Il webinar sulle batterie e l’elettrificazione della mobilità
Era il 1799 quando Alessandro Volta, nella sua residenza a Lazzate nel monzese, sviluppò il prototipo della batteria elettrica moderna (oggi conservata nel Museo per la Storia dell’Università di Pavia). A distanza di oltre 200 anni siamo ancora alle prese con questa tecnologica e il suo potenziale economico ed industriale nell’attuale processo di elettrificazione in seno alla transizione ecologica ed energetica.
Il webinar “Le batterie del futuro: la mobilità elettrica per ricaricare l’economia”, secondo appuntamento di un più ampio ciclo di incontri organizzatoi da Key4biz e Mobilità Futura, è partito proprio da questo appunto storico per tracciare quello che è lo scenario odierno dell’elettrificazione e in particolare dei sistemi di accumulo, o più comunemente chiamati “batterie”, così centrali per l’affermazione della mobilità elettrica e per la riuscita di ogni progetto di decarbonizzazione.
Come ha ricordato il moderatore del webinar, il direttore di Mobilità Futura, Raffaele Barberio, le batterie ci fanno riflettere sulla natura dell’energia, che può essere non solo trasportata ma anche conservata. Non rimane a questo punto che capire quale potrà essere il futuro di questa tecnologia nei prossimi anni.
Competizione, formazione e sinergie
Secondo Silvia Bodoardo, Professore Ordinari del Politecnico di Torino, “Il primo aspetto su cui bisogna fermarsi a riflettere è che ci stiamo avviando verso la transizione energetica e quindi verso un sistema che sarà il più possibile pulito e che favorirà l’elettrificazione. Ma per fare questo abbiamo bisogno di utilizzare fonti energetiche rinnovabili e pulite, e questo è il secondo aspetto, che per loro natura non sono continue, per cui l’energia generata deve comunque essere conservata in appositi sistemi di accumulo, che ci consentiranno poi di riutilizzarla quando ne abbiamo bisogno, creando disaccoppiamento tra il luogo in cui l’energia viene prodotta e quello dove poi viene realmente utilizzata.
Dalla prima batteria al litio creata nel 1991, è passato molto tempo e oggi per effettuare la transizione ecologica ed energetica abbiamo bisogno di tante batterie. Oggi queste batterie sono prodotte per una quota globale del 95% soprattutto in Asia e questa situazione rimarrà inalterata per molto tempo. L’Europa si è data l’obiettivo di diventare protagonista in questo mercato, ma ci vorranno degli anni. Un piano che porterà alla realizzazione di innanzitutto di gigafactory in tutta Europa, al momento ne sono previste circa 38, che saranno realizzate principalmente nei paesi del Nord, quindi Germania, Francia, Svizzera e Norvegia, Paesi che stanno già investendo molto in proprie gigafactory”.
“Alcuni esempi di iniziative europee in tema di batterie sono la European battery alliance, un’associazione di produttori che vuole aggredire questo mercato, oggi stimato in circa 250 miliardi di euro di valore all’anno, per la produzione massiccia di batterie di nuova concezione, con un occhio alla sostenibilità e all’efficienza. Un altro progetto è il Battery 2030, in cui partecipano le maggiori università e i più grandi centri di ricerca in Europa, che avrà il compito di individuare le future innovazioni del settore, ben oltre il 2030, come ad esempio gli elettrodi che si autoriparano, i sensori da mettere dentro le celle per renderle più sicure, ma anche per conoscere a fondo tutto quello che accade all’interno della batteria. C’è poi un altro aspetto chiave, che è quello della formazione delle persone. Se abbiamo bisogno di tante batterie, allora abbiamo bisogno anche di tanti lavoratori da occupare in questa industria, ma prima vanno formati nel modo giusto. Probabilmente, si stima avremmo bisogno di circa 800.000 nuovi lavoratori formati appositamente per questo settore nei prossimi anni, di cui 25.000 di alto livello”, ha spiegato il professore.
“In termini di sostenibilità ambientale, l’Europa ha come obiettivo produrre una batteria che sia ecosostenibile, ma a partire dal progetto, cioè by design – ha precisato Bodoardo – ideata per essere riciclata e quindi sostenibile fin dalla partenza, con l’utilizzo di materiale il più possibile a basso impatto e destinata al riciclo fin da principio in ogni sua parte, come previsto dall’economia circolare in sostanza. Oggi è in crescita il numero di aziende che si occupano di recuperare e riciclare pezzi e componenti di qualsiasi prodotto, tra cui la batteria, che è facilmente riciclabile, come testimonia il nostro passato industriale, c’è solo da innovare il sistema e adattarlo ai nuovi materiali, come il piombo, che da generazioni è presente nelle batterie e viene ormai regolarmente recuperato e reimpiegato, bisogna fare la stessa cosa con il litio”.
La centralità della ricerca per le batterie del futuro
“L’esperienza dell’Enea in questo settore è più che trentennale. C’eravamo già quando nelle auto si usavano appunto le batterie al piombo e ricordo con piacevolezza l’esperienza fatta con certi veicoli per una mobilità elettrica pioniera, come nel caso di una Panda riconvertita all’elettrico grazie ad una semplice batteria che alimentava il motore. Un veicolo elettrico molto elementare con basse prestazioni, ma parliamo di trent’anni fa. Nel tempo c’è stata una grandissima evoluzione delle tecnologie che hanno consentito finalmente di far diventare realtà il sogno della mobilità elettrica, che nacque sul finire del 1800, quando si parlava già delle quattro ruote e sia il motore a combustione che quello elettrico si contendevano lo scenario, poi sappiamo bene come è andata a finire quella volta”, ha affermato Antonino Genovese, Responsabile Laboratorio Sistemi e Tecnologie per la Mobilità Sostenibile dell’ENEA.
“Enea partecipa attivamente al percorso di innovazione tecnologica nel mondo delle batterie attraverso i suoi laboratori del Centro ricerche Casaccia, vicino Roma, dove si svolgono attività di ricerca di base, con un valore aggiunto però per quel che riguarda le applicazioni di sistema e quindi di innovazione a livello di processo e a livello di sistema, perché una batteria non è solamente un insieme di cellule elettrochimiche, ma un sistema più complesso, dove c’è tanta attenzione ai sistemi di controllo che devono mantenere le caratteristiche operative della batteria entro certi limiti di sicurezza per fa sì che possano garantire per un lungo tempo le prestazioni del sistema di accumulo”, ha proseguito Genovese.
“Casaccia è di fatto una palestra per coloro che vogliono testare sistemi e apparecchiature prima della realizzazione su scala industriale. Oggi in un contesto drammatico come quello della guerra in Ucraina abbiamo scoperto che l’energia è sia un fattore geopolitico, sia un elemento chiave per aumentare la sovranità di un paese e di una regione. La condizione storica attuale – ha aggiunto il Responsabile dell’Enea – ci ha convinto che è centrale avere maggiore indipendenza in termini di risorse e quindi sviluppare forme alternative di produzione e di stoccaggio dell’energia. Quello dell’elettrificazione e della decarbonizzazione è un faro importante su cui la stessa comunità europea da diversi anni si sta impegnando con iniziative importanti, con programmi abbastanza concreti e con finanziamenti rilevanti, perché occorre che l’Europa si renda veramente indipendente dalle forniture estere, contando su risorse energetiche proprie, a partire fonti rinnovabili che a loro volta necessitano di capaci sistemi di accumulo”.
“Riguardo al riciclo delle batterie dismesse e all’economia circolare – ha aggiunto Genovese – ci sono ottime previsioni di poter recuperare tra il 70 ed il 90% delle materie contenute all’interno. L’Europa in questo senso sta lavorando sul regolamento per per le batterie, per mettere un punto fermo su quello che devono essere le caratteristiche dei sistemi di accumulo del futuro, tra cui la tracciabilità di ogni componente per innalzare il livello di sicurezza”.
Scenari: la MotoE World Cup di Enel
Elettrificazione che non riguarda soltanto le auto di proprietà e il trasporto pubblico, ma anche i veicoli a due e quattro ruote impiegati in competizioni sportive di livello mondiale, come la Moto-E.
“Il motorsport è l’ambiente ideale per progettare e collaudare soluzioni innovative, trasferibili alla vita di tutti i giorni. È per questo motivo che l’industria delle due e delle quattro ruote utilizza il mondo delle corse come un vero e proprio banco di prova per venire incontro al mercato del futuro, sviluppando quotidianamente nuove tecnologie e soluzioni. La nostra missione è rendere il motorsport elettrico – ha dichiarato Antonio Coccia, Head of Project Manager eMotorsport and VGI Lab di Enel X Way, durante il suo intervento al webinar – per offrire uno spettacolo sostenibile, senza privare il pubblico del brivido delle corse. E quale miglior modo per farlo se non attraverso grandi competizioni che ci uniscono, coinvolgendo aziende, partner e spettatori da tutto il mondo. Lo sviluppo di tecnologie di ricarica innovative ad-hoc garantisce ricariche rapide delle moto nell’ePaddock e sulla griglia, in completa indipendenza rispetto alla rete elettrica locale”.
“È molto importante per noi sviluppare la soluzione di ricarica giusta, in tutte le applicazioni, in particolare nelle moto sportive. Un percorso iniziato nel 2018 e che ha portato le prime soluzioni in pista nel 2019, fino ad oggi, che ci vede impegnati nel perfezionamento di un’infrastruttura di ricarica molto particolare, un sistema di accumulo al litio”, ha precisato Coccia.
Enel X Way per raggiungere questi obiettivi sfrutta due sistemi di ricarica distinti, come si legge sul sito ufficiale: il JuiceRoll Race Edition e JuicePump60 Race Edition, impiegate nelle competizioni Motorsport.
La prima è una stazione di ricarica DC dotata di una batteria, divisa in due unità interconnesse: SMU – Semi-Mobile Unit, stazione di ricarica semi mobile in grado di ricaricare velocemente fino a 50 kW DC, dotata di una batteria da 51 kWh e prese AC universali, utilizzata per ricaricare rapidamente nell’ePaddock; MU – Mobile Unit, stazione di ricarica mobile in grado di ricaricare fino a 10kW DC, dotata di una batteria da 6 kWh (ricaricabile attraverso SMU) e prese AC universali, utilizzata per ricaricare rapidamente sulla griglia.
La seconda è una stazione di ricarica rapida in grado di fornire fino a 60 kW DC direttamente in pista, facilmente trasportabile grazie al flight-case con ruote removibili.
“Fondamentale è l’interoperabilità. Ci siamo impegnati affinché si usino protocolli standard per facilitare la ricarica a tutti gli utenti, senza distinzione di soluzione impiegata. Per noi operatori poi sarebbe un vantaggio, perché non dobbiamo di volta in volta affrontare standard diversi. Oggi siamo impegnati in questo concept dello storage integrato all’interno del sistema di ricarica, che potrebbe nel tempo prendere piede, fino ad arrivare ai primi lanci commerciali. Una tecnologia vantaggiosa, perché da quello che abbiamo visto in pista, nelle moto, la potenza disponibile è sempre più bassa di quella che realmente serve. In ultima analisi c’è da investire maggiormente sull’elettrificazione del trasporto pubblico, un settore che si sta muovendo velocemente in questa direzione e in cui Enel X Way sta già lavorando. Il trasporto pubblico elettrificato su gomma può portare dei vantaggi molto significativi sia in termini di ridotte emissioni inquinanti, sia in termini di minor consumo energetico. La mobilità elettrica è il futuro, è inutile opporsi a questo processo storico, bisogna semmai trovare il modo di farne parte, di fare parte del cambiamento e di trarne il massimo vantaggio”, ha concluso il responsabile di Enel X Way.
