.

Modello tariffario e Data management:

La ricarica avviene sulla base dei accordi tra il fornitore del servizio e il proprietario dell’auto. Questi accordi vengono firmati con diversi fornitori. Si ottiene un pass che funziona su tutte le stazioni di ricarica nei Paesi Bassi. Le tariffe dipendono dal fornitore, il fornitore di Amsterdam Nuon / Heijmans ha un costo fino a € 0,30 per carica al KWh (Livello di prezzo 2014).

I dati generati dalle stazioni di ricarica pubbliche sono monitorati sulla rete: quanta energia viene caricata? Quando la rete è occupata? Le risposte a queste domande permettono di rendere la rete ancora più efficiente. Questi dati vengono letti da persone senza uso a fini commerciali. In questo modo è possibile elaborare le informazioni in applicazioni mobili, sistemi di navigazione e siti web.

Il roaming tra i diversi operatori in Olanda è disponibile dalla fine del 2010. L'associazione formale per l'interoperabilità in Olanda è eViolin. Le organizzazioni che entrano nel mercato olandese in qualità di Service Charge (fornitori di servizi) o Charge Point Operator (gestori delle colonnine) possono aderire a eViolin. Il gestore della stazione di ricarica offre una rete di punti di ricarica pubblici al Servizio di ricarica. Il Servizio di ricarica prende accordi con diversi operatori per dare accesso ai proprietari delle auto a questo punti attraverso un pass o un'applicazione. Gli iscritti a eViolin hanno l'accesso al Registro centrale di interoperabilità (CIR). L'associazione gestisce una serie di accordi per assicurare la standardizzazione di interoperabilità nel mercato. All'interno dell'associazione, i membri possono attuare iniziative per realizzare un ulteriore sviluppo dell'interoperabilità.

7.4 Region Nordhessen, Germania Attualmente, l'energia elettrica delle stazioni di ricarica è offerta gratuitamente per la ricarica dei veicoli elettrici sulla base di FREE-card che è possibile richiedere alle FREE-partner o richiedere presso le stazioni di ricarica. Il veicolo può essere ricaricata in dieci stazioni della regione di Nordhessen. Ci sono anche ulteriori 40 stazioni di ricarica dei FREE-partner e di rispettivi altri partner. Gli ospiti hanno la possibilità di noleggiare i veicoli elettrici quando disponibili direttamente alla reception dell'hotel, senza quota di iscrizione o deposito. Ci sono solo i costo del noleggio. Se il viaggio comprende un giorno intero, i costi sono limitati. Esempi di prezzi per il noleggio sono 4 € per ora / max. 20 € al giorno per una bici elettrica; € 10 a ora / max. 75 € al giorno per un veicolo elettrico. La Städtische Werke AG e il centro della rete energetica, parte del gruppo sistemi EAM hanno implementato i sistemi di interoperabilità nelle loro stazioni di ricarica abbinati da febbraio 2014 tramite una carta RFID congiunta che consente l'accesso alle stazioni di ricarica di entrambe le società. Oltre alle stazioni EAM GmbH & Co. KG e la Städtische Werke AG, la FREE-card è anche compatibile con le stazioni di SUN Partner e Waldeck-Frankenberg Gmbh. 7.5 Canton Ticino, Svizzera Presso le stazioni di ricarica DC EVITE le tariffe sono: 5 CHF/15 minuti, con moneta o gettone. Tuttavia in alcune stazioni l’accesso è a pagamento mediante tessera RFID. Tutti i BEV e Plug-in possono essere ricaricati secondo CHAdeMO, CCS2 e Tipo 2 3x32A. Le stazioni AC sono accessibili con il sistema standard del Ticino. Al momento non c’è un sistema data management, le stazioni di ricarica sono indipendenti fra di loro, ma devono essere predisposte per un eventuale futuro collegamento ad un server.

Existing energy service provider: la locale azienda elettrica.

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Esiste il sistema di sussidi per l’acquisto e l’installazione delle colonne di ricarica pubbliche; sponsorizzazione da parte del produttore di colonnine sotto forma di rinuncia al margine di guadagno. Le colonne pubbliche sono state acquistate ed installate a cura dei comuni direttamente o tramite la propria società elettrica.

Tariffe per i residenti: Tariffa annua forfettaria di 100 CHF/anno per le auto, 70 CHF/anno per tricicli e quadricicli e 30 CHF/anno per i due ruote. Chi aderisce al sistema, dietro pagamento di una cauzione, riceve la chiave di accesso e una vignetta da applicare sul veicolo. Con i soldi della vignetta si copre la manutenzione ordinaria, le eventuali fatture per la fornitura di energia (alcune aziende elettriche erogano energia gratuitamente). Ai comuni va l’eventuale incasso dello stazionamento, che è in più rispetto alla vignetta.

7.6 California Le aziende elettriche, come la maggior parte delle aziende elettriche Americane utilizzano differenti tariffe elettriche a seconda della fascia oraria di utilizzo (Time-Of-Use (TOU) rates). Per quello che riguarda ad esempio la Pacific Gas and Electric operante a San Francisco la giornata è composta da tre differenti fasce orarie: “On Peak” dalle 14 alle 19, “Partial Peak” dalle 7 alle 14 e dalle 21 alle 24 e “Off Peak” nel resto della giornata.

Data management

Uno speciale Data Management System è stato implementato al fine di essere in grado di ricevere, analizzare ed inviare le informazioni riguardanti il consumo di elettricità, i tempi e i modi di ricarica provenienti dai veicoli o dall’infrastruttura di ricarica pubblica e privata come da sotto.

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8. Questionari

I seguenti attori attivi nel settore dell’elettromobilità in Alto Adige e nelle province vicine sono stati intervistati tramite questionario.

Ente Contatto SEL AG Sergio Fedele AEW Andreas Bordonetti, Massimo Minighini Autobrennero Walter Pardatscher SET SPA Francesco Faccioli IIT Thomas Klauser SYNECO CONSULTING Michael Wunderer, Maurizio Salvaterra REIFFEISEN Günther Schweigkofler ISTITUTO SVILUPPO REGIONALE EURAC Federico Cavallaro SEV Karin Ladurner

Delle interviste possiamo riportare come interessanti per una base di discussioni le seguenti affermazioni

“L’Alto Adige è anche visto come un territorio dove è importante essere all’avanguardia nel settore visto che si tratta di una zona di passaggio tra l’Italia ed il Nord delle Alpi. E’ importante quindi fornire una infrastruttura sia per gli utenti provinciali che esterni. Il modello di competenza delle colonnine privilegiato dall’Autorità sembra passare da quello distributore (le colonnine erano di competenza di chi gestisce la rete elettrica) ad un modello service provider.”

“Il mercato ha bisogno di maggior impegno da parte delle case automobilistiche che al momento si trovano in difficoltà in quanto un mercato troppo in espansione porterebbe ad investimenti significativi ed all’utilizzo non ottimale delle infrastrutture (catene di montaggio) presenti.”

“Allo stato attuale Autobrennero si sta occupando di progetti di sistemi di ricarica rapida, mediante colonnine elettriche dedicate, da installarsi presso le aree di servizio e i parcheggi. Stante la rapida evoluzione tecnologica e la diversità di veicoli presenti sul mercato l’orientamento è quello di utilizzare dei sistemi standard che possano soddisfare la maggior parte delle vetture elettriche in circolazione. A scopo di test, per consentire un monitoraggio, verificarne l’utilizzo e le varie problematiche, entro fine anno verranno installate delle stazioni di ricarica rapida multi-connettore con relativi stalli dedicati a vetture elettriche. Le stazioni verranno installate presso il parcheggio del Brennero e quello della stazione autostradale di Affi.”

“L’elettromobilità arriverà a livelli importanti di mercato ma questo dipenderà da vari fattori come per esempio il prezzo dei carburanti fossili. Altre considerazioni possono aiutare:

- Città chiuse per smog ad eccezione che per veicoli elettrici - Traffico sui valichi alpini limitato e/o a pagamento ad eccezione dei veicolo elettrici - Limiti di velocità più alti per veicoli elettrici lungo tratti stradali particolarmente inquinati o rumorosi dove i limiti sono stati imposti per ridurre l’inquinamento e il rumore - Parcheggi disponibili per i veicoli elettrici” “Ente terzo rispetto al gestore di rete, che sia pubblico o provato non importa, ma deve essere indipendente e interconnesso con le realtá esistenti e vicine. Il modello Südtirol Pass puó andar bene per l’uso e la gestione della mobilitá a livello locale e con utenti locali, ma non è possibile con turisti o con utenti altoatesini al di fuori del territorio provinciale.”

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“L’elettromobilità intesa come veicoli elettrici a batteria è uno dei due pilastri della mobilità sostenibile del futuro assieme alla mobilità con veicoli a idrogeno. Non viene visto come un rivale e non in modo conflittuale bensì come complementare. C’è però da precisare che la mano pubblica non può costringere i clienti a scegliere una o l’altra soluzione. La mano pubblica deve rimanere neutrale offrendo l’infrastruttura senza obbligare ad una scelta. La combinazione delle 2 tecnologie può infatti portare a benefici per entrambi i settori per esempio andando ad installare colonnine di ricarica elettrica presso distributori di idrogeno.” “Un soggetto terzo ed indipendente dovrebbe farsi carico della gestione della fatturazione del servizio e della gestione di dati sensibili alla privacy.”

8.1 Visita a Protoscar

Durante l’esperienza trentennale nel settore questi sono i punti che il centro di competenza per l’elettromobilità INFOVEL ha sottolineato.

- Facilità di installazione delle colonninen con procedure standard (open source plug and play) - Per la carica DC è preferibile avere due connettori 2x 22kW che 1 solo a 1x 50kW. Rappresenta

infatti un ottimo compromesso e permette la ricarica di due veicoli. - Come risultato del punto precedente è che aumenta la densità di punti di rifornimento - Si deve anche tenere in considerazione altre soluzioni di connettori disponibili sul mercato per

non tralasciare una parte importante di utilizzatori. - Si deve prevedere un sistema di protezione attorno alle colonnine (per esempio con un sistema

a rollbar) per prevenire incidenti e quindi costose riparazioni - Il pagamento dovrebbe essere fatto a servizio e non per kWh - L’affidabilità al 100% è importante: problemi sulle varie colonnine possono essere risolti con

colonnine portatili di emergenza - La segnaletica stradale deve essere chiara e unificata - La pianificazione spaziale delle colonnine è fondamentale - L’accoppiamento con elettricità prodotta da fonti rinnovabili è un valore aggiunto

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9. Geolocalizzazione colonnine di ricarica per la città di Bolzano 9.1 Metodologia

Approccio usato nell’analisi spaziale della pianificazione urbana I dati in ingresso richiesto possono variare a seconda dello scopo, necessità e area esaminata (aziende private o comuni, infrastruttura esistente o meno, scala nazionale o urbana, etc). Il processo di supporto decisionale è configurato all’interno di un ambiente di lavoro GIS (Geographic information systems) open source (QGIS, GRASS, etc) che serve come database centrale per tutte le informazioni. Basandosi sull’esperienza esistente in altri comuni che hanno già sviluppato la pianificazione dell’infrastruttura di ricarica, l’approccio del flusso di traffico non si è dimostrato molto efficiente in quanto i veicoli elettrici non sono veicoli tradizionali e perciò si è andati ad utilizzare un approccio per “attractors”.

Requisiti dei dati per l’analisis L’input richiesto a scala urbana:

Table 1 Dati minimi richiesti per l’analisi

Data type Visuality

- Statistisca sulla densità di popolazione;

- Zone di sosta e parcheggi;

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- Rete elettrica;

- Stazioni di trasporto pubblico;

- Edifici pubblici (ospedali, musei, università, etc)

- Zone commerciali (negozi, centri commerciali, ristorante, etc)

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1) L’estensione dell’area viene decisa in base al layer statistico (dato in numero per persone per poligono), che per il caso di Bolzano è basato su una popolazione totale di 105947 abitanti. Inoltre, la griglia del GIS di 100mx100m è stata create in base alla densità di popolazione (numero di persone per ettaro) (Fig 1).

Figura 19: Maglia GIS usata per l’analisi

2) Delle zone di buffer sono state create per ogni layer. Per la rete elettrica è stato utilizzato un buffer di 50m in quanto questa sarebbe la massima distanza per l’operatore di rete per connettere i punti di ricarica (usato come maschera) (Figura 20)

Figura 20: Buffer zones for the data layer electricity grid of Bolzano

Per il layer dei punti di interesse (teatri, etc) si è andati ad utilizzare un buffer di 100 m come approssimazione della distanza a piedi.

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3) La griglia ed i layers vengono uniti spazialmente

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4) Pesi diversi vengono assegnati ad ogni layer, utilizzando Map Algebra su mappe raster per allocare la migliore area

•Raster_power_grid * (Raster_file1 * Factor1 + Raster_file2 * Factor2 …)

Pesi assegnati ad ogni layer (version 7) [0-1]:

Data layer Pesi Densità di popolazione 0,2

Parcheggi 0,2 Stazioni di trasporto pubblico 0,2

Edifici pubblici: Ospedali, laboratori etc

Teatri-museui-cinema-zone di interesse 0.02 Università

0,16 0,02 0,02

Aree commerciali: Negozi

Centri commerciali Ristoranti

0,02 0,16 0,02

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9.2 Risultati

Risultati con tutti i layers

Rosso: aree particolarmente idonee per la collocazione di colonnine di ricarica Giallo: aree mediamente idonee per la collocazione delle colonnine di ricarica Blu: are poco idonee per la collocazione delle colonnine di ricarica

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Rosso: aree particolarmente idonee per la collocazione di colonnine di ricarica Giallo: aree mediamente idonee per la collocazione delle colonnine di ricarica Blu: are poco idonee per la collocazione delle colonnine di ricarica

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Figura 21: Confronto tra risultati analisi spaziale e posizione delle colonnine installate da AEW

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9.3 Geolocalizzazione dei punti di ricarica nella Provincia di Bolzano Punti di ricarica suggeriti lungo l’Autostrada del Brennero Punti di ricarica lungo l’asse autostradale devono essere situati in aree specifiche con infrastruttura già presente (aree di servizio, stazioni di rifornimento, ecc.) dato che i costi di costruzione di nuove aree è elevato. Un range massimo di 60 km (valore indicato dal PMIRE, 50 km, distanza stradale e non distanza in linea d’area) deve essere coperto dalle stazioni di ricarica. Figura 22 mostra le stazioni di servizio lungo l’asse autostradale dove installare i punti di ricarica. Il numero finale di stazioni di servizio interessate è pari a 3 verso Nord e 3 verso Sud.

Figura 22: Punti di ricarica suggeriti lungo l’autostrada

Figura 23 mostra il risultato finale sovrapposto alla mappa di Google Street.

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Figura 23: Punti di ricarica suggeriti lungo l’Autobrennero sovrapposto alla mappa geografica di Google

Figura 24 e Figura 25 presenta un particolare ingrandito di due stazioni di servizio presso le quali viene suggerita l’installazione dei punti di ricarica.

Figura 24: Esempio del primo punto di ricarica suggerito in direzione Nord

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Figura 25: Esempio dell’ultimo punto di ricarica suggerito in direzione Sud

Punti di ricarica suggerito lungo l’infrastruttura stradale non a pagamento Il range applicato in questa analisi è di 30 km per le strade non a pagamento in quanto questa analisi include sia le strade principali che quelle rurali/secondarie (<20 km). Questi punti di ricarica possono essere situati presso aree di sosta e parcheggio, presso stazioni di servizio o presso nuove aree (la decisione può essere basata su logiche di controllo dei costi e opportunità). La posizione esatta deve essere decisa con una distanza massima 10km dalle aree suggerite. Questo buffer deve essere in termini di lunghezza reale della strada e non la distanza in linea d’area. Alcuni punti possono sembrare molto vicini uno con l’altro, in realtà sono a servizio di tratti stradali diversi. La distanza massima di 30 km con un buffer massimo di 20 km può raggiungere il range massimo di 50 km tra una stazione e l’altra che può essere considerato accettabile. Il numero totale di punti di ricarica è di 36 (Figura 26 e Figura 27)

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Figura 26: Aree suggerite per i punti di ricarica lungo le strade della Provincia non a pagamento

Figura 27: Aree suggerite per l’installazione dei punti di ricarica per le strade non a pagamento sovrapposta alla mappa

geografica di Google maps

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10. Possibili modelli gestionali da applicare al territorio

I vantaggi di un veicolo elettrico sono rappresentati da:

- Consumi ridotti rispetto ad un veicolo a combustione interna - Assicurazione auto scontata con alcune compagnie assicurative - Parcheggi gratis sulle strisce blu di alcuni comuni italiani - Esenzione del bollo auto per i primi 5 anni seguito da una riduzione del 75% dal sesto anno in poi - Costi contenuti di manutenzione rispetto ad un veicolo a combustione interna - Emissioni di CO2 che si riducono a 0 se l’elettricità proviene da fonti rinnovabili

Per poter permettere il crescere di un mercato della mobilità elettrica e quindi sfruttare i sopracitati vantaggi è importante pianificare l’infrastruttura e prevedere un modello gestionale che ne permetta il funzionamento ed un facile accesso agli utenti.

10.1 Lo stato attuale

Le colonnine di ricarica AC installate da SEL e AEW dovrebbero essere idonee per il protocollo aperto OCPP. Tentativi di connettere le colonnine attraverso piattaforme di e-roaming hanno mostrato al momento problemi dovuti o a versioni di software installati che al momento non sono compatibili con le piattaforme interessate (es. SEL con Ladenetz) o che presentano altre problematiche quali l’utilizzo di software proprietari (es. Siemens). Nei prossimi due anni potrebbero essere installate circa 50 colonnine di ricarica. Il problema è legato all’assenza di un piano di installazione basato su una geolocalizzazione che tenga in considerazione fattori quali la presenza di attrattori. Il requisito del sistema di ricarica per il modello Alto Adige vede come punto ottimale la presenza di una solo carta RFID per l’accesso a tutta l’infrastruttura di ricarica pubblica per evitare il proliferare di sistemi di accesso e quindi semplificare il processo. Le priorità sono i fruitori della mobilità elettrica a livello locale seguito dai turisti provenienti da aree limitrofe.

Nel corso dei primi mesi del 2015 vi sono stati contatti diretti da parte del tavolo elettromobilità con Ladenetz per capire meglio da un punto di vista tecnico ed economico la fattibilità di un utilizzo di Ladenetz in Alto Adige. Le domande alle quali si è cercato di dare una risposta erano:

- Può Ladenetz rappresentare una valida soluzione come piattaforma di back-end e e-roaming? - Quali passaggi possono essere forniti da società in Alto Adige? E’ necessaria l’implementazione

completa del sistema Ladenetz? - Se si vogliono implementare soluzioni di back-end che vanno poi a comunicare con Ladenetz, chi

potrebbe offrire questo servizio a livello locale? La colonnina gestita da SEL non è al momento compatibile con i software offerti da Ladenetz e ciò avverrà solo nel 2016. SEL sta quindi vagliando altri ipotesi per la gestione integrata delle colonnine con altre piattaforme di eRoaming. Oltre al contatto con Ladenetz, ci sono stati tre incontri organizzati dal gruppo di lavoro Free Software & Open Technologies (Roberto Cavaliere e Patrick Ohnewein) presso il TIS.

La normativa europea, che, recepita dal Governo italiano dovrà governare il settore della mobilità elettrica, ne auspica una diffusione capillare e ne regola l’applicazione. Dalle diverse definizioni e dai diversi commi, si fa riferimento all’opportunità di rendere fruibile a tutti gli utenti il sistema di ricarica

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di veicoli elettrici (comma 24) e si auspica la collaborazione attiva dei distributori di energia elettrica nell’operare in modo non discriminatorio per un accesso ed utilizzo efficace del sistema (comma 29).

In quest’ottica il gruppo di lavoro si è concentrato sulle due tematiche principali: un sistema di estrazione ed elaborazione dei dati che si interfacci con i diversi sistemi di gestione dei flussi informatici adottati dai diversi operatori di rete e un sistema di pagamento che possa essere aperto per l’utente finale e, dove possibile, integrato con iniziative locali di mobilità agevolata (SüdTirol Pass).

1) Monitoraggio status colonnina

Comunicazione bidirezionale tra le colonne di ricarica e gestore del sistema, stato della colonna (funzionante o meno), se occupata o no, tipo di connettore e di ricarica (lenta, veloce o ultra fast), modalitá di pagamento, ecc. Logica di interrogazione di tipo “pull” da parte della piattaforma per la raccolta dei dati, che dovrà interrogare ad intervalli regolari il sistema di comunicazione e gestione degli operatori.

2) Modalità pagamento

Prediligere gli utenti della Provincia Autonoma di Bolzano tramite la possibilità di usare l’Alto Adige Pass; altri utenti devono poter pagare con carte di credito o cash, garantendo l’accesso al sistema di ricarica anche ad utenti privi di contratto con i distributori e gestori di rete elettrica. Roaming internazionale per l’accesso ad utenti stranieri. Sistema di fatturazione automatica o di pagamento cash all’atto della ricarica.

A tal proposito SEL ha già effettuato con successo un test sull’utilizzo dell’Alto Adige pass come carta RFID per l’accesso alla colonnina di ricarica presente in zona industriale.

Tutte le informazioni in precedenza descritte devono essere raccolte ed elaborate da un ente terzo ed indipendente rispetto al mercato ed ai gestori del sistema di ricarica. Il sistema proposto è di tipo OCPP v1.5 che, al momento, offre la maggior capacità di dialogare con le stazioni di ricarica già presenti in Provincia di Bolzano.

Il TIS si è fatto carico di disegnare una prima architettura di sistema e di eseguirei i primi interfacciamenti con la rete di ricarica di AEW e SEL con uno schema illustrato nelle slides di presentazione (slide 1), denominato “core data management system” e che, tramite query, permette l’utilizzo di dati grezzi su altri portali. Il fine è di creare un sistema d’info traffico per veicoli elettrici che si possa integrare con altri sistemi europei e nazionali con doppia finalità: informazione su viabilità elettrica e status delle stazioni di ricarica e visibilità su portali turistici per la promozione di aree, comprensori, comuni o provincie che vogliono mostrarsi virtuose su questo tema.

Durante gli incontri è emersa la volontà di indicare anche la fonte energetica grazie alla quale si può effettuare la ricarica (fotovoltaico, idroelettrico, eolico, ecc.)

Sulla gestione del pagamento della ricarica il BLS ha giá preso i primi contatti con la piattaforma ladenetz.de per capire come impostare una visione congiunta delle ricariche a livello altoatesino e eventualmente cominciare l’impostazione di un sistema di pagamento roaming.

Per quanto riguarda l’infrastruttura di ricarica AC, la possibilità di pagare con carte di credito o contanti (con monete) rappresenta di fatto la soluzione più economica ed allo stesso tempo permettere a tutti gli utenti di accedere alla ricarica. Questa logica è però in controtendenza con ciò che avviene a livello europeo dove vengono offerti servizi di ricarica attraverso piattaforme di e-roaming. E’ quindi importante valutare con attenzione il bilancio costi benefici della scelta finale.

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Durante il terzo incontro del 4 maggio si è approfondita la tematica di interscambio dei dati, con il kick off delle attività di interfacciamento tecnico tra TIS, AEW e SEL.

Un quarto incontro è previsto quando siano avvenute esperienze di interfacciamento tra TIS e gestore di rete con la presentazione di un primo prototipo di applicazione e le prime valutazioni delle attività con ladenetz.de.

10.2 Modelli esistenti applicabili al territorio altoatesino

Gli attori che sono coinvolti nel modello gestionale dell’elettromobilità sono

- Fornitori di elettricità: è la società che vende l’elettricità al gestore della colonnina - Gestore delle colonnine: è chi gestisce e vende l’elettricità all’utente - Fornitore di servizi software: è il fornitore di servizi software per la mobilità elettrica - Data manager back-end: è l’organizzazione che si occupa della gestione dei dati, della

contabilizzazione e della tariffazione dei servizi - Data manager e-roaming: è l’organizzazione che permette di mettere in comunicazione

colonnine gestite da vari operatori - Ente regolatorio per gli spazi: è l’ente che si occupa di permettere la costruzioni di colonnine

in determinati spazi pubblici (comune, provincia, etc) - Gestore della rete: è l’ente che allaccia la colonnina alla rete

Modello Voralberg

1 attore singolo per i seguenti compiti

Data manager back-end + eRoaming, Fornitore di servizi, ente regolatorio

Interoperabilità: possibile

Attraverso la propria piattaforma Hubject permette la creazione di un mercato virtuale tra i vari attori coinvolti e con il sistema di roaming permette ai clienti delle aziende del network di accedere alle stazioni pubbliche di ricarica connesse alla piattaforma, tutto ciò sotto un unico contratto.

Gli attori del mercato in generale seguono uno dei due seguenti ruoli nel modello di business:

- Forniscono le stazioni di ricarica e l´energia elettrica (operatori dei punti di ricarica), - Forniscono servizi come contratti per la fornitura di elettricità ai veicoli elettrici (fornitori di

mobilità elettrica). In ogni caso, ciascun partner connesso alla piattaforma può coprire entrambi i ruoli allo stesso tempo. I servizi offerti dalla piattaforma sono pensati verso operatori di parchi auto, produttori di hardware e software per le stazioni di ricarica.

In questo modo si permette a chi guida un’auto elettrica di accedere alle stazioni di ricarica di altri fornitori oltre a quelli operati dal proprio fornitore. Come risultato hanno accesso ad un mercato aperto della mobilità elettrica.

Al interno di Hubject, il sistema SHARE permette agli utenti di altri servizi di e-mobility di utilizzare i punti di ricarica della propria rete attraverso eRoaming. In questo modo più persone possono accedere alle colonnine di ricarica aumentando il fattore di utilizzo e generando guadagni addizionali.

Il Sistema di pagamento viene assicurato attraverso il Sistema “interchange direct”. Questo sistema serve come una funzione supplementare di eRoaming che permette la ricarica di veicoli elettrici direttamente

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in loco presso le stazioni di ricarica senza che il cliente finale debba definire un contratto a lungo termine e senza la necessità di modifiche tecniche.

CONNECT è la soluzione offerta per i fornitori di servizi di e-mobility che essi siano costruttori di veicoli elettrici, fornitori di energia, aziende di car-sharing o managers di flotte aziendali. Con il sistema CONNECT si permette ai clienti di accedere a tutti i punti di ricarica in Europa compatibili con il sistema intercharge.

CHECK infine è la soluzione per i costruttori dell’infrastruttura di ricarica. Attraverso la certificazione CHECK, i partners hanno la sicurezza di avere l’hardware più aggiornato e che il sistema gestionale delle stazioni di ricarica può essere facilmente e velocemente connesso alla piattaforma di eRoaming di Hubject.

Modello light (stato attuale Alto Adige)

Colonnine pubbliche AC:

Data manager (e-Roaming): Ladenetz

Gestore di rete: AE/SEL/SEV e altri gestori

Gestore della colonnina e fornitore di servizi: AE/SEL/SEV etc

Data manager back-end: soggetto a supporto di altri piccoli gestori di colonnine

Ente regolatorio: Comune e Provincia

Tariffa: vendita al kWh

Interoperabilità (trasporto pubblico/noleggio bici/etc): difficile

Figura 28: Schema del modello light dove I soggetti A e B provvedono a fornirsi di sistemi di e-roaming e piattaforme back-end in modo autonomo. Per permettere l’accesso al mercato anche a piccoli soggetti come C e D, viene fornito l’accesso ad una piattaforma di back-end sviluppata ad hoc per la Provincia di Bolzano

Colonnine DC: gestito interamente da privati secondo un modello di stazione di rifornimento classica

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Modello advanced

Colonnine pubbliche AC:

Data manager (eRoaming): TIS o nuovo soggetto

Data manager back-end (accesso al sistema): TIS o nuovo soggetto

Gestore della colonnina e fornitore di servizi: AE/SEL/SEV e altri soggetti

Ente regolatorio: Comune e Provincia

Tariffa: gratuito per un periodo iniziale, poi tariffa a tempo nei centri cittadini o vignetta

Interoperabilità: possibile

Note: ente terzo (TIS) deve avere il permesso da tutti gli attori per avere potere decisionale, se privato di ciò il business model è delicato

Figura 29: Viene creato un soggetto che metta in contatto I vari soggetti A,B,C,D. Il nuovo soggetto offre il servizio di back-end, fatturazione e collegamento con piattaforme e-roaming. Inoltre provvede a gestire le autorizzazioni necessarie.

Colonnine DC: geolocalizzazione delle colonnine. Servizio gestito interamente da privati secondo un modello di stazione di rifornimento classica

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Modello Svizzero

Colonnine pubbliche AC:

Data manager (eRoaming): Nuovo soggetto responsabile della mobilità sostenibile (es. INFOVEL)

Gestore della colonnina e fornitore di servizi: INFOVEL

Ente regolatorio: Comune

Tariffa: flat rate con vignetta collegata a energia verde

Interoperabilità: non esistente

Colonnine DC:

All’interno di tutti questi possibili modelli devono anche essere previste le seguenti agevolazioni:

Accesso a passi di montagna gratuiti, parcheggi in centro città gratuiti, limiti di velocità rialzati presso zone con velocità limitata per rumore, Südtirol pass utilizzabile per interoperabilità

Modello Olandese

Stakeholder Ruolo Funzione Comuni, public authority

Coordinatori, promotore di veicoli elettrici e infrastruttura

- Fornisce i permessi per l’uso dei terreni/spazi per l’installazione dell’infrastruttura di ricarica di veicoli elettrici;

- Organizza bandi per l’acquisto di veicoli elettrici e per l’installazione di colonnine di ricarica in accordo con gli obiettivi prefissati per lo sviluppo territoriale;

- Crea “contratti modello” con termini e condizioni per la proprietà, manutenzione, etc. dell’infrastruttura pubblica che possono essere utilizzati da tutti i comuni dell’area interessata;

- Emana i regolamenti per la gestione della mobilità (corsie preferenziali, etc permessi per i parcheggi per i veicoli elettrici nell’area);

- Fornisce incentivi economici per l’installazione dell’infrastruttura di ricarica;

Aziende (Utilities) tramite associazione

Si occupa di nuove richieste di allacciamento1 alla rete

- Nuove richieste di allacciamento; - Modifiche alle connessioni; - Controllo sulla localizzazione; - Servizi di ricarica intelligente;

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Fornisce supporto e controlli per le nuove stazioni di ricarica2

- Ispezione delle stazioni di ricarica; - Supporto per gli open standards per la connessione; - Supporto sull’utilizzo di colonnine di ricarica

approvate dagli operatori di rete; - Participa alle task force internazionali di

standardizzazione (es. interoperabilità); - Sicurezza nella connessione alla rete; - Standards per la connessione delle colonnine di

ricarica;

Utilities + comune tramite associazione

Gestione delle colonnine di ricarica

- Fornisce gestione e manutenzione, risoluzione problemi, attualizzazione dei software e altri casi dove è necessaria l’ottimizzazione delle funzioni di ricarica;

- Fornisce informazioni sui vari fornitori di infrastruttura di ricarica;

- Fornisce informazioni per il confronto dei servizi offerti dai vari service providers (i.e. zerijden.nl/laden/)

Utilities, e-mobility service providers (es. Servizi di ricarica o operatori dei punti di ricarica) tramite associazione

Assicura standards per l’interoperabilità e la connessione con nuovi soggetti del mercato

- Assicura gli standards dell’interoperabilità della comunicazione nell’area di interesse;

- Assicura la connessione al roaming internazionale (es. e-clearing.net); Per esempio:

http://www.thenewmotion.com/en/products/electric-charging-in-europe/ - Fornisce gli standard di comunicazione e l’insieme

dei criteri per i nuovi attori nel mercato (es. il candidato deve adempire a uno o entrambi ruoli nel mercato o avere la volontà di cominciare entro sei mesi dall’ingresso nell’associazione, deve essere registrato alla camera di commercio, deve accettare lo statuto dell’associazione

- Definisci i ruoli nel mercato

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11. Conclusioni

Dalle informazioni e analisi contenute nello studio si possono raggiungere queste conclusioni per le tematiche coperte: infrastruttura di ricarica AC, DC e modello gestionale.

Infrastruttura di ricarica in AC - un business case positivo è difficilmente raggiungibile; - non bisogna dare troppa enfasi a questo tipo di infrastruttura: la sua utilità per la promozione

degli EV si limita ad offrire un’area di sosta riservata; - basta un numero molto limitato di colonne, nelle zone delle città con parcheggi a rotazione:

quello che dice il PMIRE (§6.3) è del tutto ragionevole; - l’esigenza di e-roaming, aumenta sì ulteriormente i costi di gestione, ma vanno valutati

attentamente i trend internazionali ed il servizio aggiuntivo per l’accesso alle colonnine. - rimane da valutare l’esigenza di infrastruttura di ricarica su parcheggi pubblici in quartieri

residenziali da parte di privati che non possiedono superfici su suolo privato (garage o parcheggio esterno) o non hanno la possibilità per motivi tecnici di installare dei punti di ricarica.

Infrastruttura di ricarica DC Il futuro dell’elettromobilità sarà anche legato allo sviluppo dell’infrastruttura DC, per l’introduzione dei veicoli elettrici dove un business è assimilabile alle stazioni di rifornimento classiche. Inoltre le colonnine devono essere multistandard (CCS2, CHAdeMO, e AC).

Il principio della carica rapida si avvicina a quello della pompa di carburante: un pagamento diretto è sensato e risolve automaticamente il roaming.

Il modello gestionale Come si evince dalle varie esperienze descritte non esiste un modello gestionale ottimale con i casi estremi che vanno da

Modello light:

• per l’infrastruttura AC gli stakeholder si limitano a redigere un capitolato e si fa una gara e si affida realizzazione e gestione a chi vince la gara;

• l’infrastruttura DC viene lasciata all’iniziativa dei privati, visto che i punti ottimali per le stazioni (distributori di carburanti, parcheggi dei centri commerciali ecc.) sono probabilmente già su terreno privato;

Modello advanced: gli stakeholder realizzano e gestiscono tutta l’infrastruttura e propongono anche delle soluzioni di ricarica per i privati che vogliono installare le proprie stazioni.

Per l’infrastruttura AC pubblica gli stakeholder possono:

• installare e gestire la rete utilizzando una piattaforma gestionale e di pagamento di terze parti;

• sviluppare la propria piattaforma affidandosi a terze parti solo per il roaming;

• adottare una soluzione alternativa che preveda l’uso di vignette o pagamento tramite carta di credito/contanti

In tutti e tre i casi si dovrebbe cercare interoperabilità tramite l’uso dell’Alto Adige pass come mezzo di pagamento o autentificazione.

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Per l’infrastruttura DC gli Stakeholder possono:

• installare e gestire la rete:

• facendo degli accordi con i proprietari delle aree ottimali (distributori, centri commerciali ecc.) oppure facendo diventare anche costoro degli stakeholders;

Per l’infrastruttura presso i privati ad accesso regolamentato (abitazioni, parcheggi aziendali per i propri dipendenti, parcheggi per i propri clienti ecc.) gli Stakeholder possono proporsi come il fornitore del servizio di ricarica (stazione + fornitura elettricità, con stazione acquistata da terzi o sviluppata in proprio)

Ci sono diverse formule oltre alla semplice vendita della stazione + fornitura di energia, ad esempio:

• noleggio stazione + fornitura energia,

• forfait che comprende stazione ed energia,

• forfait che comprende leasing auto + stazione + energia ecc.

Fra questi 2 casi estremi si possono immaginare diverse soluzioni intermedie.

Per poter rispondere efficacemente alla richiesta di dotarsi di una infrastruttura per la ricarica pubblica di veicoli elettrici che proviene dal quadro regolatorio e normativo, dagli standards e dal piano nazionale, è di fondamentale importanza per l’Alto Adige sviluppare e dotarsi di una strategia di lungo termine che coinvolga i principali attori affinché questa possa essere implementata in modo partecipativo.

Lo studio presentato considera vari aspetti che sono cardini fondamentali per lo sviluppo di una strategia coerente a livello provinciale: norme di indirizzo e direttive europee e nazionali, tipi di infrastruttura di ricarica esistente, modelli di business e relativa struttura di tariffazione, best practices da altre regione dove già esiste una infrastruttura per la mobilità elettrica, la necessità di interoperabilità con altre regioni e stati e con un concetto di mobilità sostenibile a più ampio spettro.

Lo studio riporta anche la posizione dei vari attori che sono attivi nel settore in Alto Adige ed in Trentino per sviluppare e consolidare un modello gestionale che risponda alle necessità locali.

Per riuscire a coniugare al meglio le aspettative degli stakeholders locali con la specificità del territorio, l’infrastruttura già esistente e con la necessità di assicurare una interoperabilità con i servizi forniti nei vari tipi di mobilità, le seguenti misure devono essere prese in considerazione:

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1) Adottare un singolo modello di gestione dell’infrastruttura assieme ad uno standard di

comunicazione che deve essere interoperabile con i vari fornitori di servizi e di infrastruttura, in Alto Adige e nelle regioni limitrofe e con il sistema altoatesino di trasporto integrato (e.g. Südtirol pass)

2) Supporto finanziario per l’installazione dell’infrastruttura sia pubblica che privata e di incentivi per una maggiore penetrazione di veicoli elettrici nel mercato

3) Lo sviluppo dell’infrastruttura deve essere svolto focalizzandosi su quattro gruppi di interesse: cittadini privati e pendolari, flotte aziendali, turisti. Si deve quindi dare priorità alle strutture esistenti di riferimento quali hotels, cinema, etc.

4) E’ necessario dotarsi di un piano di geolocalizzazione delle colonnine pubbliche AC per l’intero territorio provinciale per evitare investimenti dove l’infrastruttura non è richiesta. Si deve quindi procedere con una logica legata ad “attrattori” e non a flussi di traffico.

5) La geolocalizzazione deve tenere in considerazione degli effetti possibili sulla rete elettrica e valutare il beneficio sulla stessa quando in presenza di impianti di produzione a fonte rinnovabile non programmabili (es. generazione distribuita da impianti fotovoltaici).

6) Armonizzazione della segnaletica e promozione dei servizi di informazioni con le realtà confinanti

7) L’infrastruttura per la ricarica veloce DC deve essere pensata assieme a servizi minimi per l’utente (presenza di servizi igienici, rete wireless, etc), per esempio presso le aree di servizio di rifornimento esistenti che hanno anche il valore aggiunto di essere solitamente collegate ad un trasformatore in MT

8) Si deve prevedere edifici di nuova costruzione o per ristrutturazioni significative di agevolare la predisposizione all’infrastruttura di ricarica privata predisponendo le tubature necessarie e, nel caso di presenza di parcheggi, la raccomandazione o obbligo che una percentuale venga riservata a punti di ricarica.

9) Deve essere valutata anche la possibile interoperabilità con l’emergente infrastruttura per il rifornimento di veicoli a idrogeno per una sinergia verso una mobilità sostenibile a largo raggio che possa evitare contrapposizioni tra tecnologie che sono complementari e non in competizione tra loro

Qualunque sia il modello gestionale adottato, gli stakeholders potrebbero anche occuparsi di sviluppare i punti 4), 5), 6) ed 8). In particolare, per i punti 6) ed 8), si potrebbe pensare ad un manuale rivolto a chi si occupa di pianificazione e di costruzioni sia a livello di comuni che a livello di progettisti, in cui si spiegano dimensioni e marcatura dei parcheggi, quali sono le predisposizioni da fare, cosa sarebbe opportuno scrivere nei piani regolatori e nei regolamenti edilizi ecc.

Infine, lo studio riporta una analisi dettagliata per la geolocalizzazione dell’infrastruttura di ricarica per la città di Bolzano e per le strade principali della Provincia in collaborazione con il Joint Research Centre della commissione Europea. Grazie alla geolocalizzazione è possibile risparmiare sui costi di installazione riuscendo di fatto a pianificare per esempio l’interramento di tubi vuoti per l’alimentazione delle colonnine e preparare altri lavori civili durante lavori stradali.

EURAC considera questo come un primo passo verso una strategia per la pianificazione e per lo sviluppo di una infrastruttura legata alla e-mobility in Alto Adige.

Ringraziamenti:

EURAC ringrazia la revisione ed i suggerimenti forniti da PROTOSCAR durante la scrittura del report (Marco Piffaretti e Giorgio Gabba).