La batteria che fornisce l’energia al motore elettrico è un accumulatore, non un generatore di energia, la quale deve necessariamente essere prelevata dalla rete elettrica. Viceversa i motori tradizionali a benzina e diesel generano al loro interno l’energia per la movimentazione del veicolo. E quindi chi dice che le auto elettriche hanno emissioni zero è un bugiardo perché non considera (volutamente) il fatto che la maggior parte delle centrali elettriche sono termoelettriche a combustibili fossili: metano, carbone, gasolio. Difatti secondo un rapporto della International Energy Agency (IEA), nel 2018 la quota di energia elettrica da fonti fossili nel mondo era del 79,4% sul totale, (quella da energie rinnovabili, eolico e fotovoltaico, costituiscono un misero 2,6%).
Consideriamo ora l’incidenza dei veicoli di trasporto sull’emissione globale di CO2. La US Enviromental Protection Agency (EPA) riporta la seguente ripartizione di emissione di gas ad effetto serra nel mondo, riferita al 2014 (fonte IPPC):
Produzione di elettricità e calore: 25%
Agricoltura e foreste 24%
Industria 21%
Trasporti 14%
Costruzioni 6%
Altri settori minori 10%
Quindi i trasporti totali, compresi navi ed aerei, costituiscono il 14% sull’emissione totale di greenhouse gas. Fra questi, la quota ascrivibile alle auto per passeggeri è intorno al 60%, che vuol dire al massimo il 10% del totale delle emissioni.
Ci si chiede allora, cosa cambia, a livello di emissioni globali di CO2, se una parte, anche sostanziale, di quel 10% causato dalle auto termiche viene sostituito dal veicolo elettrico, quando le centrali elettriche sono quasi all’ 80% alimentate con combustibili fossili? Anche se considerassimo la migliore efficienza delle turbine a gas a ciclo combinato rispetto ai cicli termici tradizionali delle centrali elettriche e dei motori termici, questa sarebbe comunque ampiamente compensata dalle perdite di energia nelle batterie, come vedremo nel seguito.
In conclusione, la riduzione delle emissioni di CO2 globale apportata dai veicoli elettrici sarebbe irrilevante (ammesso che ci sia e che invece il successo dell’auto elettrica non comporti un aumento delle emissioni di CO2. Avremo modo di rifletterci quando parleremo dell’oro nero cinese: il carbone)
L’irresponsabile azzardo dei costruttori auto tedeschi: sfidare il Dragone
I manager delle case automobilistiche tedesche, come tutti quelli delle multinazionali occidentali, guardano all’oggi e non al domani e ragionano su logiche globaliste e non di interesse nazionale (consideriamo che il maggior azionista del colosso germanico Daimler AG è la cinese Geely, con il 9,69%). Ne consegue che il dominio asiatico nella produzione di batterie non li preoccupa affatto. Già adesso le auto elettriche tedesche montano batterie asiatiche: sia BMW sia la e-Golf montano Samsung sud coreane. Perfino la famosa Tesla è equipaggiata con un’asiatica: la Panasonic giapponese (anche se formalmente il produttore è una joint venture fra queste due).
Inoltre devono considerare che i mercati più ricchi si stanno spostando in Asia e quello cinese, con 1,4 miliardi di abitanti, è ovviamente il più ricco. Il Dragone (primo produttore di carbone al mondo e primo importatore di petrolio al mondo) sta spingendo fortemente verso l’auto elettrica per alimentare lee sue centrali a carbone e ridurre l’importazione di petrolio. E poiché i costruttori tedeschi hanno forti relazioni commerciali con la Cina proprio nell’automotive, è inevitabile che siano molto interessate a questo veicolo.
Una cosa è il confronto tecnologico fra le due tipologie di veicoli e se il rapporto qualità / prezzo delle elettriche è migliore delle termiche, è giusto che il mercato premi le prime, ma la penalizzazione immotivata del diesel con tasse e limitazioni alla circolazione è autolesionismo, perché ciò comporterebbe la perdita di posti di lavoro e la chiusura di stabilimenti dell’industria meccanica, senza ottenere un’analoga compensazione nell’altro settore. Anzi, visto che il primato tecnologico nell’automotive passa dai tedeschi (diesel) agli asiatici (batteria), c’è l’insidiosissimo rischio che BMW, Audi, Mercedes cessino di essere degli status symbol a livello mondiale, in favore della concorrenza asiatica. In tal caso crollerebbero le esportazioni di BMW, Audi e Mercedes, il punto di forza dell’economia tedesca, con il rischio di far crollare tutta l’economia tedesca e di riflesso, italiana.
Perché il diesel è l’ultimo baluardo dell’industria europea
L’avevo già scritto in altri articolo ed è bene ripeterlo. Il diesel così come lo conosciamo oggi, è nato al Centro Ricerche Fiat di Orbassano. E’ il sistema di alimentazione common rail, che ha permesso di sfruttarne al meglio le potenzialità (coppia più alta e consumi inferiori di oltre il 25% rispetto al benzina, a parità di potenza erogata). Il brevetto è stato poi ignobilmente ceduto ai costruttori tedeschi (tramite la Bosch), che hanno portato il diesel all’eccellenza che conosciamo.
I cinesi non sono riusciti ad infrangere il dominio tedesco in questo settore, in quanto l’eccellenza del motore termico è legata essenzialmente alla qualità ed al rigore nella lavorazione meccanica dei componenti, per le quali gli anni di esperienza in officina sono fondamentali. I componenti del diesel sono circa 200, ed ognuno di essi ha delle particolari esigenze costruttive. Di ricerca scientifica c’è né poca, è tutta cura nel dettaglio e precisione nella lavorazione meccanica. Tutte cose nelle quali gli europei e soprattutto gli italiani, sono estrosi maestri da oltre un secolo.
L’auto elettrica
Con l’auto elettrica è tutta un’altra musica. Il motore è molto semplice, essendo fondamentalmente costituito da uno statore ed un rotore. Qualunque sciur Brambilla potrebbe costruirlo. Il cuore tecnologico è la batteria, che è anche la parte più complessa è costosa. L’incidenza sul costo totale del veicolo della batteria, si aggira oggi intorno al 45-50%
Le prestazioni di questi veicoli dipendono dall’efficienza della batteria. Un’alta densità di corrente permette di ridurne il peso ed un’alta autonomia permette di aumentare i km fra una ricarica e l’altra. Costo, autonomia e tempo di ricarica sono i punti deboli di queste auto.
Lo sviluppo delle batterie agli ioni Litio richiede l’investimento di ingenti somme nelle attività di ricerca scientifiche. Viene coinvolta la scienza dei materiali, la chimica superiore e l’elettrochimica. Tanto per rendere l’idea della complessità di una batteria agli ioni litio, diamo un elenco sommario del tipo di elettrodi e delle soluzioni elettrolitiche utilizzati in queste batterie.
Elettrodo positivo: i principali sono leghe metalliche come Lithium Cobalt Oxide (LiCoO2), che equipaggia Tesla Roadster e Smart two; Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC) utilizzata da importanti compagnie come Nissan Leaf, Chevy Volt e BMW i3; Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oxide (NCA), montato sui Tesla Model 3 ed S
Elettrodo negativo: grafite, lithium titanate, leghe litio con vari metalli e metalloidi, leghe litio silicio
Soluzioni elettrolitiche: soluzioni organiche ( come LiPF6, LiBF4 or LiClO4 disciolti in Ethyl carbonate, propylene carbonate e dimethyl carbonate), polimeri (come poliossietilene), materiali ceramici (Lithium Super Ion conductor).
In definitiva, in questa tecnologia, al contrario del diesel, c’è molta scienza e poco ingegno. E’ una tecnologia in continua evoluzione, che nel settore auto ha cominciato a svilupparsi una trentina di anni fa presso i giapponesi (l’elettrodo al litio cobalto fu inizialmente concepito e sviluppato dalla Sony). Oggi i giapponesi sono i protagonisti assieme agli emergenti cinesi. Sappiamo come andrà a finire, c’è lo insegna come sono andate le cose con gli smartphone: prima i cinesi assemblavano i telefoni per conto di Apple e Samusung, poi si sono messi in proprio, ed Huawei se li sta inghiottendo tutti. Un vero Dragone.
Il pericolo per l’industria meccanica
Assemblare un’auto elettrica è molto più semplice che un’auto termica. Oltre alla già citata complessità del motore termico, teniamo presente che manca totalmente l’impianto di lubrificazione del motore, che anch’essi richiede un numero notevole di componenti specialistici. Quindi la tecnica di produzione sarà molto simile all’assemblaggio di un televisore o di un qualunque altro elettrodomestico: semplice, senza la necessità di operai specializzati con una particolare perizia, e con la possibilità di automatizzarne all’estremo la produzione.
Questo significa che la Cina sarà protagonista assoluta anche nell’assemblaggio, in quanto questo tipo di produzioni basate sulla ripetitività piuttosto che sulla perizia sono idonee per Paesi laboriosi e ad alta produttività, dove è possibile installare mega stabilimenti con decine di migliaia di dipendenti.
Confronto fra le emissioni di un’auto termica ed una elettrica
L’EPA, la US Enviromental Protection Agency ci informa che i veicoli elettrici convertono circa il il 59%-62% dell’energia elettrica prelevata dalla rete in lavoro utile per far muovere l’auto. Viceversa i motori convenzionali a benzina convertono all’incirca il 17-21 % dell’energia termica contenuta nel combustibile. L’EPA non ce l’ha detto, ma aggiungiamo noi che i motori diesel, più efficienti di quelli a scintilla, convertono all’incirca il 25% dell’energia termica contenuta nel gasolio.
Attualmente l’efficienza media di una centrale elettrica termica varia mediamente fra il 40% delle centrali a olio-carbone fino al 60% delle centrali a ciclo combinato ed il valore medio di tutte le centrali attualmente presenti nel non mondo supera il 45%, questo vuol dire il 45% dell’energia contenuta nel combustibile viene effettivamente trasformato in elettricità. Valutando le le perdite di energia (legge di Ohm) nella rete dalla centrale alla presa della palina per la ricarica intorno al 5%, abbiamo che la frazione di energia termica disponibile per movimentare l’auto elettrica è:
60% x 45% x 95% = 26%
Quindi risulta che, nelle ipotesi fatte, l’auto elettrica utilizza all’incirca il 26% del combustibile per produrre energia, un 30% in più dei motori a benzina e all’incirca lo stesso per il motore diesel. In altri termini: l’emissione di CO2 delle auto elettriche è comparabile con quella dei motori diesel quando si considera che l’energia elettrica sia prelevata da una centrale termica.
La comparazione è legittima, in quanto il potere calorifico del mix delle centrali termiche (metano, virgin naphta e carbone) è allineato col potere calorifico di gasolio e benzina.
In conclusione: la maggior efficienza delle centrali con cicli combinati a metano, che sono comunque una frazione di tutte le centrali elettriche (meno del 30%), viene ampiamente compensata dalle perdite di energia nella batteria
