Dobbiamo davvero eliminare i motori a combustione interna
Come chiusura, vi proponiamo l’intervento di Mitsuo Hitomi, Senior Innovation Fellow di Mazda Motor Corporation. La sua presentazione ha il titolo “Overall optimization approach to improve the environment”. Il discorso riprende molti dei punti di cui abbiamo parlato fino ad ora che vengono però ora connessi a studi numerici fatti in Mazda. Il primo punto analizzato sono gli effetti dei veicoli elettrici nella riduzione della CO2.Hitomi parte sfidandoci: siamo convinti che il grande movimento verso l’eliminazione dei veicoli a combustione interna in favore di veicoli a considerati a zero emissioni sia una cosa giusta? Per rispondere, ci propone un confronto tra la versione benzina e quella elettrica della Mazda 2. Il confronto è basato però non sulle emissioni “tank to wheel” bensì su quelle “well to wheel”. Questo è un punto chiave. Andiamo a vedere cosa significa ed i risultati ottenuti.
Il contributo well to tank va considerato!
Per la corretta misurazione delle emissioni di CO2 non si può considerare solo le quantità legate all’utilizzo del veicolo (tank to wheel). Con questo approccio un veicolo elettrico verrebbe altrimenti considerato erroneamente a zero emissioni. Come spiegato in precedenza non è così, visto che l’energia elettrica per la ricarica delle batterie è oggi generata da impianti che usano prevalentemente combustibili fossili. Per il calcolo delle emissioni bisogna considerare anche le fasi di estrazione, produzione e trasporto del combustibile (well to tank). Nel caso specifico dei veicoli elettrici, è necessario tenere conto della CO2 emessa dalle batterie nell’intero ciclo di vita (produzione, uso in strada e smaltimento). Hitomi ci mostra i risultati del confronto interno eseguito con questo approccio su Mazda 2 nelle versioni Skyactiv-G (benzina) ed EV (elettrica). I calcoli per giungere ai risultati ottenuti non sono mostrati.
Benzina VS elettrico
Il confronto parte col considerare i consumi rilevati nel ciclo di test giapponese denominato JC08. Per la Mazda 2 a benzina si rileva un consumo pari a 4 l/100 km. Le corrispondenti emissioni di CO2 ammontano a 109 g-CO2 / km (93 tank to wheel più 16 well to tank). Per la versione elettrica si ha invece 10.5 kWh/100 km di consumo e 66 g-CO2 / km well to wheel (con emissioni well to tank calcolate come media delle emissioni delle diverse tecnologie per produrre energia, ovvero Carbone, Petrolio, GNL, solare, eolico, nucleare, geotermico). L’elettrico risulta il 40% meno inquinante (CO2). E se invece di un ciclo “ideale” di test considerassimo uno scenario di guida reale? Secondo test condotti in Mazda, la versione a benzina consuma 5.43 l/100 km (+36 % rispetto al rilevamento con ciclo ideale di test) mentre l’elettrica 17.2 kWh/100 km (+63%). Le corrispondenti emissioni di CO2 sono pari a 148 e 108 g-CO2 / km. L’elettrico, se valutato su un ciclo reale, risulta il 27% meno inquinante. Il gap si è parecchio ridotto (vedi figura sotto).
Quanto inquina produrre le batterie?
Per la produzione di un veicolo a benzina (motore e powertain) si calcolano emissioni di 1274 kg- CO2 (valore media su 8 auto 1.5 di cilindrata). Per una corrispondente auto elettrica (motore più inverter) se ne calcolano 1711 kg- CO2. Valori confrontabili vero, ma per l’elettrica manca il contributo delle batterie. Produrre batterie agli ioni di Litio richiede grandi quantità di energia. Nelle emissioni di un veicolo elettrico è pertanto necessario tenere in considerazione la quota parte legata alla produzione delle sue batterie. Diverse organizzazioni hanno quantificato un valore pari a 110 kg- CO2/kWh. Ipotizzando una vita di circa 200000 km e una batteria da 40 kWh, si giunge ad associare alle batterie un valore pari a 22 g-CO2 / km. Se aggiungiamo questo valore ai numeri ricavati in precedenza (emissioni legate al solo veicolo) ci accorgiamo che la situazione cambia parecchio.
Considerando l’emissione di CO2 legata alle batterie, l’EV pareggia il motore a combustione interna. Anzi, nel caso di generazione di potenza con Carbone o Petrolio il veicolo elettrico risulta perfino peggiore!
Nell’ottica di batterie sempre più grandi (al fine di incrementare l’autonomia), consideriamo ora una batteria da 70 kWh. La situazione peggiora ulteriormente: un veicolo a combustione interna emette il 26% in meno CO2 della soluzione elettrica!