L’auto elettrica: le verità nascoste Il futuro è solo elettrico?

Siamo stati invitati a partecipare alla conferenza “Mobilità: tecnologie ed emissioni” presso il Politecnico di Milano. Esperti di mobilità, professori universitari e l’ingegnere Hitomi (Mazda Motor) si sono confrontati sui temi di motori a combustione interna, elettrificazione ed inquinamento. Verso dove dovremmo andare in futuro? Scopriamolo

23 dicembre 2019 - 10:31

Pare che oggi pubblicità, studi e previsioni di mercato descrivano un futuro già segnato: l’auto del nostro domani sarà spinta da uno o più motori elettrici. Sempre più Case automobilistiche propongono modelli elettrici e questo alimenta ulteriormente la convinzione di un domani già scritto. Ma è davvero così? Per rispondere dobbiamo andare a scavare più a fondo sul termine “auto elettrica” e sui motivi che stanno spingendo alla sua diffusione.

Autorevoli osservatori prevedono che entro il 2030 le auto elettriche copriranno una fetta del parco circolante pari al 30%

 

Il percorso della elettrificazione

Cominciamo col dire che l’elettrificazione dell’automobile è un percorso che sta avvenendo progressivamente e su diversi livelli. Infatti, prima di arrivare all’auto “completamente” elettrica, troviamo una serie di soluzioni (dette “elettrificate”) che usano anche solo parzialmente questa tecnologia. La prima è il Mild-Hybrid (MHEV). Si parla di auto spinte da motori a combustione interna (sia benzina che Diesel) . Troviamo poi le tecnologie Full Hybrid e Plug-In Hybrid, dove il motore elettrico può spingere, per brevi tratte, anche da solo. La differenza fondamentale tra le due soluzioni è la capacità della batteria, maggiore per i modelli Plug-In. Garantisce pertanto la possibilità di viaggiare per brevi tratte (50 km circa) con il solo motore elettrico e può esser ricaricata tramite la presa domestica da 220 Volt.

L’Audi S4 TDI è un esempio di Mild Hybrid. Al posto dell’alternatore troviamo uno “starter generator” che funziona sia da alternatore che da motore. Il circuito è a 48 V. In frenata recupera energia che viene raccolta nella batteria supplementare. In accelerazione la usa per aiutare il motore termico nella propulsione. L’energia in esubero viene sfruttata per mettere in moto il compressore elettrico, eliminando ogni sorta di lag.

L’auto elettrica

Il grosso salto si ha con i cosiddetti BEV (Battery Electric Vehicles), ovvero le auto a trazione esclusivamente elettrica. Questi sono veicoli spinti unicamente da motori elettrici, alimentati da pacchi batterie oggi capaci di garantire autonomie nell’ordine dei 500 km (valori da ciclo WLTP). Bisogna prestare però attenzione a non focalizzarsi solo sulla massima percorrenza dichiarata. Teniamo a mente che il consumo di energia elettrica varia molto a seconda del percorso che affrontiamo. Proprio all’opposto di quello che succede con un motore termico, in autostrada con una vettura elettrica si consuma circa il doppio che in città: l’autonomia risulterà quindi dimezzata! Le auto elettriche offerte oggi sul mercato hanno ancora prezzi elevati, ma sono in arrivo modelli a prezzi relativamente più accessibili (nell’ordine dei 30 mila euro). Per avere un’idea di quanti ne siano attualmente venduti, vi proponiamo il dato di vendite sul mercato italiano per l’anno 2018: 5000 veicoli, pari allo 0.25% della quota totale di immatricolazioni.

Batterie e serbatoio

Esiste una ulteriore categoria, denominata FCEV (Fuel Cell Electric Vehicles). Di cosa si tratta? Come i BEV, gli FCEV sono veicoli mossi da motore elettrico alimentato da batterie. Sono però batterie “speciali”, denominate celle combustibile, che si ricaricano tramite il rifornimento di, appunto, combustibile, solitamente idrogeno. Il grosso vantaggio è la drastica riduzione del tempo di ricarica. È una tecnologia che sta riscuotendo grande interesse e su cui si sta investendo notevolmente dal punto di vista della ricerca. 

Schema semplificato di un veicolo elettrico con tecnologia fuel cell

 

Il driver è l’inquinamento

Ma a monte di tutto questo, perché si sta spingendo così tanto verso l’auto elettrica? Il motore principale di questo grande cambiamento è la riduzione delle emissioni. Questa problematica può esser divisa in due grosse branche. Andremo ora a trattarle separatamente per comprendere gli aspetti di ognuna di esse.

Diversi tipi di inquinanti

Da un lato ci sono NOx, particolato (PM) e gas incombusti (CO), elementi nocivi alla salute. Sono prodotti intrinsechi alla natura dei motori a combustione interna: la metodologia di abbattimento consiste in sistemi di post-trattamento dei gas di scarico. È dall’ormai lontano 1992 che, con l’avvento dell’EURO 1, le autovetture sono regolate dagli standard europei sulle emissioni inquinanti. Grazie allo sviluppo di nuove tecnologie, le emissioni sono state drasticamente ridotte negli anni e lo saranno ulteriormente in quelli a venire.

Numeri alla mano, questa tabella mostra i passi avanti che sono stati fatti dall’introduzione della prima normativa EURO. La riduzione, sia dal punto di vista della CO2 che degli inquinanti nocivi, è stata grande. Notare come oggi, l’emissione di particolato del Diesel pareggi quella del motore benzina.

 

In Italia circolano quasi 40 milioni di auto. La tabella mette in evidenza che l’età media delle auto è elevata. Le automobili più anziane sono usate meno di quelle più recenti.

 

 

La figura mostra le emissioni (NOx e PM) del parco circolante in Italia. Si nota come, nonostante siano in numero minore, le auto datate sono quelle a più alto impatto ambientale.

 

 

Immaginiamo, per assurdo, che tutte le auto siano sostituite con delle recenti EURO 6. A parità di fattore di utilizzo, si avrebbe una riduzione di NOx di circa il 52% e di PM di circa il 56 %.

 

L’auto elettrica, dal punto di vista della riduzione degli inquinanti appena descritti, pare proprio un passo avanti. Con una piccola sottolineatura. Se pensiamo che durante la marcia un’auto elettrica non emetta nessuno degli inquinanti appena discussi, ci sbagliamo. Il particolato non è infatti solo un prodotto della combustione. Si genera anche dal consumo di pneumatici, freni e manto stradale stesso. Una vettura elettrica, dal peso mediamente elevato, avrà questo contributo più grande rispetto ad una tradizionale vettura spinta da un motore a combustione interna.

 

Il confronto mostra come le emissioni di PM siano assolutamente confrontabili

 

“Mixed technology” per il futuro

Quanto detto al paragrafo precedente punta a farci prendere coscienza che le ultime evoluzioni tecnologiche dei motori a combustione interna (sia benzina che Diesel) hanno portato a grandi miglioramenti dal punto di vista delle emissioni. Proprio per questo, un ammodernamento sempre più esteso della flotta può portare un contributo davvero positivo nella riduzione degli inquinanti. Guardando ancora più in grande, il messaggio fondamentale da trattenere riguarda il giusto atteggiamento da assumere di fronte a questa problematica: la neutralità tecnologica. Che cosa significa? Che oggi tutte le tecnologie (benzina, Diesel, ibrido ed elettrico) vanno ulteriormente sviluppate al fine di creare uno scenario di “mixed technology”. La loro complementarietà deve esser il più possibile ottimizzata. Gli inquinanti vanno combattuti con l’evoluzione, non con i blocchi. La demonizzazione di soluzioni tecniche che hanno ancora margine di sviluppo è un atteggiamento profondamente sbagliato.

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