Propulsioni alternative veicolo elettrico

Varie
Concetti di propulsioni alternative l’auto elettrica
Nel 1899 il belga Camille Jenatzky riuscì a superare per la prima volta i 100
km/h con un veicolo a propulsione
elettrica (fig. a destra). L’exploit mandò in soffitta il mito che il polmone
umano sarebbe scoppiato se esposto
a tale velocità.
Agli inizi del Novecento negli USA i veicoli a propulsione elettrica erano più di
un terzo sulle strade. Quelli equipaggiati
con motore a benzina non superavano il
20% e le macchine a vapore costituivano
il 40% circa. Le vetture a propulsione elettrica funzionavano in modo più pulito,
erano più veloci e partivano senza dover
azionare una manovella. Però già nel
1908, con l’invenzione dell’avviamento
elettrico per il motore a benzina, la situazione iniziò a cambiare rapidamente.
Sebbene la propulsione elettrica abbia un
grado di efficienza superiore al motore a
benzina o diesel e non richieda il cambio,
finora non è riuscita ad imporsi nel settore automobilistico, soprattutto a causa
delle batterie. Non siamo ancora in grado
di realizzare accumulatori di energia elettrica efficienti e non ingombranti. Una
tale invenzione rivoluzionerebbe molti
settori quali, ad esempio, la navigazione spaziale, i veicoli di movimentazione merci nei capannoni o nelle stazioni
ferroviare, gli attrezzi di giardinaggio e
troverebbe innumerevoli applicazioni
nell’industria moderna. Le batterie non
hanno ancora imparato ad immagazzinare lo stesso potere energetico di un serbatoio di benzina, sono troppo pesanti,
hanno dei tempi di ricarica lunghi, una
durata di vita limitata e oltretutto vanno
smaltiti separatamente.
Oltre alla facilità d’uso e affidabilità dei
veicoli, ad interessare sono domande
quali: ci saranno sufficientemente posti di
parcheggio predisposti con le prese elettriche (laddove richiesti)? Non si rischia di
trovarli occupati da altri veicoli? La fatturazione della corrente elettrica consumata funzionerà in modo impeccabile
e si potranno prendere le precauzioni
necessarie per proteggersi contro truffe
oppure il furto di corrente elettrica?
Poche risposte a molte domande
Già fra il 1991 e il 1993 il TCS aveva testato
un veicolo elettrico su circa 12’000 km.
All’epoca, questi veicoli avevano ancora
batterie al piombo e presentavano dei
difetti notevoli in fatto di sicurezza, di
robustezza, d’equipaggiamento, di rifinitura e di emissioni sonore.
Le esperienze di allora dimostrano che le
scelte dei consumatori sono essenzialmente dettate da considerazioni finanziarie, oltre che pratiche. Il successo dei
futuri veicoli elettrici ed ibridi «plug-in»
dipenderà molto dalla loro autonomia e
dal tempo di ricarica.
Rilancio grazie a batterie nuove
Concetti diversi, prove in condizioni reali
e test di flotta - l’idea di elettrificare l’automobile riprende slancio. All’inizio del
2011 in Svizzera le prime case automobilistiche a mettere sul mercato un’auto
© TCS Consulenza mobilità, Emmen | Doctech: 3978.03.it/ES| Data: 07.08.2014
elettrica con batteria agli ioni di litio, per
circa 46’000 franchi, sono state Mitsubishi (i-MiEV), Peugeot (i-On) e Citroen
(C-Zero). Fino a metà 2014 sono state
vendute in totale 430 vetture di questi
modelli, cioè 150 Mitsubishi, 120 Peugeot
e 160 Citroen. Il TCS ha acquistato una di
queste Citroen C-Zero per testarla (vedi
test autovettura Citroen C-Zero).
In una C-Zero non si ha più l’impressione
di essere a bordo di una macchinina
giocattolo fai-da-te; ci si trova invece in
un’automobile «vera» dotata di ogni congegno moderno: sei airbag, ABS, ESP,
aggancio seggiolino bambini ISOFIX,
climatizzatore automatico, sedili riscaldati, luci diurne, autoradio con bluetooth
e porta USB. In autostrada non si è più
d’intralcio. Nel test l’autovettura ha consumato 16 kWh su 100 km. La capacità
della batteria corrisponde a 16 kWh. Ciò
consente una percorrenza media di 100
km con un «pieno» di batteria.
Con una guida intelligente fuori città
e negli abitati si dovrebbero poter fare
anche 130 km; la vettura recupera parte
dell’energia cinetica in frenata. Anche
fermi al semaforo rosso, o in colonna, il
tempo passa, ma la vettura non consuma elettricità. Se invece il riscaldamento
o il raffreddamento vengono utilizzati a
pieno regime, oppure si viaggiando a 120
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Concetti di propulsioni alternative - l’auto elettrica
km/h, la percorrenza fattibile con una
ricarica della batteria si riduce notevolmente.
Nel frattempo gli importatori hanno
ridotto i prezzi. All’inizio del 2012, la
I-MiEV costava 33’000 franchi, la I-On
33’600 franchi e la C-Zero 31‘300.-.
In luglio 2014, il prezzo della Peugeot
ammontava sempre a 33’600.-, mentre
la Mitsubishi e la Citroen sono scese a
24’990.-. Nell’autunno 2011 la Nissan ha
messo sul mercato l’auto elettrica Leaf
per 50’000 franchi. Anche questa è un’automobile a tutti gli effetti. Ha ricevuto
cinque stelle nel crash test Euro-NCAP. La
Nissan accelera più rapidamente e, grazie
a una capacità della batteria di 24 kWh, ha
un’autonomia superiore alla concorrente
di casa Citroen. Il tempo necessario per
una ricarica completa, circa 6 ore con il
caricabatteria da 16 Ampère, è piuttosto
lungo. Con un consumo di 20.5 kWh
per 100 km nel test TCS, si percorrono
in media circa 120 chilometri. Purché si
evitino rigorosamente i tratti autostradali
dovrebbero essere fattibili anche 160 km.
Nel 2012 Renault ha lanciato le elettriche
Twizy a partire da 9’600 franchi, Fluence
da 30’600 franchi, Kangoo da 28’400
franchi e Zoe da 22’800 franchi. Questi
prezzi non comprendono la batteria.
La batteria non può essere acquistata,
ma deve essere noleggiata. Il noleggio
ha un costo di circa 95 franchi al mese.
Nel giro di 3 anni e con 37’500 km percorsi si vanno così ad aggiungere ulteriori
3’420 franchi. Insieme all’elettricità per le
eventuali ricariche a casa, otteniamo un
«costo carburante» di importo simile a
quello di una Kangoo con motore diesel.
Un confronto: la versione diesel con un
consumo di 5,2 l/100 km a 2 franchi al
litro avrà un costo carburante di circa
3’900 franchi per 37’500 km. I vantaggi:
il cliente non deve preoccuparsi della
batteria, dato che non è sua. Eventuali
difetti non andranno a suo carico. Punti
di assistenza sul territorio consentono
di sostituire la batteria per prolungare la
percorrenza. Questa formula ne ricorda
un’altra, anch’essa francese: le bombole
Campingaz che, grazie alla diffusione
internazionale e ad una logistica intelligente, possono essere scambiate con
una piena su tutta la rete di vendita.
Consumo energetico e costi
Per un tragitto di circa 100 km, come
quello da Zurigo a Berna, un veicolo
medio consuma 7,5 litri di benzina circa,
pari ad un consumo energetico approssimativo di 67 kWh (un litro di benzina
equivale a circa 8,9 kWh). Il prezzo della
benzina essendo a CHF 1.80 per litro,
questa quantità di energia verrebbe a
costare circa 13.50 franchi.
A fronte: un’auto elettrica percorrerebbe
la stessa distanza con meno di un terzo
dell’energia motrice, cioè 20 kWh, grazie
ad una trasmissione tre volte più efficiente del motore termico.
Calcolando con un prezzo di 25 ct/kWh
(tariffa normale uso privato), ne risulterebbe una fattura per l’elettricità di circa
5 franchi ogni 100 km. Servendosi della
corrente elettrica notturna a 10 ct/kWh,
il costo arriverebbe ad appena 2 franchi
per 100 km.
Estrapolando per un periodo di 10 anni,
un chilometraggio di circa 150’000 km e
un consumo di 20 kWh/100 km, l’energia
elettrica costerebbe 4’500.– circa (base:
prezzo attuale e consumo medio fra un
terzo di elettricità diurna e due terzi di
elettricità notturna). In paragone, i costi
di benzina per 10 anni e 150’000 km, calcolati con CHF 1.80 per un litro di benzina
ed un consumo di circa 5 litri per 100 km,
ad esempio con una Toyota Prius Hybrid,
arriverebbero a CHF 13’500.– circa.
I veicoli elettrici dispensano da molti
lavori di manutenzione quali cambio
d’olio, controllo periodico dei gas di scarico ecc. Ad eccezione dei pneumatici
e delle pastiglie dei freni, subiscono una
minore usura meccanica. Soprattutto le
componenti della propulsione si logorona di meno, purché siano di qualità
comparabile a quelle del motore a benzina.
© TCS Consulenza mobilità, Emmen | Doctech: 3978.03.it/ES| Data: 07.08.2014
In termini di costi d’esercizio e di manutenzione le elettriche non devono quindi
temere confronti: per i pendolari potrebbero quindi diventare un’offerta appetibile anche al costo di 30’000 franchi, a
condizione di garantire un’autonomia sui
100 km anche dopo dieci anni. Rimane
comunque un inconveniente: se il tragitto
lavorativo è più lungo oppure se a destinazione non vi sono possibilità di ricarica,
con tutta probabilità si avrebbe bisogno
di un secondo veicolo per gli spostamenti
nel tempo libero.
Prospettive
In futuro si tratterà di produrre l’energia
consumata dalle auto elettriche, oltre a
quella già necessaria oggi. Al riguardo
beneficeremo dell’alta efficienza del veicolo elettrico. Un aumento dal 2 al 3%
del consumo d’elettricità è sufficiente per
elettrificare il 10% circa delle vetture che
circolano sulle strade svizzere.
Il TCS è peraltro del parere che le elettriche sarebbero favorite da un cambiamento di paradigma in fatto di grandezza
e potenza delle auto. Evoluzione che
renderebbe anche i benzina e diesel più
parsimoniosi.
L’ottimizzazione dei veicoli per il peso,
annunciata in relazione con i propulsori
elettrici, faranno scendere sia consumi,
sia emissioni di CO2, soprattutto in combinazione con motori termici di due o tre
cilindri.
La Prius, l’ibrida di casa Toyota, è sul
mercato svizzero dal 2000. Dopo oltre
un decennio, i modelli hybrid di Toyota,
Honda e Lexus non superano l’1% del
totale fatturato.
Nel 2011 si sono vendute in Svizzera le
prime auto elettriche con batterie agli ioni
di litio. Se lo sviluppo procede agli stessi
ritmi, nel 2020 si conteranno intorno
alle 10’000 auto elettriche e 3’000 nuove
immatricolazioni.
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