Valutazione energetica.
La mia auto è un modello familiare motorizzato Diesel Euro 5. Pesa a vuoto 1316 Kg.
Il suo consumo, in ciclo misto, è di 4,5 litri di gasolio per 100 km (con il tipo di guida che ho ora, a vent’anni (ma anche a trenta) non avrei mai ottenuto questo risultato!)
Un litro di gasolio (0,85Kg, prezzo 1,62 Euro/Litro)) equivale a circa 10 kw.h.
Per cui se moltiplico10 kw.h per 4,5 litri e poi divido per 100km, risulta un consumo energetico medio pari a 0,45 kw.h per km percorso.
La Tazzari, è una piccola auto elettrica a due posti prodotta ad Imola. Pesa a vuoto 542kg.
La casa costruttrice dichiara, nel suo sito internet, un consumo pari a 0,15kw.h per km percorso (in ciclo misto, valore in linea con altri costruttori di auto elettriche))
Dunque, il confronto risulta essere 0,15kw.h contro 0,45 kw.h per km percorso. Apparentemente un bel vantaggio a favore della Tazzari elettrica.
In realtà, al fine di calcolare il rendimento complessivo, occorre considerare, nel caso dell’auto elettrica, anche il rendimento della centrale termica che produce elettricità. Questo valore è circa uguale a 33% (media europea). C’è poi da tenere presente la perdita di carico degli elettrodotti, dovuta principalmente all'effetto Joule (dispersione di energia sotto forma di calore). Tale dispersione equivale a 8,0% del trasportato (media europea). Di conseguenza il rendimento di distribuzione è circa 92%. Infine c’è di mezzo il rendimento del caricabatteria: circa 93%
In definitiva, i 0,15kw.h di prima vanno divisi per 0,33 e poi ancora divisi per 0,92 e per 0,93. Il risultato, a partire dalla risorsa energetica primaria, è un consumo energetico della Tazzari elettrica pari a circa 0,53 kw.h per km percorso.
Nel calcolo complessivo andrebbero conteggiati anche i rendimenti energetici relativi alla produzione ed alla distribuzione degli idrocarburi. In questo confronto vengono tralasciati perché si accetta, approssimando, che i valori siano pressoché gli stessi indipendentemente dal fatto che l’idrocarburo venga combusto in una centrale termoelettrica piuttosto che in un motore a combustione interna. Di conseguenza, tutti i valori di rendimento calcolati sono di confronto e non assoluti.

In conclusione, sul percorso misto, la mia auto ha un rendimento energetico migliore rispetto alla piccola Tazzari. Se poi si considera il dato tenendo conto del peso della macchina, la mia diesel consuma 0.33 kw.h per ton a km mentre il consumo della Tazzari è tre volte di più: 0,98 kw.h per ton a km .

Quanto sopra è un confronto reale. Un approccio teorico che faccia riferimento alla miglior tecnologia attualmente a disposizione (quella che il mondo anglosassone chiama in sigla BAT: Best Available Tecnology), si può riassumere in questo modo:
Il motore Diesel è stato sviluppato, su alcuni prototipi leggeri, fino a raggiungere un rendimento energetico pari al 36%, più o meno 16% punti percentuali in più rispetto ad un moderno motore a benzina.
Il rendimento di un motore elettrico ad alta efficienza è prossimo al 92%. Inoltre:
-Il rendimento di una moderna centrale termoelettrica a ciclo combinato è circa 45%.
-Il rendimento degli elettrodotto, costruito di recente è vicino a 95%.
- Il rendimento del caricabatteria molto efficiente può arrivare al 96%
- Il rendimento di una batteria al litio per auto elettriche è circa 95%
Per cui, il rendimento complessivo di un’auto elettrica diventa : 92% x0,45x0,95X0,96x0,95 = circa a 35,9%.
Dunque, una sostanziale parità.

C’è però da sottolineare che, mentre, da un lato già si trovano in commercio piccole vetture motorizzate diesel con rendimenti prossimi al valore sopra citato, d’altro lato le centrali termoelettriche a ciclo combinato sono ancora una rarità e la rete di distribuzione elettrica non è, in massima parte, ottimizzata… in altre parole, il rendimento reale complessivo di un’auto elettrica, attualmente, non supera in Italia il 23-24%, dunque, una performance appena migliore di un moderno motore a benzina.

Valutazione economica (per un privato cittadino)
La distribuzione di accise e tasse è diversa nel caso di energia elettrica e nel caso di energia chimica (gasolio benzina LPG e metano). Conseguentemente:
per fare 100 km in percorso misto io spendo: 4.5 litri per 1,62 Euro/litro. Risultano 7,3 Euro.
Chi possiede una Tazzari, per fare 100 km spende: (0,15 kw.h : 0,93 (caricabatteria in commercio)) per km percorso moltiplicato per 100 km e moltiplicato ancora per 0,15 Euro (costo kwh elettrico domestico). Risultano 2,42 Euro.
Il dato è quindi molto interessante. Rispetto a prima la convenienza si inverte: con una Tazzari la spesa è circa tre volte meno… ma, si sa, le tasse e le accise possono cambiare da oggi a domani a seconda della convenienza del ministero delle finanze.

Considerazioni ambientale
L’impianto centralizzato di abbattimento polveri, installato in una centrale termoelettrica moderna, è di norma più efficiente dei singoli sistemi installati sulle vetture stradali. Di conseguenza, a parità di chilometraggio, l’auto Diesel Euro 5 produce più polveri fini di un’auto elettrica (che comunque ne produce a monte nella centrale termoelettrica). Per quanto riguarda la CO2, il quantitativo prodotto per km percosso, in accordo con le considerazioni sopra riportate, è minore per l’auto Diesel. In ogni caso si può affermare, in ragion di calcolo, che l’equivalenza spesso usata “auto elettrica = emissioni zero” è del tutto inappropriata..

Altre considerazioni importanti
Le batterie delle attuali auto elettriche, a seconda della tipologia e delle condizioni d’uso, hanno una vita che varia da 2/3 anni fino ad un massimo 5/6 anni, dopodiché vanno cambiate ad un costo che, grosso modo, equivale al 60% del valore iniziale dell’auto (ad esempio Nissan Left: costo auto nuova circa 32.000 euro, costo batterie oltre 19.000 euro).
I tempi di ricarica delle batterie sono piuttosto lunghi: da 40/60 minuti, utilizzando una colonna attrezzata, fino ad alcune ore in abitazione privata.
Le batterie di miglior performance sono attualmente quelle a ioni di litio, un materiale non molto abbondante in natura le cui scorte, a livello mondiale, non consentono certo di programmarne l’utilizzo massiccio eventualmente richiesto dall’industria dell’auto.
Un pieno di gasolio si fa in cinque minuti e rimane disponibile, con un contenuto energetico costante, anche in caso di prolungato inutilizzo della vettura (le batterie tendono invece a scaricarsi anche se non utilizzate).
Dopo un pieno l’autonomia di percorrenza della mia Diesel è di oltre 900 km
Viceversa un “pieno” elettrico, a causa della scarsa autonomia delle batterie, va effettuato con molta frequenza. Questo perché la densità energetica contenuta nel serbatoio di una auto diesel è circa 11,8 kw.h per kg di gasolio, mentre la densità energetica contenuta nelle batteria a ioni litio è solamente 0,16 kw.h per kg… circa 73 volte meno. Una tale differenza genera una vera e propria barriera tecnologica…
…in pratica significa che una auto elettrica, per accumulare dopo il rifornimento l’equivalente in contenuto energetico del pieno che faccio nella mia Diesel (ad esempio 45litri per 0,85 kg/litro = 38,25 kg), deve installare una serie di batterie con un peso complessivo di 38,25 kg moltiplicato per 73. Il risultato della moltiplicazione è uguale ad circa 2800 kg , vale a dire più del doppio del peso della mia auto solo per le batterie. Naturalmente, man mano che il peso aumenta, aumentano i consumi e… il gatto si morde la coda.

Concludo riportando, in sintesi, l’articolo apparso di recente in una rivista specializzata statunitense. Il giornalista americano descrive il confronto fra i consumi energetici di due autovetture. Le auto scelte per questa la prova sono la Leaf di Nissan (elettrica) e la Focus di Ford (motore termico a benzina).
Il percorso di verifica parte dalla Union Station di Chicago e termina alla Metra Station di Naperville. La distanza percorsa è di 52 km all’andata e altrettanti al ritorno.
Le due auto hanno viaggiato insieme incontrando identiche condizioni ambientali. I due piloti si sono alternati alla guida delle auto ripetendo 4 volte il percorso per un totale di 416 km.
Ecco il risultato medio dei consumi:
auto elettrica, 0,22kW.h al km
auto a benzina, 0,75kW.h al km (31,2 litri)
Molta stampa, anche italiana, ha ripreso questo valore enfatizzando, come nel testo nell’articolo originale, il risultato favorevole all’auto elettrica.
Se però al dato ottenuto dalla Leaf di Nissan, si applica il rendimento delle centrali termoelettriche e della rete di distribuzione, il valore di 0,22kW.h al km, che in questo caso pratico è dichiarato comprensivo del rendimento di batteria e caricabatteria, diventa :
0,22kW.h al km : 0,33 : 0,92 … ed ecco fatto… 0,72 kw.h per km percorso.
Il consumo energetico della Leaf è in definitiva più o meno lo stesso di quello della Focus a benzina. Si conferma quindi la conclusione precedente. Va da se che eguale consumo significa eguale quantitativo di CO2 immessa in ambiente.
Naturalmente un motore Diesel…

Pier Ugo Acerbi