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Auto elettrica ? Benvenga, ma prima ragioniamo.

Quando si dice auto del futuro subito si pensa all'automobile elettrica come la soluzione migliore, economica e meno inquinante possibile, in parte può essere vero ma sarebbe bene ricordare alcuni aspetti importanti che il più delle volte sono volutamente tralasciati.

In quasi tutte le pubblicità o recensioni si ripete più o meno sempre lo stesso slogan :
Prestazioni ottime o simili alle auto comuni, non inquina, silenziosa, economica e si ricarica in poche ore semplicemente attaccando una spina alla presa di casa tua.
Vista così sembra l'unica soluzione possibile per il futuro, da tecnici però siamo abituati a ragionare rispettando la logica e le leggi fisiche, in queste note cerchiamo di bilanciare un pò la situazione chiarendo alcuni aspetti con il minor uso possibile di termini tecnici.
Premesso che qui nessuno é contrario all'auto elettrica.

Quanto consuma un'auto elettrica ?
Molti direbbero "pochissimo" sbagliando, l'auto elettrica consuma oggi (se ben fatta) meno di un'auto con motore a scoppio perché ha un rendimento complessivo più elevato.
Per rendimento di un'auto intendiamo quanta energia consuma per percorrere una distanza ad una velocità media, si sa che il motore di un'auto normale ha un rendimento poco superiore al 40%, in più ci sono gli attriti, rotolamento pneumatici causato dal peso, resistenza dell'aria ecc...
Mettendo alla pari gli attriti rimane il motore, un buon motore elettrico di ultima generazione può avere rendimenti vicini al 90% ma é gestito da un azionamento elettronico che anch'esso può avere un rendimento del 90%, in pratica il rendimento risultante é intorno al 80% (0,9 * 0,9), il doppio del motore a scoppio, in più può recuperare energia in fase di decelerazione, si tratta però di quantità modeste.

Per essere sinceri, l'auto elettrica, a parità di potenza e accessori montati, pesa di più di un'auto normale, poi ci sono altri fattori da aggiungere sul rendimento, il caricabatterie ha un rendimento anch'esso vicino al 90%, l'accumulatore rende una parte dell'energia fornita in fase di carica, diciamo il 95%, poi l'energia elettrica và trasformata e distribuita, il rendimento in questa fase può essere l'80-90%.
In pratica, per ottenere 1 kW reale é necessario produrre diciamo 1,6 kW, con un rendimento complessivo del 62% (siamo stati buoni).

Semplici regole da ricordare :

  • Il trasporto dell'energia dalla centrale elettrica all'utente consuma energia, ci sono in serie stazioni di trasformazione, rotazioni di fase da correggere, perdite dagli isolatori e riscaldamento dei cavi dovuto alla loro resistenza, come se non bastasse le perdite aumentano con il carico delle linee.
  • Il caricabatteria consuma più energia di quanta ne arriva ai morsetti della batteria stessa.
  • La batteria di accumulo non immagazzina il 100% dell'energia che riceve in fase di carica.
  • La batteria non cede il 100% dell'energia accumulata, la percentuale varia in base al tipo di batteria e si riduce con l'aumento della corrente richiesta, con l'aumento della temperatura dell'accumulatore stesso, con l'aumentare delle ore dall'ultima carica effettuata e con l'aumentare del numero di cicli carica-scarica. Da segnalare anche il fatto che gli accumulatori tendono a ridurre la loro efficienza quando sono sottoposti a carche rapide o a punte di corrente elevate in fasi di scarica, con effetti anche non reversibili nel tempo (degrado progressivo).
  • Il gruppo azionamento-motore non trasforma il 100% dell'energia elettrica ceduta dalla batteria in energia cinetica.

Arrivo a casa e attacco la spina.
Pensandoci bene, sempre da tecnici, vengono alcuni dubbi.
Supponendo di possedere un'auto elettrica di modesta potenza, 25 kW (circa 30 cv), nella giornata ho percorso 150 km in circa 3 ore sfruttando (in media) il 50% della potenza del motore, risultato ho consumato circa 37 kW.
La maggior parte delle abitazioni private hanno stipulato un contratto da 3 kW massimi con il fornitore di energia elettrica e non li può superare se non per brevissimi periodi, io però devo caricare la batteria e mi servono in totale almeno 40 kW (37 / 0.9), se non sto usando energia elettrica per altri scopi sono necessarie almeno 14 ore (40 / 3) mantenendo il carico sul mio contatore al 100%.
Tutti però usiamo già molta energia elettrica, boiler, lavatrici e lavastoviglie, da buoni risparmiatori li accendiamo nelle fasce orarie più convenienti, quando la carico l'automobile ?, se il caricabatteria avesse un sensore sul contatore potrebbe modulare la corrente di carica su valori possibili in modo da evitare l'intervento del contatore stesso, ma ciò non sembra compreso nelle auto di oggi e comunque allungherebbe il tempo di carica.
Per evitare di andare al lavoro a giorni alterni é possibile stipulare un contratto da 6-8 kW dimenticando a priori qualsiasi tariffa scontata anzi, con aggravio dei costi.

Io faccio la ricarica con energia rinnovabile.
Complimenti, questo é veramente una miglioria importante, le perdite sono minime e le linee di distribuzione non sono interessate, in pratica é il miglior sistema possibile.
Attenzione però, per ottenere 6-8 kWh continui dai pannelli solari servono superfici e investimenti importanti, solo chi ha un'abitazione adeguata può farlo, tutti gli altri dovranno attaccare la spina alla rete elettrica.
Se l'impianto funziona ad energia solare, dovrà usare la sua auto di notte e caricarla di giorno, oppure la usa a giorni alterni.

Allarme ! Tutti i possessori di auto elettriche attaccano la spina di ricarica alla stessa ora.
Immaginiamoci cosa succederebbe se un giorno avvenisse una cosa del genere, eppure andrebbe proprio così, molti utenti inizierebbero la ricarica dalle ore 18 alle 21 di ogni giorno, orari in cui le linee sono già in sovraccarico, nessuna rete di distribuzione e centrale esistente o futura sarebbe in grado sopperire a punte del genere, allora la cosa andrà rivista e finemente regolamentata con costi finali per l'utente ben più elevati.

Costo di mantenimento.
Il costo di acquisto e mantenimento di un'auto elettrica é molto elevato, tanto elevato che ne ha ridotto la diffusione fino ad ora, trovarsi con l'accumulatore da sostituire sono dolori, oggi costa quanto una normale automobile ed essendo molto inquinante e pericoloso richiede procedure particolari, ma qui siamo sicuri che le case produttrici hanno già le soluzioni.

Va bene, però io non inquino l'aria.
Niente di più errato, si tratta del solito slogan, l'auto elettrica inquina eccome, la differenza sostanziale sta solo nel fatto di avere il tubo di scappamento condiviso con le altre alla centrale di produzione dell'energia elettrica.
Sicuramente per quanto riguarda l'emissione di polveri sottili é avvantaggiata ma se andiamo a vedere il CO2 le differenze reali sono assai scarse.

Ok ma sarebbe anche ora che producessimo energia pulita.
Verissimo, speriamo tutti che ciò avvenga e al più presto, ricordiamoci però che la quantità di energia richiesta in caso di diffusione di auto puramente elettriche sarebbe elevatissima, praticamente impossibile da coprire con le sole energie alternative.
Oltretutto và ricordato che l'energia pulita non é disponibile sempre ma in determinati periodi e orari, per sfruttarla correttamente sarà necessario adottare un complesso sistema di prenotazioni per fare la ricarica quando la tua richiesta é fattibile, da scordarsi il fatto di attaccare la spina e via.

Produzione e distribuzione degli idrocarburi.
Allargando il ragionamento anche sull'inquinamento generato dalla produzione e il trasporto degli idrocarburi a prima vista sembra sia molto a favore dell'auto elettrica, andranno però considerati nuovi fattori come il maggiore inquinamento elettromagnetico e l'inquinamento generato dalla costruzione delle nuove centrali di produzione dell'energia elettrica (di qualsiasi tipo) e delle linee di distribuzione.
Non é questa la sede per approfondire questi argomenti, ci aspettiamo che lo facciano sempre di più gli scienziati esperti, a nostro avviso l'auto elettrica per certi usi sarà insostituibile, guai però se la cosa si allargasse a dismisura, otterremmo l'effetto contrario.

E allora ?
Ben lungi da ritenerci unici portatori di certezze, però insieme allo sviluppo delle auto elettriche che in verità spostano i problemi dall'auto stessa alla centrale di produzione dell'energia, confidiamo nel fatto che continuino ad essere prese in considerazione anche altre vie alternative, motori a cilindrata variabile, carburanti alternativi, recupero dell'energia termica dissipata dal motore a scoppio, sfruttamento del calore latente di evaporazione dei gas di scarico ecc... queste sono innovazioni che fanno meno notizia ma richiedono più ricerca.
Non é che le case automobilistiche non lo sanno, ci mancherebbe, le loro ricerche da molti anni vanno a tutto campo, ma se l'utente si convince che solo l'auto elettrica risolve i problemi saranno obbligati a produrre quella, congelando le altre soluzioni.
Ben vengano quindi anche le innovazioni che oggi sono meno pubblicizzate ma tendono a migliorare il rendimento delle automobili con motori tradizionali, auto ibride, gas vari, idrogeno, celle a combustibile ecc...
Per fare un esempio il MultiAir adottato da Fiat é un passo in avanti verso motori che si adattano dinamicamente alle condizioni di lavoro riducendo consumi ed emissioni inquinanti, dimostrando che é possibile migliorare ancora il vecchio motore a scoppio.
Un considerevole abbattimento dell'energia consumata e dell'inquinamento lo possiamo già fare da subito noi stessi, utilizzando per gli spostamenti auto che hanno la massa e la cilindrata adeguata al lavoro che devono svolgere.

Infine le cose ovvie.
Se per gli spostamenti di tutti i giorni riuscissimo ad accontentarci di auto dal peso contenuto, potenza limitata a quanto serve, accelerazioni adeguate all'uso, struttura piccola e leggera come la maggior parte delle auto elettriche, pochi accessori che pesano e sono affamati di energia, avremo come risultato autovetture che consumano ed inquinano poco.
Chi di noi é disposto a spendere di più per una piccola auto che invece di essere stata progettata per rincorrere sempre di più l'aumento delle prestazioni o il numero di accessori offerti sia frutto di ricerche per ridurre consumi ed emissioni ?
I responsabili dell'inquinamento e del consumo energetico siamo noi utenti, con le nostre scelte (pilotate e spontanee) determiniamo la direzione verso la quale le case produttrici devono orientarsi per sopravvivere.
Fino a quando noi continueremo ad usare l'automobile come immagine, loro produrranno autovetture con potenze e velocità massime tali da non poter nemmeno pensare di provarle anche solo una volta, non parliamo poi di accessori, molti sono usati di rado o per curiosità e poi dimenticati, ma li portiamo a spasso per sempre, anche se guasti.

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