L'Energia Grigia nella Costruzione di Autoveicoli Ibridi e Tradizionali: Un Confronto Approfondito

L'industria automobilistica è nel pieno di una trasformazione epocale, guidata dalla crescente consapevolezza ambientale e dalle stringenti normative sulle emissioni. La scelta tra un veicolo tradizionale a combustione interna, un'auto ibrida o un'elettrica pura è diventata complessa, influenzando non solo il budget familiare ma anche lo stile di vita e le abitudini quotidiane. Per comprendere appieno l'impatto di queste tecnologie, è fondamentale analizzare non solo le emissioni dirette durante l'uso, ma anche l'energia grigia, ovvero l'energia incorporata nella produzione, manutenzione e dismissione del veicolo, inclusa la batteria.

Le Tipologie di Veicoli e le Loro Caratteristiche

Prima di addentrarci nell'analisi dell'energia grigia, è essenziale definire le diverse categorie di veicoli e le loro peculiarità tecniche.

Veicoli Tradizionali a Combustione Interna

I veicoli tradizionali sono alimentati esclusivamente da motori a combustione interna che trasformano l'energia chimica di benzina o diesel in energia meccanica. Questo processo genera calore, disperdendo gran parte dell'energia. L'efficienza di queste auto si aggira tra il 20% e il 30%, il che significa che più di due terzi dell'energia utilizzata viene dispersa come calore residuo. Sono responsabili di emissioni dirette di CO2, ossidi di azoto (NOx) e polveri sottili (PM), contribuendo in modo significativo all'inquinamento atmosferico locale e ai gas serra.

Auto Ibride: Diverse Gradazioni di Elettrificazione

Un'auto ibrida è una vettura a doppia propulsione, con un powertrain che affianca al motore termico uno o più motori elettrici per ridurre consumi ed emissioni, aiutandolo nelle prestazioni. L'ecosistema ibrido si basa sulla coesistenza di due mondi, combinando una fonte di energia termica e una elettrica. Esistono diverse gradazioni di elettrificazione:

• Mild Hybrid (MHEV): Le ibride leggere, in cui il tradizionale motore a combustione è coadiuvato da una o più batterie, riducendo i consumi. Il motore elettrico fornisce un supporto minore e non può muovere l'auto autonomamente per lunghe distanze.
• Full Hybrid (FHEV): Queste auto hanno motori elettrici più potenti e integrati con il resto della meccanica, permettendo di viaggiare per diversi tratti in modalità del tutto elettrica. La batteria, di dimensioni ridotte, si ricarica da sola grazie al funzionamento del motore a combustione e sfruttando l'energia generata in frenata (frenata rigenerativa).
• Plug-in Hybrid (PHEV): Sono le ibride più complete, dotate di un motore termico abbinato a una o più unità elettriche e a una batteria ricaricabile. La batteria delle auto ibride plug-in è più piccola di quella dei classici veicoli BEV, ma più grande di quella delle altre ibride tradizionali. Può essere ricaricata alle infrastrutture private o pubbliche, garantendo un sensibile risparmio di carburante e un'autonomia in modalità 100% elettrica che varia solitamente tra i 40 e gli 80 chilometri, e in alcuni casi fino a 50-60 km. Una volta esaurita la carica della batteria, entra in gioco la grande differenza rispetto alle totalmente elettriche: la Plug-in accende il suo motore a combustione interna e continua il viaggio comportandosi come una normale auto ibrida, eliminando totalmente il rischio di rimanere a piedi.

Veicoli Elettrici a Batteria (BEV)

I veicoli elettrici a batteria, tecnicamente definiti BEV, rappresentano la mobilità a zero emissioni locali nella sua forma più pura e radicale. Queste automobili sono completamente sprovviste di un motore a combustione interna. Il loro sistema di propulsione è costituito unicamente da uno o più motori elettrici, solitamente disposti sugli assi delle ruote, alimentati da un grande pacco batterie, generalmente agli ioni di litio. Questo pacco batterie è installato nel pianale dell’auto, una scelta progettuale che abbassa notevolmente il baricentro del veicolo, migliorandone la tenuta di strada e la sicurezza. L'energia necessaria al movimento viene prelevata esclusivamente dalla rete elettrica esterna e immagazzinata negli accumulatori. L’alimentazione 100% elettrica di un veicolo è l’unica tecnologia che, durante la guida, può dirsi a zero emissioni, considerando la totale eliminazione delle emissioni di ossidi di azoto (NOx) e polveri sottili (Pm).

Vantaggi e Svantaggi Operativi

Le differenze tra queste tecnologie si riflettono in vari aspetti dell'esperienza di guida e dei costi di gestione.

Vantaggi dell'Auto Elettrica

• Zero emissioni locali: Durante la guida, le auto elettriche non producono emissioni di scarico, contribuendo a migliorare la qualità dell'aria nelle città.
• Efficienza energetica: Il loro rendimento supera il 90%, un divario enorme rispetto ai motori a combustione. Questo si traduce in consumi energetici fino a 4 volte più bassi rispetto a un'auto a combustione interna di pari potenza e dimensioni e fino al doppio rispetto a un'auto ibrida plug-in.
• Costi di "rifornimento" ridotti: L'elettricità necessaria costa meno della benzina e del diesel, soprattutto se la ricarica avviene a casa o con tariffe flat. Il costo risulta particolarmente conveniente se l’elettricità viene autoprodotta tramite un proprio impianto fotovoltaico. Un'auto elettrica ha un costo per chilometro di circa 0,04 centesimi di euro, contro gli 0,08 di un'auto tradizionale.
• Manutenzione ridotta: I motori elettrici necessitano di una manutenzione molto più semplice e ridotta rispetto ai motori termici, non richiedendo cambio dell'olio, filtri carburante, cinghie di distribuzione, frizioni complesse o sistemi di scarico. Anche l'usura dei freni è ridotta al minimo grazie alla frenata rigenerativa.
• Agevolazioni fiscali e di circolazione: In molte regioni, le auto elettriche godono dell’esenzione dal bollo auto per almeno 5 anni e pagano con calcolo agevolato successivamente. Molti comuni prevedono inoltre la sosta gratuita nelle strisce blu e l’accesso nelle ZTL senza il consueto pass, in genere se l'automobilista è residente nel territorio comunale e previa registrazione della targa.
• Esperienza di guida superiore: Accelerano in modo quasi silenzioso, offrono un'erogazione di potenza uniforme e reagiscono immediatamente al pedale dell'acceleratore. Hanno un basso centro di gravità che migliora la stabilità e la sicurezza. Le auto elettriche sono più rapide rispetto alle auto con motori a combustione in termini di tempo necessario per spostarsi da un luogo all'altro, grazie alla coppia generata dalla batteria e al motore che azionano le ruote più velocemente per un'accelerazione più rapida.
• Indipendenza energetica: Possono essere alimentate con energia elettrica proveniente direttamente da fonti rinnovabili locali, riducendo la dipendenza dall'importazione di combustibili fossili.

Svantaggi dell'Auto Elettrica (e considerazioni)

• Costo di acquisto iniziale: Il prezzo di acquisto delle auto elettriche è spesso più elevato rispetto ai veicoli tradizionali, sebbene gli incentivi governativi e i benefici a lungo termine sul TCO (Total Cost of Ownership) possano compensare.
• Autonomia e tempi di ricarica: L'autonomia media varia dai 200 ai 400 km con una ricarica (per pacchi batteria da 30 a 50 kWh), con modelli più performanti che arrivano fino a 600-700 km. I fattori che influiscono sull’autonomia sono molteplici, come lo stile di guida e l’uso del climatizzatore. La ricarica completa può richiedere diverse ore (ad esempio, 8 ore per una batteria da 30 kWh a 3,7 kW della rete domestica), anche se le stazioni di ricarica veloci (fast o ultrafast) riducono i tempi a 20-40 minuti per ricariche significative.
• Infrastrutture di ricarica: Sebbene la rete pubblica sia in espansione, la sua copertura capillare e l'adeguata disponibilità di punti di ricarica veloci o ad alta potenza sono ancora da migliorare, specialmente nel Sud Italia e sulle autostrade.
• Perdita di efficienza con il freddo: L'autonomia delle auto elettriche può ridursi in inverno a causa delle basse temperature, anche se le batterie stanno diventando sempre più performanti.

Vantaggi dell'Auto Ibrida

• Riduzione di consumi ed emissioni: Lavorando in sinergia, i due propulsori (termico ed elettrico) riducono le emissioni e abbattono i consumi di carburante rispetto ai veicoli tradizionali. Le auto ibride, in parte, generano emissioni, ma non tante quante le auto con motore a combustione interna.
• Nessuna "ansia da autonomia": Le ibride tradizionali e plug-in, una volta esaurita la carica elettrica, possono continuare a viaggiare con il motore termico, eliminando il timore di rimanere a piedi.
• Flessibilità di rifornimento: I veicoli ibridi utilizzano la normale rete di distribuzione di carburante (benzina o diesel), e le plug-in possono essere ricaricate anche tramite la rete elettrica.
• Agevolazioni fiscali: Per l'acquisto di un'auto ibrida, varie regioni prevedono un'esenzione pluriennale (spesso 3 o 5 anni) o un pagamento agevolato del bollo auto (es. 50% per 3 anni in Lombardia).

Svantaggi dell'Auto Ibrida

• Emissioni residue: A differenza delle elettriche pure, le ibride, soprattutto quelle non plug-in, emettono comunque gas serra e inquinanti quando il motore termico è in funzione.
• Manutenzione più complessa: Avendo due distinti powertrain (termico ed elettrico), la manutenzione può essere più complessa e costosa rispetto a un'elettrica pura.
• Costi di rifornimento variabili: Sono legati al prezzo di benzina o diesel e, nel caso delle ibride plug-in, anche a quello dell’energia elettrica.
• Minori agevolazioni di circolazione: Non sempre sono previste ulteriori agevolazioni come la sosta gratuita sulle strisce blu o l'accesso alle ZTL, che sono garantite solo da alcuni comuni.
• Autonomia elettrica limitata per le plug-in: Sebbene permettano di percorrere un rilevante chilometraggio in modalità 100% green, l’autonomia elettrica garantita dalla batteria si ferma ai 50-60 Km, nettamente inferiore rispetto a quella delle BEV.

L'Energia Grigia e l'Approccio "Well-to-Wheel" e "Life Cycle Assessment"

Quando si valuta l'impatto ambientale di un veicolo, non si possono considerare solo le emissioni dirette allo scarico. È fondamentale adottare un approccio più olistico che tenga conto dell'intero ciclo di vita del veicolo, dalla produzione alla dismissione. Questo include l'energia grigia.

Approccio Well-to-Wheel (Dal Pozzo alla Ruota)

Per una corretta valutazione degli effetti delle auto elettriche sulla riduzione delle emissioni clima-alteranti, bisogna considerare anche le emissioni che avvengono prima dell'utilizzo del veicolo, come quelle che derivano dalla produzione del diesel, della benzina o dell'elettricità. Questo approccio, chiamato "well-to-wheel" (dal pozzo alla ruota), analizza tutte le fasi, dalla fonte primaria di energia (il "pozzo") fino al suo utilizzo finale per muovere il veicolo (la "ruota").

I risultati della letteratura scientifica sono abbastanza uniformi nel confermare che i veicoli elettrici, in ragione anche di una maggiore efficienza, emettono meno CO2eq dei corrispondenti veicoli a combustione interna. Questo è tanto più vero quanto più alta è la penetrazione delle fonti rinnovabili e quanto minore è la presenza di carbone nel mix energetico utilizzato per ricaricare la batteria. Nel caso Italiano, con circa il 37% da rinnovabili e una forte penetrazione del Gas Naturale nella produzione elettrica, i veicoli elettrici risultano generare meno emissioni di CO2eq. Inoltre, le emissioni del mix energetico italiano tenderanno a diminuire nel tempo grazie alla maggiore penetrazione delle rinnovabili e dalla chiusura degli impianti a carbone.

Approccio Life Cycle Assessment (LCA)

L'approccio "Life Cycle Assessment" (LCA), standardizzato dalla norma ISO 14040, va oltre il "well-to-wheel" e considera gli effetti legati alla produzione e alla dismissione di veicoli e batterie. Questo include le emissioni che avvengono per la produzione dei veicoli, per la loro manutenzione, per la dismissione e, nel caso delle auto elettriche, per la produzione e dismissione delle batterie.

A causa del maggior numero di parametri da tenere in considerazione, i risultati presentano una maggiore variabilità. Tuttavia, la maggior parte della letteratura scientifica dimostra che l'auto elettrica, considerando l'intero ciclo di vita, emette meno CO2eq di auto a combustione interna simili per prestazioni e dimensioni. Il vantaggio dei veicoli elettrici in termini di ridotte emissioni di CO2eq nell’intero ciclo di vita è variabile. Nel caso in cui l’energia elettrica venisse prodotta solo da fotovoltaico la riduzione supererebbe il 90%; solo nell’ipotesi, del tutto inverosimile, in cui venisse prodotta esclusivamente da carbone, il veicolo elettrico potrebbe emettere più gas climalteranti dei veicoli a combustione interna.

Parametri che Influenzano il Confronto delle Emissioni

Diversi parametri influenzano il confronto delle emissioni clima-alteranti di veicoli elettrici e a combustione interna nel ciclo di vita. È cruciale considerarli per evitare conclusioni fuorvianti, spesso presenti nella "letteratura grigia" che tende a enfatizzare studi non scientifici.

1. Mix Energetico Usato per Ricaricare la Batteria

Questo è il fattore che maggiormente influenza le prestazioni ambientali dei veicoli elettrici. Anche nel caso di mix elettrici caratterizzati da una scarsa penetrazione di rinnovabili, i veicoli elettrici risultano emettere meno anidride carbonica equivalente dei corrispondenti veicoli a combustione interna. Uno studio del 2018 ha dimostrato che persino nel caso polacco, dove oltre il 70% dell'energia proviene da carbone e lignite, l'auto elettrica emette meno delle auto a combustione interna. In Italia, con circa il 37% da rinnovabili e una forte penetrazione del gas naturale nella produzione elettrica, i veicoli elettrici generano meno emissioni di CO2eq. Inoltre, il mix energetico italiano è destinato a migliorare con l'aumento delle rinnovabili e la chiusura degli impianti a carbone.

Alcuni articoli non scientifici che riportano presunte minori emissioni di CO2 delle auto diesel rispetto alle elettriche si riferiscono spesso alla realtà tedesca, il cui mix elettrico, sebbene con una buona penetrazione di rinnovabili, vede una netta prevalenza dell'uso di carbone e lignite per la restante parte. A questo si aggiunge il fatto che spesso tali articoli confrontano auto dalle prestazioni molto diverse e si basano su ipotesi non corrette per quanto riguarda consumi, emissioni e vita dei veicoli.

2. Confrontabilità dei Veicoli

Nell'effettuare LCA comparativi, risulta cruciale individuare alternative di prodotti che offrano lo stesso servizio. Molti studi confrontano generiche auto elettriche e diesel/benzina senza curarsi che queste abbiano prestazioni o potenza simili, portando a risultati non rappresentativi.

3. Stima dei Consumi

La maggior parte degli studi obsoleti considera i consumi di energia stimati nei vecchi cicli di omologazione NEDC. Questi cicli sottostimano i consumi reali per una percentuale compresa tra il 30% e il 50%. I consumi delle auto elettriche, invece, risultano più simili a quelli dichiarati dalle case automobilistiche. Ad esempio, una BMW i3 in due anni di utilizzo e oltre 100.000 km ha avuto un consumo medio inferiore ai 14 kWh/100 km, valore dichiarato dal costruttore.

4. Vita dell'Auto e della Batteria

Molti studi considerano la stessa vita utile per le auto a confronto, indipendentemente dalla taglia e dalla motorizzazione. Il valore più comune è di 150.000 km, sebbene il valore raccomandabile per un'auto del segmento C (come una VW Golf) sia tra i 210.000 e i 240.000 km. Utilizzare una vita dell’auto troppo corta in un LCA comparativo significa svantaggiare implicitamente le auto elettriche, i cui impatti si concentrano nella fase di costruzione. Considerare una vita di 150.000 Km porta gli impatti di costruzione di auto elettrica e batteria da circa 45 g CO2eq/km a oltre 70 g CO2eq/km.

Inoltre, per quanto riguarda la batteria, diversi studi ipotizzano una sostituzione della batteria durante la vita dell'auto, nonostante molte case automobilistiche garantiscano che la batteria mantenga il 70-80% della capacità iniziale per una percorrenza compresa tra i 160.000 km e i 200.000 km. Dati reali su modelli Tesla X ed S per gli USA mostrano che la batteria può durare ben oltre i limiti della garanzia, con una capacità residua superiore al 90% anche dopo 250.000 km.

5. Emissioni di CO2eq Legate alla Produzione delle Batterie

La produzione delle batterie comporta ovviamente delle emissioni di CO2eq, legate principalmente ai consumi energetici per la produzione di anodo e catodo e, in seconda misura, per l’assemblaggio finale della batteria. I risultati degli studi di LCA delle batterie sono molto variabili in ragione della rapida evoluzione tecnologica e della riservatezza dei dati inerenti a un settore così competitivo. Va inoltre detto che la maggior parte degli studi analizzati suppone che le batterie siano prodotte in Cina, con il mix energetico locale. Sia Tesla che la maggior parte delle case Europee, invece, producono le batterie in proprio o attraverso società controllate, spesso con mix energetici più "puliti".

Impatto Ambientale Complessivo in Italia

Studi condotti da RSE (Ricerca Sistema Energetico) applicando l'approccio LCA con i parametri propri del contesto energetico italiano, confermano che i veicoli elettrici hanno emissioni di CO2eq sempre sostanzialmente inferiori a quelli degli omologhi veicoli a combustione interna (a parità di modello e di potenza).

Ad esempio, in cicli di guida urbani, il risparmio di CO2eq lungo il ciclo di vita varia tra il 55% e il 40% rispetto alle versioni benzina e tra il 40% e il 22% rispetto alle versioni diesel. Questo dimostra un vantaggio significativo per l'elettrico, anche considerando un mix di tecnologie marginali per la produzione di elettricità che proviene per oltre il 70% da fonti fossili.

Oltre a monetizzare l'impatto delle emissioni climalteranti, sono state considerate anche le emissioni che contribuiscono all'inquinamento urbano e che provocano danni sulla salute dei cittadini. Il risultato è che, nella situazione attuale italiana, le esternalità ambientali del veicolo elettrico nell'intero ciclo di vita sono inferiori rispetto agli omologhi a combustione interna. Le opportune analisi di sensibilità sui consumi e sulla vita media di auto e batterie non hanno portato in nessun caso ad un'alterazione dell'ordine di merito. In definitiva, il veicolo elettrico risulta sempre quello con meno “costi esterni ambientali” degli altri due in esame.

La Questione del Peso e delle Prestazioni

C'è una domanda ricorrente tra i conducenti: le auto elettriche sono più veloci delle normali? Quando si parla di auto, rapidità e velocità sono due concetti differenti. Dal punto di vista del tempo necessario per spostarsi da un luogo all’altro, le auto elettriche sono più rapide rispetto alle auto con motori a combustione. Il motivo risiede nella coppia generata dalla batteria, ma anche nel motore e nella batteria che sono in grado di azionare le ruote più velocemente per un’accelerazione più rapida. Ad esempio, la coppia massima della BYD Dolphin è di 310 Nm. In confronto, la Renault Clio, un’utilitaria a 5 posti con motore interno a combustione simile alla Dolphin, ha una coppia di 144 Nm circa. La coppia viene misurata in Newton/metri (Nm): maggiore sarà il valore, più energia sarà in grado di sprigionare il motore.

Le auto elettriche non sono veloci quanto le auto a diesel o benzina, se per "veloce" si intende il tempo necessario per raggiungere una determinata velocità massima. Anche se i veicoli elettrici non sono in grado di raggiungere velocità massime simili ad auto tradizionali con prestazioni elevate, offrono comunque un’accelerazione rapida e una guida fluida e silenziosa. L'accelerazione potente delle auto elettriche BYD, infatti, è equiparabile a quella delle auto con motore a combustione. Il BYD ATTO 3, ad esempio, raggiunge i 100 km/h in 7,3 secondi, mentre il BYD Seal li raggiunge in soli 3,8 secondi, dimostrando un’accelerazione persino migliore di altre auto sul mercato.

A causa del voluminoso blocco batteria interno, i veicoli elettrici sono più pesanti dei veicoli con motore a carburante, all'incirca il 20-30% in più. Tuttavia, al volante, questa differenza non è generalmente percepibile; anzi, il basso centro di gravità può conferire una maggiore sensazione di controllo e un'esperienza di guida più sicura e stabile.

Costi di Possesso (TCO) e Incentivi

Per valutare la convenienza all’acquisto di un’auto elettrica non ci si deve fermare al prezzo di acquisto, ma estendere le valutazioni al cosiddetto TCO (Total Cost of Ownership, costo totale del possesso) del veicolo. Questo metodo, oltre al prezzo d’acquisto, prende in considerazione i costi attualizzati associati all’utilizzo (spese di carburante o ricarica), alla manutenzione, alle imposte e al valore di rivendita come usato.

Le simulazioni TCO effettuate a livello europeo e nazionale evidenziano come l’auto elettrica sia già oggi la scelta più conveniente in termini di costi di gestione/utilizzo rispetto a un’auto tradizionale. Questa discriminante è in stretta relazione con l’assenza di un mercato dell’usato elettrico maturo (essendoci ancora troppo poche auto in circolazione), fattore che in prospettiva consentirà di limitare la svalutazione del valore del veicolo nel tempo, aumentando il ritorno dell’investimento sull’acquisto iniziale.

Il differenziale di TCO elettrico/tradizionale determinato dal gap di prezzo iniziale è più elevato per le utilitarie dei segmenti A-C che non per i veicoli premium di alta gamma. Per i costruttori, il consistente differenziale di prezzo d’acquisto delle utilitarie è dovuto alla ridotta marginalità di profitto per segmenti. Un incremento della domanda potrebbe consolidare economie di scala di produzione tali da garantire una rapida riduzione dei prezzi di vendita.

Il governo ha previsto incentivi per l'acquisto di veicoli full electric a emissioni zero. Per quanto riguarda i costi di mantenimento, per le auto elettriche bisogna valutare la capacità della batteria, l’efficienza del veicolo e il costo dell’energia elettrica in base alla modalità di ricarica. Per le auto ibride, il governo ha previsto incentivi fino a 4.000 euro per le autovetture ibride plug-in, altrimenti per i veicoli con emissioni comprese tra 61 e 135 g/Km il contributo è di 2.000 euro (tuttavia, i fondi per il 2023 sono già terminati).

L'Alto Adige, ad esempio, promuove sia l’acquisto di veicoli elettrici sia l’installazione di stazioni di ricarica domestiche (le cosiddette “wallbox”). I contributi per l’acquisto di veicoli sono subordinati alla concessione da parte del concessionario di uno sconto di importo almeno equivalente. Pertanto, l’importo totale del contributo è di 4.000 € per l’acquisto di veicoli full electric e di 2.000 € per veicoli ibridi plug-in (metà a carico della Provincia e metà a carico del concessionario). Per le stazioni di ricarica domestica, la Provincia concede un contributo dell’80% per privati e del 70% per aziende, con un contributo massimo di 1.000 € in entrambi i casi.

Il Ruolo dei Trasporti Nelle Emissioni Globali e Nazionali

A livello globale, le emissioni di CO2 dei trasporti pesano per circa un quarto del totale. Il settore è anche responsabile di ulteriori emissioni di inquinanti con effetto a scala locale. Ben il 40,3% degli ossidi di azoto totali (NOx), l’11,4% di composti organici volatili non metanici (COVNM), il 10,1% di polveri sottili (PM) e il 18,7% di monossido di carbonio (CO) sono ascrivibili ai trasporti.

Come per le emissioni, anche per i consumi di energia finale i trasporti sono il primo settore a livello nazionale: 36 milioni di tonnellate equivalenti di petrolio (tep) su 113 Mtep totali (31,7%) consumate nel 2019. L’Italia importa il 95% del petrolio e prodotti derivati che consuma, per una spesa complessiva che nel 2021 è stata di 35,8 miliardi di euro, di cui circa 25 miliardi per i soli consumi dei trasporti, in prevalenza su gomma.

Prima dell’introduzione del regolamento che definisce standard di prestazione emissiva degli autoveicoli e dei veicoli commerciali leggeri di nuova immatricolazione, le emissioni di CO2, in media, sono diminuite di 1,9 g/km all’anno dal 2000 al 2007. Con la revisione del Regolamento 631/2019 sugli standard di CO2 per auto e furgoni di nuova immatricolazione nell’ambito delle riforme previsto dal pacchetto Fit for 55, gli obiettivi per i prossimi anni riguardano una ulteriore riduzione del 15% entro il 2025 e del 55% al 2030 rispetto all’obiettivo 2021, fino a raggiungere il 100% di riduzione entro il 2035.

e-fuels e Biocarburanti: Alternative all'Elettrificazione?

Si è spesso discusso se gli e-fuels decarbonizzati prodotti da idrogeno verde o i biocarburanti possano rappresentare un'opzione alternativa efficiente rispetto all'elettrificazione per la mobilità su strada.

e-fuels Decarbonizzati

Il carattere altamente energivoro della produzione di idrogeno verde rende questi carburanti sintetici un’alternativa non valida all’elettrificazione diretta dei veicoli. Da un punto di vista chimico, i carburanti sintetici prodotti utilizzando elettricità rinnovabile (e-fuels decarbonizzati), sono a tutti gli effetti idrocarburi e la loro produzione richiede l’utilizzo di due ingredienti primari: idrogeno verde e carbonio climaticamente neutro. Il primo è prodotto per elettrolisi dell’acqua in un processo altamente energivoro (servono fino a 50 kWh di elettricità per produrre un kg di H2); il secondo può essere la CO2 catturata dai fumi di combustione di biomasse, se non, in un futuro, dall’atmosfera. Messo in un’auto a combustione interna tradizionale, un litro di syndiesel consente di percorrere meno di 20 km, mentre con la stessa quantità di elettricità finale necessaria per la sua produzione una Fiat 500 elettrica ne percorrerebbe circa 200.

Biocarburanti

Il contributo dei biocarburanti può essere solo marginale. Infatti, secondo i criteri di sostenibilità introdotti dalla Direttiva 1513/2015 (cosiddetta Direttiva ILUC, Indirect Land Use Change), per la maggior parte dei biocarburanti oggi consumati, prevalentemente biodiesel per il trasporto su gomma, il potenziale di riduzione delle emissioni di gas a effetto serra è limitato a causa degli impatti associati al cambiamento indiretto della destinazione d’uso dei territori di provenienza delle biomasse utilizzate per la loro produzione.

La Trasformazione del Mercato e le Sfide Future

La mobilità è entrata in una nuova era, quella dell’elettrico, un passaggio indispensabile per ridurre le emissioni di gas serra e l'impatto ambientale del settore dei trasporti. Nel 2022 si è registrato il record di vendite per le vetture green e si stima che quest’anno cresceranno ancora. Secondo le statistiche pubblicate nel Global Electric Vehicle Outlook dell’Agenzia Internazionale per l’Energia, nel 2021 la flotta di auto elettriche circolanti nel mondo ammontava a 16,4 milioni di vetture - più del doppio del 2019 - e le vendite raggiungevano i 6,5 milioni di nuove unità, sfiorando il 10% della quota di mercato complessiva, 3,5 volte quella registrata nel 2019. Secondo Bloomberg, il picco di vendite di auto con motori a combustione interna è già stato superato e si prevede una quota di mercato globale per le auto elettrificate superiore al 50% già entro il 2030, con il predominio di tecnologie elettriche pure a batteria (BEV).

Fissare l’obiettivo di cessare al 2035 la vendita (non l’uso) di auto con motore a combustione interna puntando su tecnologie elettriche pure non è una scelta ideologica incurante dei rischi, ma una visione industriale nell’interesse nazionale delle grandi economie manifatturiere europee, tra le quali l’Italia. In un mercato che cambia il paradigma di prodotto del futuro occorre essere proattivi e governare la transizione. Invocare la neutralità tecnologica, ad esempio lasciando aperte le porte a e-fuels e biocarburanti, come scudo a tutela di interessi costituiti, significa accumulare ritardi e procedere in modo confuso e disordinato, gettando le basi per un’ampia crisi occupazionale del settore.

È necessario iniziare a ragionare fin da subito su quali politiche mettere in campo per supportare le filiere che incontreranno le maggiori difficoltà, come nel caso della componentistica dei motori endotermici, e per massimizzare le opportunità occupazionali nelle filiere emergenti. Presidiare la transizione all’elettro-mobilità in modo sistemico è una grande opportunità e consente all’Italia di sviluppare le competenze scientifiche, tecniche e organizzative necessarie per affrontare le sfide del futuro.

Dipendenza da Mercati Asiatici e Materie Prime Critiche

Una delle più grandi sfide nell’affrontare la transizione alla mobilità elettrica riguarda la disponibilità e capacità di trasformazione di materie prime critiche necessarie allo sviluppo delle tecnologie elettriche, per l’auto e più in generale per le rinnovabili. L’Europa, così come anche gli Stati Uniti, paga oggi le scelte di politica industriale del passato, quando a partire dalla fine degli anni Ottanta del secolo scorso ha deciso di non investire nelle tecnologie di trasformazione, confidando nei paesi asiatici per le forniture.

Le criticità per il sistema industriale europeo legate ai materiali critici sono oggetto di continuo monitoraggio da parte della UE. Il Piano d’Azione per i Materiali Critici definisce il quadro di azioni per un approccio sistemico finalizzato a sviluppare catene del valore resilienti per l’industria europea, diversificando gli approvvigionamenti anche sfruttando le potenzialità minerarie nel continente e sostenendo investimenti industriali e in ricerca e sviluppo, specialmente in ottica di economia circolare. Un ruolo centrale del Piano è quello dell’Alleanza Europea per i Materiali Critici, che vede la partecipazione di centinaia di imprese del settore tech europeo, della Commissione UE, della Banca europea per gli investimenti, di Stati membri e di università, centri di studio e ricerca.

Veicoli Elettrici Come Stoccaggi e Contributo alla Rete Elettrica

Al contrario di quanto si potrebbe pensare, le auto in carica non rappresentano un problema per la rete elettrica, ma possono funzionare come stoccaggi e contribuire a rendere la rete elettrica più flessibile. In uno scenario 2030 di elevata quota di produzione di elettricità da fonti rinnovabili, con una penetrazione di 8-10 milioni di veicoli elettrici, prevalentemente auto, compatibile con le ambizioni europee di decarbonizzazione del settore, si stima una domanda aggiuntiva di elettricità compresa tra 14 e 18 TWh (circa il 5% del totale previsto dal PNIEC), che Terna considera gestibile anche grazie al contributo dei veicoli elettrici come sistemi di accumulo in un sistema integrato di reti intelligenti.

In altre parole, ogni auto elettrica o altro veicolo elettrico dotato di idonea batteria collegata alla rete tramite infrastrutture di ricarica smart integrata con il mercato dei servizi di bilanciamento, potrà ridurre o incrementare la propria domanda di elettricità in seguito a una richiesta del gestore della rete per necessità di bilanciamento (demand-response). La funzione demand-response di un veicolo elettrico collegato alla rete (Vehicle to Grid) può essere di tipo monodirezionale V1G o bidirezionale V2G. Nei sistemi monodirezionali il gestore della rete può modulare l’erogazione di elettricità ai veicoli collegati per la ricarica a seconda della necessità di bilanciamento dei carichi di domanda, senza prelevare elettricità dalla batteria. Diversamente i sistemi bidirezionali V2G possono utilizzare le batterie dei veicoli come veri e propri sistemi di back-up, ossia prelevando all’occorrenza parte dell’elettricità già immagazzinata.

Lo sviluppo e la diffusione di programmi di demand-response integrati con il mercato dei servizi di dispacciamento per l’auto elettrica sono di fondamentale importanza per un sistema di generazione elettrica completamente da fonti rinnovabili, data anche la loro natura intermittente. In Italia sono attive diverse sperimentazioni, soprattutto su iniziativa dei produttori dei veicoli e delle tecnologie per le stazioni di ricarica bidirezionali, come Enel X.

Il Futuro della Mobilità

L’auto elettrica non è una moda passeggera, ma rappresenta un progresso tecnologico con vantaggi di vasta portata tanto per i consumatori quanto per la società, l’economia e l’ambiente. Chi acquista oggi un’auto elettrica non solo sceglie una soluzione di mobilità moderna e confortevole, ma anche un futuro più sostenibile ed economico. Gli sviluppi tecnologici porteranno le auto a benzina, e soprattutto diesel, ad avere efficienze sempre maggiori ed emissioni sempre minori. Questo probabilmente non influirà sul confronto con l'opzione elettrica perché anche l'efficienza delle auto elettriche crescerà. Soprattutto, diminuiranno drasticamente le emissioni legate alla produzione dell'energia elettrica. In base alla penetrazione delle rinnovabili previste dal PNIEC, è possibile attendersi un costante miglioramento del profilo ambientale dell'elettrico.

La mobilità elettrica si sta affermando come il percorso inevitabile per la decarbonizzazione dei trasporti e per la creazione di un futuro più pulito e sostenibile.

tags: #energia #grigia #costruzione #autoveicoli #ibridi #e