Ormai le auto elettriche girano per le nostre città. Non sono più una mera ipotesi.

Eppure c’è ancora chi titola “Tanti, immensi, forse irrisolvibili problemi della auto elettriche: ecco perché anche solo parlarne è una immensa cazzata” e chi nei commenti aggiunge: “Quasi convengono gli idrocarburi….. Non quasi: convengono alla grande rispetto all’auto elettrica!“.

Io mi interesso da tempo all’auto elettrica. Circa 10 anni fa, nel 2007, avevo dedicato alcune pagine del mio sito all’auto elettrica. Mi prefiggevo di seguire il fenomeno, creando un blog. Poi la cosa è rimasta lettera morta. Ma in questa pagina ho tentato qualche analisi numerica che riprenderò qui. Non sono un professionista del campo, quindi quel che andrò a scrivere non è oro colato. Anzi, attendo con ansia sincera che qualcuno mi dica dove sbaglio.

Ma qualche idea me la sono fatta. Nel seguito proverò a fare il confronto fra auto elettrica e auto “termica”, ossia auto a benzina o diesel.

Diciamo prima di tutto che l’auto elettrica INQUINA. Chi dice che non inquina vi prende in giro. L’auto elettrica utilizza (appunto) energia elettrica. E questa si fa per lo più con il petrolio. Quindi è facile capire che l’auto elettrica in realtà va a petrolio. E allora, dov’è il vantaggio?

Prima di passare ai conti, vediamo i vantaggi che tutti possono capire.

Primo elemento: ottimizzazione

L’energia per alimentare le auto elettriche si fa in una centrale elettrica. Le centrali elettriche sono, o dovrebbero essere, ottimizzate. Il che significa che spremono fuori da ogni goccia di petrolio quanta più energia elettrica possibile. Inquinando (così ci dicono) il meno possibile. In più una centrale elettrica è regolamente controllata e manutenuta. Se è vero quel che dicono i sostenitori del termoelettrico (solitamente contrari al solare), le centrali termoelettriche inquinano poco e ottengono il miglior rapporto fra energia generata e combustibile consumato. Prendiamolo per buono.

Per contro le auto termiche (motore a scoppio) sono ottimizzate solo quando sono molto recenti e ben tenute. Basta poco perché un’auto termica peggiori il suo rendimento. Un filtro intasato, un motore non a punto. O un motore vecchio. Tutti elementi che peggiorano notevolmente i rapporto fra km e consumo. Meno km/litro. Più inquinamento.

Secondo elemento: dove si inquina.

L’auto elettrica inquina, lo sappiamo. Ma inquina dov’è la centrale. Ossia solitamente in zone meno densamente abitate. Raramente le centrali vengono posizionate al centro di zone densamente abitate. Quindi, l’energia elettrica per le auto elettriche viene prodotta (e inquina) in zone dove le persone danneggiate dai fumi sono di meno. Una centrale elettrica scarica il suo inquinamento dove c’è poca gente.

Le auto termiche, invece, il danno maggiore lo fanno dove il traffico scorre lento, tipicamente nei centri delle grandi città, densamente abitate. Il che significa che un’auto termica scarica il suo inquinamento direttamente nei polmoni di milioni di persone.

Mi si dice “la pianura padana è una conca, e hai voglia a spostare le centrali, l’inquinamento riguarda tutti”. Si, vero. Ma a parte il fatto che la Pianura Padana è un caso particolare, resta comunque il fatto che se la centrale elettrica fosse in piazza duomo a Milano sarebbe molto peggio. E’ comunque meglio metterla molto fuori, in una zona a bassa densità abitativa.

Terzo elemento: semplicità

I tecnici lo capiscono: un motore elettrico è infinitamente più semplice rispetto ad un motore termico. Non ha carburatore (o equivalente), frizione, cambio, messa in moto. Sono migliaia di pezzi, viti, guarnizioni, tubicini, galleggianti, ingranaggi. E, si sa, quel che non c’è non si rompe. In un’auto elettrica la manutenzione sarà incredibilmente più semplice. Niente olio da cambiare, niente filtri. Niente candele. Niente acqua nel radiatore. Niente frizione da rifare, o catena della testa. Il motore elettrico è quasi eterno. Mal che vada si porta a fare riavvolgere. Semplicità significa meno costi di produzione e di manutenzione. Qualcuno mi dice “si, bravo, porta una Tesla a riparare e poi mi dici”. Non ci provate. E’ un argomento farlocco e potrei rispondervi male, perché oggi la Tesla è un prodotto di nicchia, una supercar. Occorre proiettarsi nel futuro, pensare a parità di numeri. Immaginare di paragonare, che so, una golf con motore a scoppio, prodotta in milioni di esemplcari, con una golf con motore elettrico, prodotta anche lei in milioni di esemplari. A regime, quindi. A parità di numeri prodotti.

I tre elementi citati sono interessanti. Ma non determinanti. Se l’auto termica consumasse molto meno petrolio di quanto ne consuma un’auto elettrica, allora il vantaggio sarebbe davvero misero o nullo. O negativo.

Bisogna allora tirare in ballo i numeri, che sono sempre quelli che ci aiutano a capire.

Alcuni dei numeri che andrò ad elencare sono incontrovertibili, facilmente verificabili da chiunque. Altri derivano invece da considerazioni spannometriche, non avendo io trovato fonti sicure. O non avendole trovate del tutto.

Per andare dal petrolio al movimento (km percorsi) occorre superare molti nodi, ognuno dei quali porta via energia. Sia che si tratti di auto termiche che di auto elettriche.

Perdite auto termica

Diciamo che partiamo dal petrolio. Vediamo quali sono i costi per fare andare un’auto termica.

Trasporto: ammettiamo che i costi energetici di raffinazione siano uguali. In realtà in termini di raffinazione la benzina, e anche il gasolio, costano di più rispetto all’olio che si usa in una centrale elettrica. Ma trascuriamo questa differenza (anche perchè non la so quantificare) e parliamo del trasporto. Anche questo è difficile da quantificare, ma comunque il carburante va trasportato dalla raffineria al distributore. E stavolta non è un costo marginale. Difficile quantificare quanto possa incidere, in termini energetici. Diciamo un 2%? Non ce lo dimentichiamo.

Rendimento del motore: un motore a scoppio è un motore terribilmente inefficiente. Circa il 70% dell’energia viene buttata via in calore, dal tubo di scappamento e dal radiatore! Infatti, ad andar bene, a regime ottimale, un motore ha un rendimento del 30%. A regime ottimale. Ma i motori termici non vanno quasi mai a regime ottimale. A volte stiamo fermi in coda, a volte viaggiamo a 130kmh. Non di più, vero??? Quindi il motore varia il suo regime dal minimo al massimo, variando contemporaneamente la resa. Quando non va al regime ottimale, consuma di più. In oltre il motore termico ha bisogno di cambio e frizione, elementi che assorbono energia.  A spanne, direi che non superiamo il 25% di resa. Ossia buttiamo via il 75% della benzina che comperiamo. Aggiungiamo il fatto che quando freniamo dissipiamo, nuovamente in calore, tutto “il movimento” (energia cinetica, inerzia) che abbiamo acquisito accelerando. E siccome, soprattutto in città e nel traffico, non facciamo altro che accelerare e frenare, aggiungiamo un altro elemento di consumo. Non potendolo quantificare, teniamolo in quel 75% di spreco.

Riassumendo, quando va bene, un’auto termica ha un rendimento del 25% (lasciamo stare il trasporto e la raffinazione).

Perdite auto elettrica

Anche per l’auto elettrica non sono rose e fiori. Anche qui ci sono vari nodi in cui l’energia si perde, si spreca. E non è facile rimediare.

Generazione: l’energia elettrica viene generata in centrale, bruciando petrolio.

Attenzione, qui si introduce una semplificazione a vantaggio dell’auto termica. Ossia si assume che l’energia elettrica venga sempre generata usando petrolio. In realtà uno dei grandi vantaggi dell’auto elettrica è che la si può alimentare con energia elettrica proveniente da molte altre fonti: gas naturale, nucleare, solare (elettrico o termico), eolico, idroelettrico. Tutte fonti meno inquinanti del petrolio. Ricordiamocelo.

Il processo di generazione dell’energia elettrica dal petrolio non è molto efficiente. Molta energia viene sprecata in calore, che viene disperso dal camino o nei corsi d’acqua che alimentano la centrale. Raramente viene recuperato in parte come termoriscaldamento. Diciamo che una centrale elettrica ottimale ha un rendimento del 60%. Ossia spreca il 40%.

Trasporto: non sembra, ma anche il trasporto dell’energia elettrica comporta delle perdite. Anche in questo caso l’energia si disperde in calore. I fili dell’alta tensione si scaldano, quando trasportano energia. Io non sono mai andato a toccare per verificare, ma le fonti dicono che le perdite di trasporto sono circa del 10%. Non poco. Certo, non è il 40% come dice qualcuno, ma ha il suo bel peso.

Perdite di carica: anche qui, caricare le batterie non è a costo zero. Non è che se buttiamo 100kWh di potenza nella batteria, poi ce la ritroviamo tutta disponibile. In realtà quando carichiamo le batterie queste si scaldano. Più velocemente le carichiamo, più queste si scaldano. E il calore è tutta energia sprecata. Mica lo recuperi per scaldare casa!. Quanta energia sprechiamo? Te l’ho detto, molto dipende dalla velocità di carica. Se hai tempo tutta la notte, poca. Se vuoi la ricarica rapida, come gli ultimi telefonini, un casino! Prendiamo quindi un valore plausibile, che è quello del 25%. Se va bene, carichiamo 100 e ce ne ritroviamo 75. Il resto è perso.

Perdite di conversione: qui la cosa si fa un tantinello tecnica. L’energia delle batterie non viene mandata direttamente al motore, altrimenti questo andrebbe sempre a manetta. CI vuole in mezzo un sistema di riduzione, un po’ come l’acceleratore nell’auto a benzina. Si chiama inverter, e non lavora gratis. Anche lui vuole la sua parte della torta, la sua tangente. Ma non è troppo avido, ormai gli inverter viaggiano sul 5-7% di perdita. Non poi cos’ male.

Rendimento del motore: brutto a dirsi, ma anche il motore elettrico vuole la sua parte, la sua tangente. Parte dell’energia che riceve la dissipa in calore, che si disperde nell’aria. Brutta storia. Al mondo non c’è nessuno che fa niente per niente. Però anche il motore non è poi così avido, è amico dell’inverter, e si accontenta di un 5, max 7%. Il resto lo dà tutto in movimento. Anche il motore, come gli inverter, risente molto dei progressi tecnologici. Si studiano motori sempre più efficienti, sempre più leggeri. Tanto che se ne stanno studiando addirittura versioni per aeroplani elettrici.

Abbiamo finito? no. Ci sono elementi che non so valutare:

  • Il costo energetico per costruire le batterie e per smaltirle. D’altra parte non so neanche valutare il costo energetico per costruire un complicatissimo motore a scoppio.
  • Il vantaggio del recupero energetico in frenata. L’auto elettrica, quando frena, ricarica le batterie. L’auto termica invece spreca l’energia cinetica e la trasforma in calore.

Ma, insomma, un’idea ce la siamo fatta. Adesso tiriamo le somme. Ricordandoci che i rendimenti ( o le perdite) non si sommano, si moltiplicano.

Per l’auto elettrica dobbiamo tener conto di più elementi:

Generazione 60% x trasporto 90% x carica 75% x inverter 93% x motore 93% = 0.6 x 0.9 x 0.75 x 0.93 x 0.93 = 0,35 ossia efficienza del 35%. Per l’auto termica avevamo un rendimento stimato del 25%.

Perbacco, non è che siano cifre da capogiro. Insomma, l’auto elettrica consuma meno petrolio dell’auto termica. Mica tanto di meno. Ma meno.

Mi preoccupa il fatto che ogni volta che rifaccio i conti mi vengono diversi, ma questo è normale, visto che vado a pescarmi i dati sul web, e non sempre dalle stesse fonti. E poi, nel caso dell’auto elettrica per prudenza mi son tenuto basso con i rendimenti (alto con le perdite). Si fa così quando si vogliono evitare casini.

Non si può dire che l’auto elettrica consumi la metà rispetto ad un’auto termica, in termini di litri di petrolio. Ma consuma sensibilmente di meno. Dati 100litri di petrolio, un’auto termica ne spreca 75, un’auto elettrica ne spreca “solo” 65. Come dire che un’auto termica consuma il 15% di più rispetto ad un’auto elettrica. Secondo me ho sbagliato qualcosa, pensavo che il divario fosse maggiore. Ma comunque va bene così.

Quindi? Tutti auto elettrica?

Neanche per sogno. Non siamo pronti per una migrazione di massa. Soprattutto non è pronta la rete di distribuzione. Se tutti stasera tornassimo a casa e attaccassimo l’auto elettrica alla spina, per ricaricarla, la rete di distribuzione andrebbe al collasso. E poi dovremmo tutti chiedere una taglia maggiore, soprattutto chi ha il contatore da 3kW. Non ce la si fa. Una Mecedes classe A elettrica con una batteria da 36kWh (autonomia 200km) avrebbe bisogno almeno di 36/3 = 12 ore di ricarica, senza ovviamente usare frigo, condizionatore e altre utenze elettriche. Improponibile.

E poi dove la ricarichi? Il numero di punti di ricarica pubblici è ancora irrisorio. Così come pochi sono quelli che possono effettuare la ricarica in garage o in giardino.

Insomma, non siamo pronti. L’auto elettrica, oggi, è riservata a chi ha impianti elettrici potenti a casa, e comunque la usa a breve raggio. O, altrimenti, sa di avere stazioni di ricarica lungo il percorso. Ed ha pazienza di aspettare il suo turno e i tempi di ricarica.

Ma, a breve tempo, la cosa potrebbe prender piede. Poco per volta, ovviamente. Anche Roma non è stata costruita in un giorno.

Nota polemica

Eh beh, un po’ di peperoncino ci vuole, giusto? Ho scritto questo post per due motivi. Il secondo è che non è facile trovare in giro una sintesi come quella che ho fatto. Se qualcuno la trova, me lo comunichi. Sarà senz’altro più precisa e affidabile della mia.

Ma il primo motivo è che ho letto il post citato all’inizio, quello che dice “auto elettriche: anche parlarne è un’immane cazzata”. A parte la contraddizione immediata (se è una cazzata, perché ne parli?), quel che mi ha spinto a dire la mia è il fatto che, numeri alla mano, sembra che la conclusione possa essere diametralmente opposta rispetto a quella sostenuta da chi ha scritto il post. Voglio dire, se fosse davver un’immane cazzata anche il solo parlarne, i numeri dovrebbero essere vertiginosamente di segno opposto. Non solo un po’ diversi. Ma la differenza dovrebbe essere “immane”. E così non mi pare che sia. E allora la mia polemica non è verso chi mette in dubbio l’utilità dell’auto elettrica, ma verso chi, verità rivelata daddio, propone il suo punto di vista come assoluto e incontrovertibile.  Io, figlio del relativismo e forse del pensiero debole (sapessi almeno cos’è), soffro di orticaria quando mi si presentano questi tizi che hanno le certezze assolute, rocciose, inossidabili. Un conto è quando uno mi dice “mah, guarda, a conti fatti a me pare che …..”. E’ giusto, è lecito, ci sta. Ma quando uno implicitamente dà del pirla a chi pensa, ad esempio, che l’auto elettrica possa essere un’idea valida in prospettiva, allora l’orticaria prude, e mi spinge a dire la mia. Pronto ad essere confutato.

PS: l’articolo è stato scritto per OraZero e per il mio blog personale.