Veicoli elettrici VS resto del mondo: Uno sguardo aggiornato
di Roy Virgilio
La prima causa di inquinamento
dell’aria nei paesi industrializzati è il traffico veicolare. Di
sicuro per migliorare la qualità di vita di tutti i cittadini ci sarebbe
bisogno di eliminare il problema alla radice: sviluppare forti interventi strutturali
e culturali che facciano diminuire drasticamente il bisogno di mobilità
e di spostamento delle merci. Ma per realizzare ciò vi è la necessità
che i governi e le grandi aziende decidano di intervenire ad alto livello (anche
se la spinta in questa direzione non può che arrivare dal basso!).
Vi è però qualcosa che anche noi comuni cittadini possiamo fare
per ridurre l’impatto dei nostri spostamenti resi necessari dall’inefficienza
del sistema: utilizzare veicoli che inquinino il meno possibile e rispondano
alle nostre reali necessità.
La chiarezza sui vostri
reali bisogni di spostamento ve lo lascio come compitino a casa, mentre insieme
andremo ad analizzare l’impatto che le tecnologie adoperate oggi per muovere
i nostri veicoli hanno sull’ambiente, in modo da comprendere quali inquinano
di meno e poter scegliere di conseguenza.
Per fare ciò mettiamo subito a confronto le principali alimentazioni
esistenti: motore termico, motore elettrico e le famose, quanto sconosciute,
Fuel Cell alimentate a idrogeno.
Ipotizziamo di fornire ad ognuna di queste motorizzazioni un’energia pari
a 100 e vediamo quanta di questa viene realmente utilizzata per farci spostare
e quanta viene invece bruciata solo per generare calore e quindi un inquinamento
inutile.
Sfida a tre
Iniziamo con l’analizzare un motore diesel, che fra i termici utilizzati
in auto-trazione, è il 
più
efficiente. Forniamogli una energia pari a 100 unità di petrolio. Il
motore lo brucia con un rendimento del 32% ovvero trasforma
il 68% dell’energia fornita in calore (ovvero inquinamento non finalizzato
allo spostamento) e solo il 32% in energia meccanica che possiamo utilizzare
efficacemente (in un benzina l’energia meccanica non raggiunge il 30%).
Ma passiamo alle tanto decantate
Fuel Cell a idrogeno.
Con 100 unità di petrolio alimentiamo una centrale termoelettrica (rendimento
70%) per creare l’elettricità con cui eseguiamo l'elettrolisi dell'acqua
(rendimento 95%) necessaria per ottenere l'idrogeno; poi dobbiamo portare l'idrogeno
a 300 atm (con un rendimento del 88%) con cui andremo ad alimentare le fuel
cell (rend. 40%). Infine, con l'elettricità ricavata, ci 
alimentiamo
il motore elettrico del veicolo (rend. 90%) ottenendo alla fine un catastrofico
rendimento meccanico del 21%: vi rendete conto della follia
dell'utilizzo dell'idrogeno?
Andiamo infine ad analizzare
un auto con motore elettrico. Prendiamo sempre le nostre 100 unità di
petrolio e alimentiamo la centrale termoelettrica (rend. 70%) che ci fornisce
l’elettricità per caricare le batterie (l'effetto carica-scarica
della batteria ha un rendimento dell'85%) e passiamo la corrente al motore elettrico
(rend. 90%) ottenendo un rendimento 
meccanico
del 53% ovvero il più elevato di tutti i sistemi presi in esame.
Veicoli elettrici:
quali i pro e i contro?
Sotto il profilo termodinamico l'auto a batteria risulta quindi la migliore.
Questo vuol dire che, pur inquinando alla fonte, se non si utilizza elettricità
da fonti rinnovabili, è il sistema che spreca di meno - ovvero utilizza
al meglio, l’energia che gli si fornisce. Inoltre i veicoli elettrici
hanno il grande pregio di non avere alcuna emissione nel luogo di utilizzo e
di essere molto silenziosi.
E non scordiamoci che l’acquisto di veicoli elettrici gode di incentivi
statali e regionali e altre agevolazioni, quali assicurazione al 50% ed esenzione
dal bollo, che rendono estremamente economica la gestione complessiva. Tenete
conto che di elettricità andrete a spendere molto meno di 1 centesimo
al km contro un costo medio di un diesel di 6-7 centesimi e addirittura degli
8-9 centesimi del benzina! Senza contare i costi “accessori” e ambientali
maggiori.
Certamente, come tutti saprete, vi è il grosso inconveniente dell’autonomia,
l’ingombro e l’inquinamento dovuto all’utilizzo delle batterie
e, non ultimo, le prestazioni inferiori a quelle di un motore termico…
ma non tutti questi aspetti sono oggi ancora dei punti deboli. Infatti le tecnologie
hanno fatto buoni passi avanti e il mercato offre delle alternative valide sotto
molti punti di vista.
Possiamo iniziare con lo sfatare il problema legato all’inquinamento delle
batterie. Infatti, pur pensando di continuare ad utilizzare le batterie al piombo
su tutti i veicoli elettrici (previsione molto pessimistica) dobbiamo considerare
che la quantità di veicoli è oggi di poche migliaia di esemplari
e non si sa tra quanti anni si arriverà a toccare il milione di unità.
Per cui il numero di batterie in più, rispetto a quelle utilizzate sui
normali veicoli, rimane un numero davvero insignificante. E di sicuro fra pochissimi
anni le batterie al piombo rimarranno una minoranza visto le qualità
e le prestazioni delle altre batterie (tipo le nikel-zinco o le “zebra”
che analizzeremo meglio nel prossimo numero), che hanno un 
impatto
ambientale davvero minimo. Inoltre queste nuove batterie consentono un autonomia
e una potenza maggiore a parità di spazio occupato e pesando di meno.
Queste caratteristiche consentono di ottenere veicoli che possono percorrere
anche 130 km con una carica ed essere ricaricate in 3-4 ore.
Pensate che 130 km siano pochini? Beh, se considerate i vostri spostamenti quotidiani
(tipo casa-lavoro) dubito che superiate questo chilometraggio giornaliero (altrimenti
pensate seriamente a un trasferimento!) ed in effetti uno studio(1) condotto
per la comunità europea ha calcolato che il 90% degli spostamenti giornalieri
non supera i 100 Km.
Ovviamente non godremo delle prestazioni della nostra 200 cavalli ma a questo
punto va fatta una scelta: o i cavalli o la vita! Come ai tempi del vecchio
West...
Bisogna anche ammettere
che il principale freno alla rapida ascesa dei veicoli elettrici è sicuramente
il costo elevato. Questo non è dovuto a complesse tecnologie, il motore
elettrico è anzi più semplice del termico, ma è dovuto
quasi esclusivamente al piccolo numero di veicoli venduti. Per abbattere i costi
e ridurre i prezzi sarebbero necessarie forti economie di scala, non realizzabili
finché il mercato resta così esiguo. Le grandi industrie potrebbero
fornire veicoli elettrici a prezzi paragonabili a quelli degli automezzi tradizionali
solo se si iniziassero a vendere 30.000 - 50.000 unità all'anno per singolo
modello, cosa che, stando con i piedi per terra, sembra irrealizzabile nel breve
termine. Per incentivare il mercato si stanno studiando, in alcuni paesi europei,
sistemi per scorporare il prezzo dell’auto da quello delle batterie (soprattutto
per quelle nuove ad alte prestazioni) in modo da diminuire il costo iniziale
e spalmare, magari tramite leasing o soluzioni simili, i costi nel tempo. Ma
solo una concertazione di fattori potrà dare un vero slancio a questo
mercato. E qualcosa comincia a muoversi.
Bisogna tener presente che questa vendita esigua è anche dovuta al fatto
che oggi il veicolo elettrico è pensato quasi sempre come possibile acquisto
di una seconda auto, di un veicolo da affiancare comunque a un altro che permetta
lunghi viaggi e non abbia limiti particolari. Ed ecco che, in mancanza di soldi,
si rinuncia facilmente al veicolo elettrico.
Ma la soluzione per avere un veicolo elettrico e non avere limiti di chilometraggio
oggi esiste ed è già sul mercato. Anche su quello italiano.
Le auto ibride
Da qualche anno alcune case autombilistiche stanno scommettendo su una nuova
soluzione tecnologica: un motore ibrido elettrico-termico che assommi i punti
forti di entrambi pesando meno sull'ambiente e soddisfando tutte le necessità.
Le principali 2 auto ibride vendute nel mondo sono la Prius della Toyota e la
IMA della Honda (quest'ultima ancora non presente in italia). Ma molte altre
stanno per aggiungersi in questo mercato che crescerà esponenzialmente
nei prossimi anni.
Il grande vantaggio di queste
auto è che il motore principale è l'elettrico e il termico viene
solo in aiuto di questo. Non esistono i tempi morti di ricarica poiché
le batterie vengono ricaricate sia dalle decelerazioni e frenate (o nelle discese)
da un ingegnoso sistema che recupera l'energia, che direttamente dal termico
quando le batterie scendono sotto una certa quantità di carica.
I consumi risultano molto ridotti poiché in tutte quelle occasioni dove
non è richiesta grande potenza, funziona solo l'elettrico e, solo quando
necessario, il termico si accende automaticamente girando a regime costante,
ottimizzando quindi i consumi rispetto ad un normale utilizzo che prevede accelerazioni
e cambi continui di velocità.
I vantaggi concreti si possono
così riassumere: minori consumi (si viaggia tranquillamente intorno ai
30 km/l), minor inquinamento, estrema silenziosità (soprattutto in città
alle basse velocità) e un utilizzo migliore del rendimento energetico
del petrolio, senza dover rinunciare alla potenza e all'autonomia (che anzi
aumenta!).
Certo oggi il prezzo di queste auto è ancora superiore a un'auto di pari
categoria ma i vantaggi ambientali e la minor spesa in carburante compensano
molto questo gap. E comunque state utilizzando la prima vera innovazione nel
mondo dei motori da moltissimi anni a questa parte. Quando viaggiate su una
di queste auto avete veramente la sensazione di guidare nel futuro. Un futuro
un po' migliore.
note
(1) stima dell'Action COST 302 (il COST è l'organismo
della UE per la cooperazione scientifica e tecnica)
links
La ibrida Toyota
Prius
La cugina: Honda
Ima
Le batterie Nichel-Zinco della Thundersky
gennaio 2006
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