• Veicoli a motorizzazione endotermica

 

Nella figura([1]) alla pagina seguente è riportata una classificazione delle emissioni di CO2 equivalente “Well-To-Wheel”, per una vettura Euro5 con cilindrata fino a 1,4 litri. I valori rappresentano le emissioni effettive su strada, superiori a quelle rilevate in fase di omologazione dei veicoli NEDC.  Le vetture a benzina presentano le emissioni di CO2 più elevate, ma non sono penalizzate da emissioni significative di NOx e di polveri.

 

3.1.1   Auto a metano.

 

In Italia un competitore dell’elettrico è il metano, considerato per lungo tempo il veicolo “ecologico” per eccellenza per l’assenza di polveri e per questo normalmente privo di filtri FAP. Ricerche recenti([2]) parrebbero però indebolire questo pregio: in sintesi, è vero che le polveri “normate” sono contenute nei limiti consentiti, ma secondo tali test quelle inferiori a 25 nanometri, non soggette a vincoli normativi ma particolarmente nocive per la salute, parrebbero essere fino a 8 volte più alte di quelle dei motori diesel.

Le emissioni di CO2 dei veicoli a metano sono inoltre più elevate di quelle dei diesel. L’introduzione di una quota di biometano (10%), prevista dalla SEN 2017, ridurrebbe queste emissioni in misura del 7-8%.

 

3.1.2   Auto diesel.

 

Una indagine approfondita sulle emissioni di NOx delle auto diesel è stata condotta dalla Emission Analytics (GB), che ha condotto test su strada su 261 modelli Euro 5 e 62 Euro 6, rilevando che il 97% superava delle Euro 5 superava i limiti e che solo sette delle Euro 6 restava negli 80 mg/km ammessi dalla normativa, mentre un quarto delle vetture li superava di sei volte.

L’eventuale alimentazione con quote di biodiesel (al momento ricavato da olio di colza) dovrebbe migliorare le emissioni di CO2 senza però presumibilmente intervenire sulle emissioni di altri composti. Il filtraggio delle polveri è affidato ai FAP.

Molti Paesi hanno annunciato di voler mettere al bando i veicoli diesel nella prossima decade.

 

  • Veicoli a batteria

 

La figura al punto 3.1 evidenzia che già con l’attuale mix di fonti energetiche utilizzate in Italia per la produzione di energia elettrica (per quasi il 40% fonti rinnovabili), e assumendo una ricarica ripartita uniformemente nella giornata, le emissioni di CO2 di un’auto elettrica a batteria risultano largamente inferiori a quelle di ogni altra tecnologia, nonostante le frequenti dichiarazioni contrarie, che si riferiscono spesso alla generazione elettrica proveniente da mix energetici diversi da quello italiano. Del resto, fonti autorevoli([3]) arrivano alla conclusione che un’auto elettrica alimentata da una moderna centrale europea a carbone “pulito” avrebbe emissioni di CO2 sostanzialmente comparabili con quelle di un’auto endotermica odierna (120-130 g/km sul ciclo NEDC).

Le emissioni locali sono nulle, ad eccezione della quota relativa ai pneumatici e al risollevamento del manto stradale, che dovrebbero avere un minor contenuto di carbonio elementare (Black Carbon) rispetto ai prodotti della combustione ed essere quindi meno dannose per la salute( ). Anche le emissioni dovute a freni e frizione (questa di regola non presente sui veicoli a batteria) sono più ridotte per la presenza della frenatura a recupero e l’assenza della frizione.

Un vantaggio intrinseco e spesso trascurato della mobilità elettrica risiede nell’automatico miglioramento ambientale ed energetico che deriverà dal crescente ricorso alle fonti rinnovabili, senza l’esigenza di miglioramenti tecnologici ai veicoli: un’auto elettrica odierna con emissioni di CO2 (alla generazione elettrica) di 85 g/km ridurrà automaticamente questo valore a soli 60 g/km nel 2030 semplicemente perché a quella data la quota di fonti rinnovabili usata per la produzione di elettricità, oggi il 40%, aumenterà fino al 60%, come programmato dalla Strategia Energetica Nazionale SEN 2017.

 

  • Veicoli ibridi plug-in (PHEV) e REEV

Sia sotto il profilo delle emissioni di CO2 che delle emissioni locali questi veicoli si trovano in una posizione intermedia fra gli elettrici e gli ibridi convenzionali (ved. 3.4), in misura legata alla ripartizione delle percorrenze urbane/extraurbane. I dati di omologazione collocano le emissioni di CO2 al tubo di scappamento a frazioni esigue (15-50 g/km) rispetto a quelle dei veicoli endotermici.

Per molti anni ancora il cambiamento verso la mobilità elettrica passerà per una consistente quota di veicoli ibridi plug-in ed extended-range – REEV.

La figura indica che con una batteria dimensionata per 50 km, una vettura plug-in potrebbe statisticamente soddisfare a zero emissioni il 75% delle percorrenze, e che una range-extended con batteria da 100 km addirittura il 91%.

Di fatto, da parte dell’industria dell’auto appare naturale una graduale evoluzione della tecnologia verso l’elettrico, anche in considerazione del fatto che i PHEV ed i REEV possono offrire nella fase transitoria una minor tranquillità sotto l’aspetto della range-anxiety. Attualmente la ripartizione del mercato (PHEV+REEV)/BEV è attorno al 50%, quota che secondo diversi scenari (Fuelling Europe, Element Energy, Frost & Sullivan, ecc.) decrescerebbe lentamente per stabilizzarsi attorno al 30% al 2030 e mantenersi poi a tale livello per almeno una ulteriore decade.

Tenuto conto che quanto meno in città questi veicoli funzionerebbero in full-electric a emissioni zero (anche per il minor costo di esercizio), il loro contributo alla mobilità elettrica appare sostanziale.

Di fatto, nelle politiche attuate da diversi Paesi questi veicoli beneficiano nella quasi totalità delle medesime misure regolatorie (accessi, parcheggi, soste) applicate ai BEV. Un altro fattore a loro favore è il contributo all’aumento del volume di mercato delle batterie. Eventuali loro penalizzazioni si tradurrebbero in sostanza un indebolimento del sostegno alla E-Mobility e in maggiori emissioni sia climalteranti che inquinanti.

 

 

  • Veicoli ibridi convenzionali (Full Hybrids HV)

 

Le vetture ibride (full-hybrid) convenzionali, nella quasi totalità a benzina, presentano emissioni di CO2 e locali inferiori a tutte le tipologie con motore a scoppio, soprattutto nell’impiego urbano. Oggi rappresentano mediamente il 2% del parco circolante, con scenari di diffusione (Fuelling Europe) dello stesso ordine dei BEV+PHEV. Sono quindi in grado di contribuire molto positivamente al miglioramento ambientale e in qualche misura anche all’aumento del volume di mercato delle batterie. È all’esame l’idea di migliorare ulteriormente le loro già ridotte emissioni di CO2 attraverso l’aggiunta di quote di bioetanolo avanzato (prodotto da scarti di lavorazione agricola) alla benzina di alimentazione.

 

  • Veicoli elettrici a Fuel-Cell

 

Il vantaggio di questi veicoli, non ancora disponibili su concreta base di mercato nonostante i passati annunci di alcune case (Mercedes, Toyota) sta nella possibilità di autonomie e tempi di rifornimento paragonabili a quelli dei veicoli con motore a scoppio.  Le difficoltà sono però ancora numerose: di carattere tecnologico, economico, e la necessità di sviluppare integralmente una rete di produzione e distribuzione dell’idrogeno. Molti osservatori tendono quindi a collocare la loro possibile diffusione nel lungo termine.

Il limite ambientale riguarda le emissioni di CO2 nel caso di produzione dell’idrogeno per elettrolisi dell’acqua, che è ad oggi la tecnologia più consolidata e facilmente praticabile. Con questo processo il consumo di energia elettrica sarebbe due-tre volte superiore a quello di un’auto elettrica. Più incerta, anche per mancanza di esperienze su impianti di grande scala, è l’efficienza di processi di produzione dell’idrogeno attraverso il reforming da gas (metano).

([1])   RSE: Elementi per una roadmap della mobilità sostenibile, maggio 2017, Cap. 5.2.   

([2])   www.nanoparticles.ch/archive/2017_Khalek_PR.pdfwww.nanoparticles.ch/archive/2017_Vojtisek-Lom_PR.pdf;
www.nanoparticles.ch/archive/2017_Roenkkoe_PO.pdf

([3])   a) A joint study by JRC-EUCAR-CONCAWE:  JEC WTW Study Well-to-Wheels analysis of future automotive fuels and powertrains in the European context . Overview of Results.  Versioni 4 e 4a, 2014.    b)  A joint study by JRC-EUCAR: Tank-to-Wheels Report – Version 4, July 2013.