Mobilità elettrica, le osservazioni del Global EV Outlook 2020

Lo scorso giugno l’organizzazione IEA ha pubblicato il Global EV Outlook 2020, il report annuale che identifica e discute i recenti sviluppi della mobilità elettrica in tutto il mondo.

Sviluppato con il supporto dei membri dell’Electric Vehicles Initiative (EVI), il rapporto combina l’analisi storica con le proiezioni fino al 2030 ed esamina le aree chiave di interesse, come la diffusione dei veicoli elettrici e delle infrastrutture di ricarica, il costo di proprietà, l’uso di energia, le emissioni di anidride carbonica e la domanda di materiali per batterie.

L’edizione 2020 del report include, inoltre, alcune raccomandazioni rivolte ai responsabili politici e organi interessati all’adozione di veicoli elettrici, un aggiornamento sulle prestazioni e sui costi delle batterie e un’estensione dell’analisi del ciclo di vita, già condotta nel rapporto del 2019. Si valutano, inoltre, le tecnologie e le politiche che saranno necessarie per garantire che il trattamento di fine vita delle batterie EV, volte a contribuire al raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità e di riduzione delle emissioni di CO2. Infine, analizza come la ricarica della domanda di elettricità fuori dalle ore di punta, la ricarica dinamica controllata (V1G) e il vehicle-to-grid (V2G) potrebbero mitigare l’impatto degli EV  sulla domanda di picco, facilitare l’integrazione delle rinnovabili variabili e ridurre il fabbisogno di capacità di generazione elettrica.

EV: un anno eccezionale

A livello globale, mentre le vendite di autovetture sono diminuite, le vendite di veicoli elettrici sono aumentate significativamente nell’ultimo decennio. Hanno registrato un aumento del 40% su base annua, ovvero il 2,6% delle vendite totali, superando i 2,1 milioni nel 2019 (in crescita del 6% sul 2018), grazie al sostegno di politiche adeguate e l’avanzamento dei progressi tecnologici nell’elettrificazione di veicoli a due/tre ruote, autobus e camion.

Solo circa 17.000 auto elettriche erano sulle strade del mondo nel 2010. Nel 2019, quel numero era salito a 7,2 milioni, il 47% dei quali in Cina. Nove Paesi avevano più di 100.000 auto elettriche sulla strada. E almeno 20 Paesi hanno raggiunto quote di mercato superiori all’1%.

Global EV Outlook – Punti di ricarica in aumento

L’infrastruttura per la ricarica dei veicoli elettrici continua ad espandersi. Nel 2019 erano circa 7,3 milioni di caricabatterie in tutto il mondo, di cui circa 6,5 milioni erano caricabatterie nelle case, negli edifici multi-abitazione e nei luoghi di lavoro. La convenienza, l’efficacia dei costi e una varietà di politiche di sostegno (come tariffe preferenziali, incentivi per l’acquisto di attrezzature e sconti) sono i principali motori della prevalenza della ricarica privata.

I caricabatterie accessibili al pubblico hanno rappresentato il 12% dei caricabatterie globali per veicoli leggeri nel 2019. A livello globale, il numero di caricatori accessibili pubblicamente (lenti e veloci) è aumentato del 60% nel 2019 rispetto al 2018, superiore alla crescita dello stock di veicoli elettrici leggeri.

L’impatto della pandemia

La pandemia di Covid-19 influenzerà certamente i mercati globali dei veicoli elettrici, anche se in misura minore rispetto al mercato complessivo delle autovetture. Sulla base dei dati di vendita delle auto nel periodo gennaio-aprile 2020, la nostra stima attuale è che il mercato delle autovetture si contrarrà del 15% nel corso dell’anno rispetto al 2019. Mentre le vendite di veicoli elettrici per passeggeri e commerciali leggeri rimarranno sostanzialmente ai livelli del 2019, con vendite stimate per circa il 3% rispetto alle vendite globali di auto nel 2020.

Con Covid-19, il trasporto pubblico urbano, compresi gli autobus, dovrà affrontare le sfide di fornire servizi ad alta capacità e a prezzi accessibili, garantendo al contempo la sicurezza sanitaria. C’è il rischio che i pendolari possano optare temporaneamente o definitivamente per opzioni di veicoli personali. Tuttavia, nelle città dense del mondo in via di sviluppo e di quello sviluppato, gli autobus urbani forniscono un mezzo di trasporto chiave che non è facilmente sostituibile dalle automobili senza aggravare la già grave congestione. Quindi, il futuro del trasporto pubblico in generale, e degli autobus elettrici in particolare, sarà bilanciato tra gli impatti della pandemia, la capacità complessiva del sistema di trasporto urbano e il continuo sostegno del governo.

Le risposte dei governi a Covid-19 – Global EV Outlook

Molte incertezze caratterizzano la crisi della Covid-19, dalla capacità dei governi e delle aziende di raddoppiare gli sforzi per l’elettrificazione dei trasporti a quali cambiamenti comportamentali ci si può potenzialmente aspettare dalla crisi attuale, compresi i bassi prezzi del petrolio e le misure di confinamento. Mentre le città emergono gradualmente dalle chiusure, alcune di esse stanno ponendo restrizioni temporanee alla frequenza e all’occupazione del trasporto pubblico, aumentando il rischio di un picco nel traffico automobilistico. Molte città, in particolare in Europa, stanno quindi rapidamente mettendo insieme politiche per ripensare l’uso dello spazio urbano e per promuovere gli spostamenti a piedi e in bicicletta. Come parte degli sforzi per la ripresa economica, un focus sulla promozione del trasporto pulito è richiesto a livello nazionale e locale.

Global EV Outlook – Obiettivi ambientali e di sostenibilità della politica

Le politiche continuano a sostenere la diffusione dei veicoli elettrici e stanno evolvendo verso un portafoglio di politiche più olistico.

I veicoli elettrici sono una tecnologia chiave per ridurre l’inquinamento atmosferico nelle aree densamente popolate e un’opzione promettente per contribuire alla diversificazione energetica e agli obiettivi di riduzione delle emissioni di gas serra.

I benefici dei veicoli elettrici includono zero emissioni dallo scarico, una migliore efficienza rispetto ai veicoli con motore a combustione interna e un grande potenziale di riduzione delle emissioni di gas serra se accoppiati con un settore elettrico a basse emissioni di carbonio. Questi obiettivi sono i principali motori del sostegno politico dei Paesi per lo sviluppo e la diffusione dei propulsori elettrici per i trasporti. A oggi 17 Paesi hanno annunciato obiettivi di veicoli a zero emissioni al 100% o l’eliminazione graduale dei veicoli con motore a combustione interna entro il 2050.

Le aliquote fiscali che riflettono le emissioni di CO2 dallo scarico possono essere favorevoli a una maggiore diffusione dei veicoli elettrici. Gli incentivi fiscali all’acquisto del veicolo, così come le misure complementari (ad esempio, sconti sui pedaggi stradali e zone a basse emissioni) sono fondamentali per attirare i consumatori e le imprese a scegliere l’opzione elettrica. I governi locali sono fondamentali nel proporre e attuare misure per migliorare la proposta di valore dei veicoli elettrici.

La maggioranza dei mercati automobilistici offre una qualche forma di sussidio o di riduzione delle tasse per l’acquisto di un’auto elettrica individuale o aziendale, nonché schemi di sostegno per la realizzazione di infrastrutture di ricarica. Le disposizioni nei regolamenti edilizi per incoraggiare le strutture di ricarica e la “predisposizione EV” degli edifici stanno diventando più comuni. Così come i mandati per costruire infrastrutture di ricarica lungo i corridoi stradali e le stazioni di servizio.

L’adozione di propulsori elettrici accelera

Questo rapporto esplora le prospettive della mobilità elettrica fino al 2030 attraverso due scenari IEA: lo Stated Policies Scenario, che incorpora le politiche governative esistenti, e il Sustainable Development Scenario, che è pienamente compatibile con gli obiettivi climatici dell’Accordo di Parigi.

Lo Scenario di Sviluppo Sostenibile incorpora gli obiettivi della Campagna EV30@303 per raggiungere collettivamente una quota di mercato del 30% per i veicoli elettrici in tutte le modalità tranne che per le due ruote entro il 2030.

I veicoli elettrici giocano un ruolo fondamentale nel raggiungimento degli obiettivi ambientali dello Scenario dello Sviluppo Sostenibile per ridurre l’inquinamento atmosferico locale e per affrontare il cambiamento climatico. In questo scenario, lo stock globale di veicoli elettrici (esclusi quelli a due/tre ruote) cresce del 36% all’anno, raggiungendo 245 milioni di veicoli nel 2030, più di 30 volte il livello attuale. A parte i veicoli a due/tre ruote, la crescita è più forte nel segmento dei veicoli leggeri, dove le tecnologie di propulsione elettrica sono più facilmente disponibili. Nello Stated Policies Scenario, secondo le ipotesi prese, lo stock globale di veicoli elettrici (esclusi i due/tre ruote) raggiunge quasi 140 milioni di veicoli e rappresenta il 7% del parco veicoli globale.

Il costo delle batterie si riduce

Le vendite di auto elettriche guidano la riduzione dei costi delle batterie, il che aumenta la diffusione in tutte le categorie di veicoli stradali.

Con le dimensioni previste del mercato globale dei veicoli elettrici, l’espansione della capacità di produzione delle batterie sarà in gran parte guidata dall’elettrificazione del mercato automobilistico: driver cruciale nel taglio dei costi unitari dei pacchi batterie per autoveicoli che possono essere utilizzati in una varietà di modalità stradali. Entro il 2030, la flotta di veicoli leggeri (auto e veicoli commerciali leggeri) rappresenta la parte più grande della flotta di veicoli elettrici a quattro ruote, indipendentemente dallo scenario. E sono Cina ed Europa a guidare questa diffusione, poiché le politiche promuovono l’elettrificazione.

Global EV Outlook – Migliori tecnologie delle batterie, costi inferiori

Il costo delle batterie per i veicoli elettrici è in netto calo. I rapporti dell’industria mostrano che i prezzi dei pacchi batterie ponderati per le vendite nel 2019 erano in media di 156 dollari per chilowattora, in calo rispetto agli oltre 1.100 dollari/kWh del 2010. La dimensione media del pacco batterie in tutti i veicoli elettrici leggeri venduti (compresi i veicoli elettrici a batteria e i veicoli elettrici ibridi plug-in) continua una tendenza al rialzo. Ora è di 44 kWh, rispetto ai 37 kWh del 2018, e le auto elettriche a batteria nella maggior parte dei Paesi sono nella gamma di 50-70 kWh. Questo aumento è guidato da due tendenze: i modelli di veicoli elettrici a batteria con gamme più lunghe stanno diventando disponibili e sempre più richiesti, e la quota di veicoli elettrici a batteria rispetto ai veicoli elettrici ibridi plug-in è in aumento.

La chimica del catodo più comunemente usata nelle batterie Li-ion per veicoli elettrici è NMC. La densità energetica delle celle con catodi NMC aumenta con l’aumentare del contenuto di nichel. Su queste basi, ci sono ragioni per credere che anche la densità stia continuando a crescere. Mentre la tecnologia Li-ion ha fatto enormi progressi nell’ultimo decennio in termini di densità energetica, costi e durata del ciclo, c’è ancora spazio per migliorare. La ricerca viene condotta per migliorare tutti e tre i componenti chiave delle celle delle batterie Li-ion: catodi, anodi ed elettroliti. Inoltre, i recenti sviluppi nella progettazione delle batterie e nella gestione termica mirano soprattutto a ridurre i costi dei componenti del pacco e del modulo.

La sfida: bilanciare domanda e offerta di elettricità

Bilanciare la domanda e l’offerta di elettricità diventerà una sfida crescente per assicurare l’agevole integrazione della generazione di energia variabile basata sulle rinnovabili e l’elettrificazione di molteplici settori di uso finale. La diffusione dei veicoli elettrici nello scenario di sviluppo sostenibile, in cui i veicoli elettrici rappresentano circa il 4% della domanda globale annuale di elettricità entro il 2030 (dallo 0,3% di oggi), porta implicazioni e opportunità per i sistemi energetici.

Nel prossimo decennio, la gestione dei modelli di ricarica dei veicoli elettrici sarà la chiave per incoraggiare la ricarica nei periodi di bassa domanda di elettricità o di alta generazione di elettricità basata sulle energie rinnovabili. Con 250 milioni di veicoli elettrici sulla strada entro il 2030 nello scenario di sviluppo sostenibile, la quota di ricarica dei veicoli elettrici nella domanda media di picco serale potrebbe salire fino al 4-10% nei principali mercati di veicoli elettrici (Cina, Unione Europea e Stati Uniti), assumendo una ricarica non gestita.

Una gamma di opzioni pronte con vari gradi di complessità può essere sfruttata per ridurre la ricarica dei veicoli elettrici nei picchi di domanda del sistema, diluendo così la necessità di aggiornamenti alla generazione, trasmissione e distribuzione. Mentre la ricarica notturna off-peak attraverso una semplice programmazione dell’utente finale e/o tariffe notturne potrebbe più che dimezzare il contributo dei veicoli elettrici al picco della domanda, la ricarica controllata in risposta a segnali di prezzo in tempo reale da parte delle utility (V1G) potrebbe sfruttare ulteriormente le sinergie con la produzione variabile di elettricità rinnovabile ed espandere la gamma di servizi che i veicoli elettrici offrono alla rete.

Fonte: IEA (2020), Global EV Outlook 2020, IEA, Paris