La continua crescita della mobilità elettrica apre a diversi interrogativi, tra i quali l’esigenza di avere sempre a disposizione energia in viaggio, dove il viaggio è inteso sia come percorrenza che come risorsa. Come potranno le attuali infrastrutture soddisfare la questa crescente richiesta e, soprattutto, farlo in modo davvero green? Proviamo a dare delle risposte, con lo sguardo rivolto verso le innovazioni, molto più vicine di quello che sembra.
La risposta, infatti, potrebbe non trovarsi solo nella costruzione di nuove infrastrutture per la ricarica elettrica, ma in un cambio di prospettiva più radicale ed interessante: e se le stesse strade, le piazze e le autostrade che percorriamo ogni giorno si trasformassero in fonti attive di energia pulita?
Questo non è solo un sogno per il futuro, ma un campo di innovazione straordinariamente concreto. È qui che si gioca la partita per una mobilità davvero sostenibile: rendere le infrastrutture intelligenti, produttive e capaci di sostenere il cambiamento che abbiamo già messo in moto, di pari passo con la creazione delle smart cities.
La transizione ecologica dai combustibili fossili – con le emissioni di CO2 che dovranno essere a zero entro il 2050 – è una delle sfide più grandi ed elettrizzanti del nostro tempo. Al centro di questa evoluzione ci sono i veicoli elettrici, che contribuiscono a contrastare il cambiamento climatico e l’inquinamento acustico. Ma la vera svolta non risiede solo nel modo in cui alimentiamo i veicoli, ma nel re-immaginare le infrastrutture come fonti di energia e trasformare strade e autostrade in green corridor intelligenti.
Energia in viaggio: le tecnologie di ricarica esistenti
Oggi “energia in viaggio” significa soprattutto poter contare su una rete di colonnine di ricarica elettrica affidabile, capillare e semplice da usare. Le tecnologie per farlo esistono già e sono in continua espansione.
La comodità delle colonnine pubbliche
Le colonnine di ricarica sono diventate un elemento sempre più comune del paesaggio urbano ed extraurbano. Non sono tutte uguali, però. Si distinguono principalmente per la potenza erogata, che determina il tempo di ricarica:
- Ricarica in corrente alternata (AC): è la più diffusa, adatta per le soste lunghe, come di notte o durante l’orario di lavoro. Ha una potenza che va dai 3.7 kW ai 22 kW e “fa il pieno” in qualche ora;
- Ricarica in corrente continua (DC): è la ricarica veloce (Fast Charge) e ultraveloce (Ultrafast). Con potenze che partono da 50 kW e superano ormai i 300 kW, queste stazioni permettono di recuperare centinaia di chilometri di autonomia nel tempo di un caffè o di una pausa pranzo. Sono le alleate indispensabili per i viaggi lunghi.
Se installare nuove colonnine e nuove stazioni di servizio è una questione di fondi economici (e di istituzioni), data la varietà degli operatori ora la sfida è rendere i punti di ricarica interoperabili: grazie alle app che offrono servizi di mobilità integrata, è possibile accedere a un network vastissimo di operatori diversi, pagando la ricarica in modo semplice e immediato.
La convenienza della ricarica domestica
I veri vantaggi dell’auto elettrica, per molti, si scoprono tra le mura domestiche. Rientrare la sera, collegare l’auto alla colonnina per fare la ricarica in casa e trovarla al mattino con la massima autonomia e pronta a partire è una routine che cambia la vita. Se una normale presa domestica può bastare per le emergenze, la soluzione ottimale è la wallbox: un dispositivo a parete che garantisce una ricarica più veloce, sicura ed efficiente.
Le wallbox moderne sono smart: possono essere programmate per caricare nelle fasce orarie in cui l’energia costa meno e, soprattutto, possono dialogare con l’impianto fotovoltaico di casa (o della propria comunità energetica). Questa sinergia permette di alimentare l’auto con energia pulita autoprodotta, raggiungendo un’indipendenza energetica quasi totale e un impatto ambientale vicino allo zero.
La ricarica a destinazione, un servizio che fa la differenza
L’ecosistema della ricarica si sta arricchendo di un terzo, fondamentale tassello: la ricarica a destinazione, ossia negli stalli in cui la vettura viene lasciata in sosta per periodi più o meno lunghi. Stazioni dei treni, hotel, ristoranti, supermercati, aeroporti e parcheggi stanno installando colonnine per offrire un servizio sempre più richiesto dai propri clienti. Questa rete è preziosa perché trasforma i tempi di sosta in occasioni di ricarica, incentivando l’uso delle auto elettriche. Fare la spesa, soggiornare in un albergo o visitare un borgo sostenibile e caratteristico diventano momenti utili per aggiungere chilometri di autonomia e rendere l’esperienza di viaggio ancora più serena.
Città e design: i curb chargers
Come rendere la ricarica capillare nelle città senza installare colonnine che ingombrano il suolo pubblico? Una risposta innovativa arriva dalla Germania, dove l’azienda Rheinmetall ha sviluppato i “curb chargers“. Dopo un anno di sperimentazione di successo a Colonia, questi punti di ricarica sono ora pronti per il mercato. Il sistema è geniale nella sua semplicità: il dispositivo è integrato direttamente nel cordolo del marciapiede e scompare alla vista quando non è in uso. Quando un utente si autentica tramite app, il punto di ricarica fuoriesce, rendendo disponibile una presa per la ricarica fino a 22 kW. È una soluzione pensata per le aree densamente abitate ma anche per risolvere il problema della ricarica residenziale per chi non ha un posto auto privato, preservando l’estetica e la fruibilità degli spazi urbani.
La rivoluzione delle strade che generano energia
Se le colonnine sono il presente, il futuro della produzione energetica è letteralmente sotto i nostri piedi. Diverse tecnologie, già in uso in tratti sperimentali, puntano a trasformare le infrastrutture passive in generatori attivi di energia pulita.
Le strade solari
L’idea è tanto semplice quanto geniale: ricoprire le strade con pannelli fotovoltaici carrabili. Il progetto più noto è quello della strada solare progettata da Wattway, già attiva in Francia e sulle piste ciclabili in Olanda. Le piastrelle fotovoltaiche possono essere montate su infrastrutture esistenti, come parcheggi e ciclovie, senza opere strutturali ingenti. In questo caso l’energia prodotta grazie a pochi metri quadrati di piastrelle ha molteplici vantaggi: dall’illuminazione alla produzione di energia per una grossa struttura come quella di un supermercato, fino all’alimentazione delle colonnine elettriche di ricarica. L’esperimento, nato nel 2015, ha aperto la strada a nuove generazioni di pannelli solari stradali, più resistenti ed efficienti, e ha dimostrato il potenziale di sfruttare superfici già esistenti senza consumare nuovo suolo.
L’asfalto che ricarica
Una delle maggiori preoccupazioni per chi intende avvicinarsi all’elettrico è l’autonomia. E se l’auto si ricaricasse da sola, mentre è in movimento? È la promessa della ricarica a induzione dinamica (DWPT), ovvero l’asfalto che ricarica. Sotto il manto stradale vengono installate speciali spire che, generando un campo magnetico, ricaricano la batteria del veicolo in transito. Questa tecnologia non solo eliminerebbe la range anxiety, ma permetterebbe di usare batterie più piccole, rendendo i veicoli più leggeri ed economici.
La Svezia è stata la prima in Europa a sperimentare la tecnologia ERS (Electric Road System), che consente di ricaricare l’auto mentre si guida tramite linee aeree, rotaie o tecnologia wireless. L’Italia non resta certo a guardare. Il progetto Arena del Futuro sull’autostrada A35 Brebemi sta testando questa tecnologia con ottimi risultati. Un sistema simile si basa su una fitta rete di comunicazione tra l’infrastruttura e le auto connesse, che possono così scambiare dati sulla ricarica, sul traffico e sulla sicurezza, evolvendo il concetto di smart road. Un’altra sperimentazione tutta italiana è quella di Movyon, che con il progetto KHEV, attivo in Toscana nell’area di servizio Arno Est sulla A1, trasforma la decelerazione in energia pulita per alimentare stazioni di servizio, colonnine di ricarica, illuminazione e caselli.
I marciapiedi piezoelettrici
L’energia non arriva solo dal sole, ma anche dalla pressione. La piezoelettricità è la proprietà di alcuni materiali di generare elettricità quando vengono compressi. Uno degli esperimenti più significativi in questo campo è stato condotto dalla East Japan Railway Company all’uscita nord Marunouchi della stazione di Tokyo. Qui è stata installata una pavimentazione piezoelettrica su una superficie di 25 metri quadrati. I dati raccolti hanno mostrato che l’enorme flusso di pendolari era in grado di generare circa 1.400 kilowatt/secondo al giorno, ovvero energia sufficiente ad alimentare parte del sistema di illuminazione della stazione stessa.
Sulla scia di questi progetti, oggi diverse aziende stanno perfezionando la tecnologia. La startup britannica Pavegen, ad esempio, ha calcolato che un singolo passo su una delle sue piastrelle può generare dai 2 ai 5 watt di potenza, abbastanza da alimentare piccoli dispositivi. Installare questi sistemi in punti di forte pressione, come le aree di decelerazione prima di un casello autostradale o gli ingressi delle metropolitane, fa in modo che l’energia cinetica di persone e veicoli venga catturata e riutilizzata per l’illuminazione o la segnaletica.
L’uso sperimentale di questa tecnologia è attivo in diversi luoghi. Ad esempio nei Sustainable Dance Floors, piste da ballo che utilizzano la danza stessa per alimentare la propria illuminazione. La diffusione su larga scala delle piastrelle piezoelettriche è però ancora lontana a causa degli elevati costi di produzione, che ne impediscono al momento l’ingresso sul mercato.
Le frontiere dell’energia in viaggio
Spingendoci ancora più in là, la ricerca sta esplorando frontiere che si basano su solidi principi scientifici e che hanno già visto la nascita di prototipi funzionanti.
Le turbine eoliche da autostrada
Lo spostamento d’aria causato dal passaggio dei veicoli è una forza potente. La società turca Deveci Tech ha sviluppato ENLIL, una turbina eolica verticale intelligente progettata per essere installata lungo le autostrade. Oltre a catturare l’energia dallo spostamento d’aria creato dalle auto, è dotata di pannelli solari e sensori per misurare temperatura, umidità e CO2, quindi è anche una piccola stazione di monitoraggio ambientale. Un prototipo installato a Istanbul ha dimostrato di poter generare fino a 1 kWh di energia all’ora, sufficiente ad alimentare due abitazioni per un giorno.
L’inquinamento acustico che genera energia solare
Le autostrade sono fiancheggiate da chilometri di barriere antirumore. Perché non trasformare queste superfici verticali in centrali solari? È il concetto delle Solar Noise Barriers (SONOB). Invece di rimanere strutture passive, vengono ricoperte con pannelli fotovoltaici bifacciali, che catturano la luce solare diretta da un lato e quella riflessa dall’asfalto e dai veicoli dall’altro. L’istituto di ricerca olandese TNO ha calcolato che un chilometro di queste barriere solari potrebbe generare energia sufficiente per circa 50 famiglie, oltre ad alimentare l’illuminazione e la segnaletica dell’autostrada stessa. Sono in corso progetti pilota in Germania e nei Paesi Bassi per testarne l’efficacia su larga scala.
Catturare l’elettricità statica dal rotolamento degli pneumatici
Quando uno pneumatico rotola sull’asfalto, genera attrito e un accumulo di elettricità statica, un fenomeno noto come effetto triboelettrico. I ricercatori stanno sviluppando dei Nanogeneratori Triboelettrici (TENG) da integrare direttamente nel manto stradale. Si tratta di materiali a bassissimo costo che, al passaggio del veicolo, generano una piccola carica elettrica. Un team dell’Università del Wisconsin-Madison ha creato un prototipo di “strada TENG” che, secondo le stime, potrebbe avere un’efficienza di conversione energetica molto alta.
L’asfalto smart
Il futuro più avveniristico vede l’integrazione di materiali “intelligenti” direttamente nell’asfalto. I ricercatori dell’Università di Cambridge stanno lavorando su microcapsule contenenti agenti riparatori che, in caso di crepe nel manto stradale, si rompono e “curano” il danno, allungando la vita utile della strada. Altri studi, come quelli del TU Delft, si concentrano su asfalti conduttivi che, aggiungendo fibre di acciaio o grafene, possono sciogliere il ghiaccio in inverno o permettere la ricarica a induzione con maggiore efficienza. In questo scenario, la strada diventa un organismo vivente, capace non solo di produrre energia, ma anche di auto-mantenersi e di comunicare il suo stato in tempo reale.
