Battery-swap: una svolta tecnologica per la diffusione dei veicoli elettrici?

La pratica di sostituire in breve tempo la batteria scarica con una carica potrebbe rivoluzionare il mercato dei veicoli elettrici, affiancando o addirittura soppiantando le tradizionali colonnine di ricarica.

Battery-swap; il termine tradotto letteralmente significa: sostituzione della batteria, ovviamente, una batteria esausta con una carica, e sembra rappresentare la svolta o forse, non anticipando troppo i tempi, almeno in Europa, il futuro per i veicoli a trazione elettrica.

Il battery-swap nasce per eliminare il problema della ricarica delle batterie e sembra essere una soluzione piuttosto promettente, per superare almeno uno degli ostacoli che stanno rallentando la diffusione dei veicoli elettrici.

I primi a pensare a questo ingegnoso sistema sono stati gli americani, nel 2009, ma l’idea non ebbe successo, non prese forma e fu rapidamente accantonata.
Nel 2011, la Better Place, società fondata dall’israeliano Shai Agassi, tenta una prima applicazione del battery-swap e realizza la prima stazione che purtroppo, ebbe vita breve: due anni, poi l’azienda dichiarò fallimento.

Nel 2013, si fa avanti Tesla, recupera la vecchia idea americana, costruisce un modello di auto (Model S), dotata di batteria rimovibile e al contempo progetta, fin nei minimi dettagli, delle stazioni per il battery-swap, stazioni che non furono mai realizzate, nonostante le ottime premesse: solo 90 secondi per effettuare un pieno! A far fallire il progetto fu il fatto che non ricorse nessuno a questo sistema, così l’operazione finì miseramente.

Altre aziende tentarono questa strada, ma dovettero desistere di fronte ai costi esorbitanti delle strutture che avrebbero dovuto garantire la sostituzione delle batterie esauste con quelle cariche.
Sembra, però, che i tempi stiano cambiando e che ci sia un ritorno al battery-swap e alle vantaggiose possibilità che offrirebbe alla diffusione dei veicoli elettrici.

A vincere le resistenze economiche sono stati i cinesi. Il continente asiatico è patria e pioniere della mobilità elettrica e a parlare di battery-swap per prima è stata la casa automobilistica NIO, nel 2018. Questa azienda di Shangai, specializzata nella fabbricazione di veicoli a zero emissioni, sin dai suoi esordi, è riuscita dove gli altri hanno fallito, certo non da sola, ma grazie soprattutto a sostanziosi investimenti statali.

Il progetto di NIO sta andando a gonfie vele, ha già all’attivo ben 125 stazioni, piuttosto efficienti che consentono fino a 312 cambi giornalieri. I progetti di NIO, però, sono solo all’inizio, la società cinese, infatti, ha mire piuttosto ambiziose: entrare nel mercato europeo.
Sul territorio cinese, l’azienda di Shangai non è l’unica ad aver realizzato stazioni per il battery-swap, esistono anche altri costruttori di veicoli elettrici, quali la BAIC che ha in attivo ben 187 stazioni di battery-swap in 15 diverse città.

In Cina, i progetti legati a questa tecnologia hanno avuto successo perché sono stati agevolati dalla politica locale che intende standardizzare sia le dimensioni sia la tecnologia degli accumulatori tra tutti i costruttori del Paese.
Inoltre, il modello cinese prevede che, chi compra un’auto elettrica acquisti anche un servizio di battery-swap. L’acquirente poi, individuerà il piano tariffario più consono alle sue esigenze, ad esempio, un cambio di batteria mensile.

Gli americani hanno risposto alle proposte cinesi con un prototipo di battery-swap, pensato da una startup californiana, la Ample che punta a un’eterogeneità delle batterie e a una riduzione delle dimensioni delle stazioni. La Ample ha già installato due infrastrutture a San Francisco. Gli automobilisti potranno effettuare il battery-swap senza scendere dall’auto; il servizio per ora è riservato solo una rosa limitata di veicoli compatibili.

Passando nella vecchia Europa, vale la pena soffermarsi in Germania, dove è l’Università di Berlino che fa gli “onori di casa” al battery-swap. I progetti tedeschi prevedono un’applicazione particolare di questa tecnologia: la sostituzione delle batterie dei mezzi pesantiIl progetto si chiama “eHaul” ed è già partito, con l’intento di realizzare una stazione di scambio.
L’idea di concentrarsi sui camion è decisamente utile: questi mezzi compiono tragitti molto lunghi e i tempi di attesa di una ricarica pesano notevolmente in termini economici.

Anche in Italia c’è del fermento attorno a questa nuova tecnologia. Un’azienda che costruisce automobili da competizione, la Picchio spa, ha studiato un sistema di battery-swap piuttosto efficiente (2 minuti ca. per cambiare batteria), collegabile a impianti fotovoltaici e integrabile con un sistema di car sharing free flow.
Nonostante ci si stia muovendo da più parti restano ancora molti ostacoli da superare, affinché il battery-swap diventi una realtà di uso quotidiano.

Il primo e più importante problema è l’elevato costo delle infrastrutture; inoltre, sono necessari consistenti investimenti per progettare e realizzare strutture robotizzate che consentano la rimozione e il successivo inserimento delle batterie nei veicoli.

Il secondo ostacolo è la standardizzazione. La Cina in questo senso è avvantaggiata, perché la politica indirizza l’agire dell’industria in maniera più decisa e quindi, la produzione di auto e batterie rispondenti a uno standard comune è piuttosto praticabile, mentre in Occidente, questa linea di condotta sembra essere destinata a naufragare: i costruttori non intendono rinunciare a produrre veicoli più performanti e magari con una maggior autonomia rispetto a quelli dei concorrenti, soprattutto cinesi, sicuramente più ferrati di fronte a una produzione su larga scala.

Dopo aver preso in esame gli ostacoli, sondiamo i vantaggi che il battery swap con la sua presenza garantirebbe al mercato dei veicoli elettrici.
Innanzitutto, ci sarebbe una diminuzione dei costi dei veicoli, perché si potrebbe acquistare solo la vettura, senza la batteria che, invece, si prenderebbe a noleggio dal fornitore. Poi, ne abbiamo già parlato, ci sarebbe un notevole abbassamento dei tempi di ricarica.

Non ci sarebbe più la questione dell’usura della batteria, in quanto a ogni ricarica questa verrebbe sostituita e oltretutto, rimarrebbe sempre l’opzione di ricarica presso le più tradizionali colonnine. Inoltre, grazie al battery-swap, i veicoli elettrici avrebbero diversi motivi in più per diffondersi ovunque, primo fra tutti, la riduzione del loro prezzo di un buon 40% e la maggiore durata del veicolo, considerato che è la batteria il componente più soggetto a un rapido degrado. Un altro vantaggio ancora riguarda i costi di produzione dei veicoli elettrici, grazie al battery-swap, questi sarebbero ripartiti tra costruttori di auto e fornitori di batterie: i primi potranno diminuire il prezzo dei mezzi, mentre i secondi potrebbero avvantaggiarsi vendendo ricariche.

Per dare spazio al battery-swap, considerati tutti i vantaggi che comporta, si dovrebbero, però, risolvere prima alcune questioni pratiche:

 – dare vita a un ente che delinei interfacce e protocolli di installazione delle batterie;
– allineamento dei costruttori di auto e batterie agli standard stabiliti;
– creare un’assicurazione per eventuali danni delle batterie a noleggio;
– studiare la distribuzione e lo stoccaggio delle batterie sul territorio;
– prevedere dimensioni limitate della singola batteria.

Tirando le somme, al momento, gli unici in grado di avvantaggiarsi del battery-swap gli utenti del dragone cinese, ma si confida nel fatto che una tale tecnologia è troppo interessante per essere messa da parte, principalmente per una questione di costi.

Infatti, le case automobilistiche, di concerto con i produttori di accumulatori elettrici per autotrazione potrebbero essere in grado di individuare soluzioni efficaci che consentano di superare tutti gli ostacoli, imprimendo una ulteriore accelerazione all’aumento delle quote di veicoli a zero o bassissime emissioni in circolazione; cosa che porterebbe notevoli benefici, non solo alla mobilità ma soprattutto alla salute del nostro pianeta.

Di Anna Rita Rossi

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