L’auto elettrica

L’auto elettrica ha costi di gestione simili a quella a benzina ma efficienza energetica e impatto ambientale migliori sia del metano che della benzina; tuttavia ha un autonomia molto inferiore. Il metano è il più economico e ha un impatto ambientale intermedio. Se avvenisse però una conversione massiva degli automobilisti all’auto elettrica o a metano vanno considerati gli investimenti richiesti sulle infrastrutture e gli effetti sulla fiscalità.

Ma andiamo con ordine.veicoli_elettrici

Costi di gestione

Ecco i conti:

Benzina Elettrica Metano
Costo d’acquisto: 15000 € 30000 € 18000 €
Costo dell’energia: 1,5 €/l 0,15 €/kWh 1 €/kg
Capacità del serbatoio: 40 l 25 kWh 20 kg
Tempo di rifornimento: 1 min 8 h 10 min
Consumo ciclo combinato: 15 km/l 8 km/kWh 25 km/kg
Autonomia: 600 km 200 km 500 km
Costo del pieno: 60 € 3,75 € 20 €
Costo chilometrico del carburante: 10 c€ 2 c€ 4 c€
Costi complessivi di carburante su tutta la vita utile (150000 km): 15000 € 2800 € 6000 €
Costo totale (escluse tasse, assicurazioni e manutenzioni): 30000 € 32800 € 24000 €
Costo totale chilometrico: 20 c€ 22 c€ 16 c€

Da questi costi sono escluse le manutenzioni, che si sa che sono più onerose per le auto a metano (per la revisione periodica delle bombole e per la maggiore frequenza di problemi alle valvole), mentre ad oggi non ho informazioni dirette sulle auto elettriche; qui ci aspettiamo meno guasti sulla parte meccanica (che quasi non c’è), ma sono un’incognita le batterie.

Con questo caveat il costo totale chilometrico è di 20 c€ per l’auto a benzina, 22 c€ per l’auto elettrica e 16 c€ per l’auto a metano, con un risparmio complessivo (per una percorrenza di 150000 km in tutta la vita del veicolo) a favore del metano di oltre 6000 € rispetto alla benzina e di 2800 € rispetto all’elettrico.

Aspetti energetici

Ogni vettore energetico (benzina, energia elettrica e metano) si conteggia su base diversa (rispettivamente litri, kWh e kg) quindi per poter fare dei confronti bisogna riportare tutto a un unità di misura comune dell’energia.

Se scegliamo il kWh come base, le equivalenze energetiche sono: 1 l benzina = 10 kWh, 1 kg metano = 15 kWh.

Esprimendo quindi i consumi in ciclo combinato su base omogenea (km/kWh) otteniamo: benzina 2,5 km/kWh, elettrica 8 km/kWh, metano 1,7 km/kWh.

Lo scostamento tra metano e benzina a sfavore del primo è dovuto alla minore efficienza del motore a combustione interna quando viene alimentato con metano; i motori infatti sono ottimizzati per alimentazione a benzina – però se l’industria automobilistica sviluppasse motori ottimizzati per il metano si potrebbe certamente colmare questo divario.

Invece il netto vantaggio dell’auto elettrica quando confrontiamo il consumo su basi energetiche omogenee è dovuto al fatto che i combustibili fossili (benzina, metano) sono vettori di energia chimica, che deve essere trasformata a bordo del veicolo in energia meccanica – una trasformazione che fatta sul veicolo ha un efficienza molto bassa (20%). Invece l’energia elettrica può essere trasformata in energia meccanica in modo molto più efficiente (95%), tuttavia sono peggiori le efficienze di scarica / carica. Vale a dire che mentre possiamo assumere che facendo il pieno di benzina ci sia una perdita di poche gocce di carburante, come pure siano trascurabili le perdite per evaporazione a serbatoio pieno e auto ferma, invece caricare le batterie, lasciarle cariche ad auto ferma, e scaricarle sono tutte operazioni onerose.

In pratica le efficienze energetiche sono del 20% per l’auto a benzina, del 65% per l’auto elettrica e del 13% per l’auto a metano. Queste sono le cosiddette efficienze tank-to-wheel (dal serbatoio alla ruota), cioè che non comprendono le efficienze a monte del distributore o della colonnina di ricarica.

Emissioni clima-alteranti

Per quanto riguarda l’impatto ambientale in termini di consumi di risorse fossili e quindi di emissioni di CO2 e conseguentemente di effetto serra, va detto che l’energia elettrica non si trova in natura, ma viene prodotta da un mix di combustibili fossili (carbone, metano), energie rinnovabili e nucleare.

Se assumiamo che l’energia elettrica con cui facciamo il pieno dell’auto sia prodotta a partire da metano, l’energia chimica del gas viene trasformata in energia elettrica in una centrale invece che a bordo del veicolo con un efficienza ben maggiore (50%) rispetto alla trasformazione fatta a bordo del veicolo.

Se il confronto viene fatto in termini di efficienze well-to-wheel (dal pozzo petrolifero / di metano alla ruota) si ottiene allora: benzina 2,5 km/kWh, elettrica 4 km/kWh, metano 1,7 km/kWh.

Il valore risulta ancora più favorevole all’auto elettrica (5,6 km/kWh) se il confronto viene fatto tenendo conto che nel nostro paese nel mix di fonti da cui si produce l’energia elettrica comprende una quota (20%) di fonti rinnovabili, che non impattano sule risorse fossili e sulle emissioni di CO2.

Emissioni inquinanti

Parlando invece di emissioni di gas inquinanti, in prima battuta poiché l’auto elettrica non ha un tubo di scarico il confronto ha senso solo per l’auto a benzina contro il metano: si può dire allora che il metano è molto meno inquinante sull’atmosfera.

Le emissioni in atmosfera per l’auto elettrica naturalmente ci sono, ma sono de-localizzate alla centrale, e comunque sono minori anche dell’auto a metano. Questo grazie sia al minore consumo di combustibile fossile (meno di un terzo) sia perché le centrali di grandi dimensioni operano in condizioni estremamente controllate e precise … anche se la centrale non ha la marmitta catalitica !

Infrastrutture

In caso di una conversione massiva degli automobilisti all’auto elettrica occorrono investimenti considerevoli per la produzione, distribuzione ed erogazione dell’energia elettrica necessaria.

Posto che ogni auto elettrica abbia una percorrenza media di 10000 km/anno, ognuna fa un pieno notturno da 25 kWh alla settimana. Se dei 37 milioni di auto (!) esistenti in Italia (fonte: ACI 2014) un terzo divenisse elettrica, il consumo è di 15000 GWh/anno, pari ad un incremento del 5% dei consumi totali attuali – ovvero un incremento del 25% se riferito ai soli consumi dell’utenza privata; altro confronto interessante è che i consumi di elettrica per autotrazione in quel caso sarebbero pari a 4 volte i consumi attuali di energia elettrica per trazione ferroviaria (fonte: Terna, 2014)

Inoltre ogni automobilista possessore di auto elettrica dovrebbe disporre di un contatore aggiuntivo da 3,5 kW dedicato alla ricarica dell’auto; ogni notte 1,7 milioni di auto sarebbero in carica, con una potenza assorbita di circa 6 GW, pari a 8 centrali termoelettriche di nuova generazione.

Molto minori invece gli investimenti necessari se fosse il metano a diffondersi massivamente; in questo caso per la produzione e distribuzione saremmo a posto, mentre andrebbe aumentato il numero di punti di erogazione (distributori).

Fiscalità

Attualmente sia l’energia elettrica che il metano sono grossomodo esenti da accise per autotrazione.

Nella fase transitoria di conversione ad uno di questi due sistemi, si potrebbe mantenere questa esenzione, ma il gettito che verrebbe meno andrebbe ricaricato sugli automobilisti che ancora viaggiano a benzina.

Nel caso ipotetico di conversione massiva tuttavia occorrerà a un certo punto introdurre le accise anche su questi vettori energetici. In quel caso l’auto a benzina tornerebbe ad essere meno sfavorita …

Conclusioni

Questa analisi è non troppo precisa, e incompleta.

Ho scelto di escludere:

  • il diesel, perché inquina da fare schifo
  • le auto a idrogeno come le auto a celle a combustibile, perché costano troppo e perché non esiste una rete di distribuzione di idrogeno
  • e le auto ibride, perché possiamo supporre che si piazzino da qualche parte a metà strada tra benzina ed elettrico.

Manca poi una trattazione dell’impatto in termini di ciclo di vita (life cycle analysis) e l’inclusione dei costi di manutenzione.

Ma dovrebbe bastare per diradare la nebbia, e non si poteva proprio far più corta !

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