Tutta la verità sulle auto elettriche

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Redazione
1 Marzo 2023
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Tutta la verità sulle auto elettriche. Un articolo del prof. Maurizio Fauri dell’Università di Trento, responsabile scientifico di Ecofuturo Festival.

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Gran parte dei cambiamenti climatici è provocato dalle emissioni per l’uso dei combustibili fossili. In Italia, è dovuto alla mobilità per circa un terzo, alla climatizzazione ambientale per un altro terzo e all’industria per l’ultimo terzo.

Per quanto riguarda il settore della mobilità, l’Europa ha vietato a partire dal 2035 la immatricolazione di nuove autovetture a combustione, forzando, di fatto, la transizione verso l’utilizzo di autovetture elettriche. Dato che il tempo medio di vita di una autovettura è di circa 15 anni (attualmente in Italia ci sono 22 milioni di auto con oltre 10 anni, su un totale di 40 milioni di autovetture circolanti), si arriverà non prima del 2050 ad avere quasi tutte le auto a trazione elettrica.

L’impiego di auto elettriche comporta dei vantaggi ambientali enormi. Non solo quando l’energia è prodotta da fonti rinnovabili, ma perfino qualora l’energia elettrica venisse prodotta tutta da centrali termoelettriche a combustibile fossile. La spiegazione è presto data:

Un motore tradizionale ha un rendimento del 35 % circa (il 65 % dell’energia del combustibile va perso nei gas di scarico ed in calore), mentre le centrali termoelettriche raggiungono rendimenti del 55 %;
La produzione dell’energia sarebbe concentrata in pochi punti lontani dai centri abitati e non si avrebbe un inquinamento polverizzato e diffuso ovunque;
Le centrali termoelettriche hanno un controllo continuo ed elevato delle emissioni al camino con sistemi avanzati di filtraggio ed abbattimento elettrostatico delle polveri. Per il controllo delle emissioni delle auto è previsto solo un controllo periodico (revisione) ogni due anni (o quattro se l’auto è nuova);
Le auto elettriche permettono il recupero dell’energia del veicolo in frenata (il motore di trazione si comporta come un generatore elettrico e ricarica la batteria). Ne consegue una maggiore efficienza dei veicoli elettrici pari a 6÷7 km/kWh contro i 4÷5 km/kWh delle auto a combustione;
La frenata elettromagnetica dei veicoli elettrici permette di usare i freni meccanici solo in emergenza, con drastica riduzione delle polveri sottili prodotte dall’usura delle pastiglie;
L’auto elettrica non richiede nessuna sostituzione e smaltimento dell’olio motore, dell’olio del cambio, dell’olio dei freni, delle pastiglie dei freni, del filtro del carburante e del filtro dell’aria;
Minore inquinamento acustico e riduzione dei costi per l’assenza della necessità di installare barriere acustiche in diversi tratti stradali;
Assenza (o quanto meno drastica riduzione) della necessità di pulizia periodica delle pareti delle gallerie e dei corpi illuminanti;
L’auto elettrica non consuma nulla quando è ferma ai semafori o nelle code. Il motore delle auto a combustione invece rimane acceso ai semafori e nelle code (tranne quelle dotate del sistema start & stop);
Possibilità di ricarica del veicolo con le fonti rinnovabili, magari tramite un impianto fotovoltaico di proprietà.

Ben sapendo che oggi l’energia elettrica prodotta in Italia è circa il 30 % da fonte rinnovabile, il vantaggio ambientale di usare un’auto elettrica è ancora maggiore.

La paura di non avere energia elettrica sufficiente per tutte le auto elettriche non ha motivo di esistere. E si può dimostrare con dei semplici calcoli matematici. In Italia attualmente ci sono meno di 200.000 vetture elettriche. Data una percorrenza media annuale di 15.000 km con un consumo di energia di 1 kWh ogni 6 km, l’energia elettrica complessivamente richiesta in un anno sarebbe di circa 500 GWh (500 milioni di kWh). Ovvero meno dello 0,2 % dell’energia prodotta e consumata in un anno in Italia (pari a 280 miliardi di kWh). Anche ipotizzando, in futuro, un numero di vetture elettriche pari a 20 milioni (metà di quelle attualmente circolanti) l’energia richiesta sarebbe di 50 miliardi di kWh. Ciò riporterebbe il consumo complessivo allo stesso valore di energia elettrica prodotta e consumata in Italia nel 2008 (330 miliardi di kWh).

Forse, però, esiste ancora “un’ansia da ricarica” che limita la diffusione dell’auto elettrica ma che può essere mitigata o addirittura fugata da dati oggettivi. In Italia sono già installati 36.000 punti di ricarica. Ed entro il 2025 ce ne saranno altri 25.000 grazie ad un finanziamento PNRR di oltre 750 milioni di Euro. Inoltre, a Milano, Roma e Bologna è già attivo un servizio di “ricarica a domicilio” fornito da E-Gap, un’azienda 100% italiana, nata nel 2019, che eroga energia proveniente da fonti rinnovabili, direttamente alla vettura in modalità “on demand”. La potenza di ricarica è paragonabile a quella di una colonnina di tipo “fast”, cioè 60 kW. La ricarica arriva in meno di mezz’ora tramite un furgoncino (elettrico a sua volta) chiamato attraverso una app.

Da dati ufficiali del censimento ISTAT 2001 il 68% delle unità abitative italiane dispone di un box o di un posto auto di pertinenza. Ed è ragionevole pensare che almeno la metà di questi (poco più del 30 % del totale) possa essere dotato di un punto di ricarica privato. Forse serviranno nuove norme e/o regolamenti condominiali per facilitarne l’installazione e l’utilizzazione, ma in molti casi l’auto elettrica potrà essere ricaricata anche con la rete elettrica domestica, come un semplice elettrodomestico. Con un contratto di fornitura minimo da 3,3 kW dalle 21:00 alle 7:00 si possono caricare oltre 150 km di autonomia.

Si può comunque supporre che il 30% circa degli automobilisti elettrici non avrà necessità di ricaricare ogni notte in strada. Ed userà le colonnine pubbliche solo nei lunghi viaggi. In Italia la percorrenza media di un’auto supera di poco i 30 km al giorno. Quindi una city-car con 150÷200 km di autonomia avrà la necessità di ricaricare solamente due o tre volte a settimana.

Per i lunghi viaggi, finché non verranno realizzate batterie con maggiore autonomia, bisognerà cambiare mentalità. Ovvero programmare le soste per la ricarica dopo 300÷400 km. Oppure organizzare i viaggi usando altri mezzi di trasporto come treno o aereo con sistemi di mobilità locale tipo “rental car” o “car-sharing”.

Ma le auto elettriche, in futuro, potranno essere molto di più di un semplice mezzo di trasporto. La batteria si potrà utilizzare come sistema di accumulo per alimentare apparecchiature esterne all’autovettura per mezzo del sistema V2G (vehicle to grid) già disponibile per alcuni modelli. Su larga scala questa funzionalità sarà molto utile per regolare la non programmabilità delle fonti rinnovabili, specialmente per l’assenza del sole di notte. Le dimensioni medie delle batterie sono tali da garantire l’alimentazione di una utenza domestica per tutta la notte e mantenere una autonomia sufficiente per garantire la necessaria mobilità del giorno successivo.

Rimane il problema della fine vita delle batterie. Il decadimento di una batteria per trazione elettrica è circa del 2÷2,5%/anno. Arrivati ad una efficienza del 70 % dopo 10÷15 anni, le batterie saranno ri-utilizzate (second life) per apparecchiature meno “esigenti” come ciclomotori, biciclette, monopattini, taglia erba, ecc. O come accumulatori statici per sistemi di continuità assoluta o di ricarica rapida. A fine vita le batterie non saranno smaltite ma recuperate. Nelle batterie non avviene nessuna combustione, quindi nessuna trasformazione chimica ed i materiali rimangono con la stessa composizione chimica originale.

Oggi si utilizza un sistema americano (energivoro) che frantuma le batterie in acqua e poi tramite combustione recupera solo una parte dei metalli presenti. Con un enorme spreco energetico per la combustione ed economico per lo spreco di materiale recuperato. Gran parte del materiale dell’anodo va perso nella combustione infatti.

La soluzione sarà lo smontaggio meccanico della batterie (con particolare attenzione ad evitare incidenti per corto circuito delle batterie). Ed il recupero dei materiali con trattamento chimico, molto meno energivoro e conveniente. Il materiale recuperato avrà infatti un costo inferiore di quello estratto da miniera.

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