Elettrico? Sì, ma condiviso

di Daniele Forni

Le alternative che oggi sembrano più facilmente percorribili per ridurre le emissioni e aumentare la quota di energia rinnovabile nei trasporti su strada sono l’energia elettrica e il gas naturale.

L’ing. Forni, nel suo articolo che apre il focus “Trasporti e logistica” pubblicato sul numero 2 di Gestione Energia – rivista FIRE, affronta i temi della trazione elettrica, dei veicoli elettrici a batterie, della mobilità condivisa, dell’attuale stato di evoluzione del settore.

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Le alternative che oggi sembrano più facilmente percorribili per ridurre le emissioni e aumentare la quota di energia rinnovabile nei trasporti su strada sono l’energia elettrica e il gas naturale.

Il gas naturale può essere usato nei motori a combustione interna con limitate modifiche, ha emissioni inferiori agli altri combustibili fossili ed è miscibile in qualsiasi percentuale con la sua alternativa rinnovabile, il biometano, che può essere prodotto utilizzando gli scarti della produzione agroalimentare, zootecnica, depurazione delle acque, etc. Il pieno può essere fatto anche a casa utilizzando il gas della rete e un piccolo compressore, mentre l’utilizzo del gas liquefatto, che riduce i volumi dei serbatoi, richiede impianti e una logistica più complessi.

La trazione elettrica, che elimina del tutto le emissioni allo scarico dei veicoli e riduce il particolato dovuto ai materiali d’attrito, utilizza il più duttile dei vettori energetici, l’elettricità, che può essere facilmente generata anche dai piccoli utenti domestici con impianti fotovoltaici, permettendo di utilizzare l’eventuale produzione in eccesso. La ricarica dei veicoli elettrici può essere regolata per tagliare la domanda o sfruttata come accumulo per il singolo utente o, attraverso un aggregatore, per offrire servizi alla rete. Le capacità degli accumulatori degli autoveicoli (tipicamente tra 10 e 100 kWh) permettono ricariche lente almeno parziali con le potenze domestiche, mentre la ricarica veloce richiede elevate potenze (fino a 600 kW per le ricariche di 20 secondi degli autobus alle fermate).

Il gas naturale è nel breve termine la soluzione per il trasporto su gomma, ma anche sull’acqua, per elevate distanze. I veicoli elettrici sono meccanicamente più efficienti, ma le batterie hanno ancora una densità di potenza e un costo che non permettono le percorrenze cui ci hanno abituati i veicoli odierni, soprattutto se a velocità sostenuta: l’autonomia di un autoveicolo che percorre una strada in piano più o meno si dimezza passando da 70 km/h a 130 km/h.

La trazione elettrica agli albori delle “carrozze senza cavalli”, a fine ‘800, sembrava la favorita; silenziosa, non aveva emissioni, le complessità meccaniche e di manovra della frizione e del cambio, ma soprattutto l’avviamento era facile rispetto alla faticosa e rischiosa manovella dei motori a combustione interna o ai lunghi tempi di riscaldamento di quelli a vapore. La trazione elettrica era superiore anche dal punto di vista delle prestazioni: la prima automobile a raggiungere i 100 km/h, nel 1899, è stata elettrica e un grande inventore e imprenditore come Thomas Edison si era impegnato a sviluppare, proprio per i veicoli elettrici, batterie più veloci da caricare, più leggere e meno ingombranti.

Ironia della sorte, fu un motore elettrico a decretare la vittoria del motore a combustione interna: il “motorino d’avviamento”, unito alla maggior densità di energia dei combustibili e alla facilità di rifornimento e di produzione in grande serie. Le emissioni allo scarico dei motori a combustione interna erano fastidiose, ma venivano considerate un netto miglioramento rispetto alle deiezioni della trazione animale.

Il fattore limitante della trazione elettrica sono state le batterie, per peso, ingombro e costo; tanto è vero che ha avuto una forte diffusione su treni, tram e filobus.

Un’estensione del concetto di veicolo elettrico senza batteria, al di fuori delle ferrovie e dei centri urbani, sono le linee aeree per elettrificare le autostrade, da percorrere con motrici dotate oltre che di motore a combustione interna, anche di un motore elettrico e pantografi. In Svezia è già stato realizzato un tratto sperimentale e recentemente è partito un progetto anche in Germania.

A metà strada è l’autobus che collega l’aeroporto di Ginevra.

La maggior densità di energia e il minor peso e costo degli accumulatori attuali – il cui sviluppo è legato a filo doppio con quello dei dispositivi elettronici portatili e alla loro straordinaria diffusione – ha riportato alla ribalta la trazione elettrica.

Nonostante il costo degli accumulatori sia sceso, la batteria continua ad avere un forte impatto sul costo del veicolo. Come agli albori, il veicolo elettrico si sta diffondendo per le sue caratteristiche di assenza di emissioni allo scarico, silenziosità e prestazioni superiori, iniziando dai veicoli di alta gamma, dove è stato possibile valorizzarlo al meglio e assorbire gli extra costi delle batterie. La trazione puramente elettrica è ormai una realtà nella fascia alta del mercato delle autovetture, almeno oltre oceano: nel 2016 e nel 2017 Tesla motors ha rappresentato la metà delle vendite delle grandi vetture di lusso nel mercato USA. Più in generale, i numeri delle automobili puramente elettriche rimangono ancora bassi in senso assoluto negli USA, con poco più di mezzo punto percentuale delle vendite. Le cose vanno decisamente meglio in Cina (1,8%) e nei Paesi Bassi (2,1%). L’unica eccezione è la Norvegia, con oltre il 20% di autoveicoli puramente elettrici (40% considerando anche gli ibridi). Considerando la somma delle vendite nel periodo 2011-2017 si è arrivati a un totale di quasi due milioni di autoveicoli puramente elettrici, circa la metà in Cina, dove il numero è raddoppiato nell’ultimo anno. Le politiche industriali e ambientali cinesi hanno portato alla forte crescita di produzione e domanda anche di altri settori: dei 250.000 veicoli commerciali leggeri prodotti nel 2017, i due terzi sono cinesi. Per gli autobus è quasi un’esclusiva: dei 100.000[1] autobus prodotti nel 2017, il 99% sono cinesi. Ci sono poi i piccoli veicoli a due ruote, prodotti in decine di milioni di esemplari.

Il veicolo elettrico a batteria in Italia è al momento legato alla mobilità condivisa o a politiche aziendali. Milano e Torino hanno recentemente acquistato alcuni autobus elettrici, ma la presenza maggiore è dovuta ai veicoli degli operatori dei servizi di car sharing elettrico (Roma, Milano, Torino, Firenze e Modena), scooter sharing elettrico (Roma e Milano) e bike sharing elettrico (Milano) e ad alcuni veicoli per le consegne cittadine.

Nonostante i benefici in termini di assenza di emissioni allo scarico, minori emissioni acustiche, maggior efficienza e minori costi di gestione e manutenzione, il costo sul ciclo di vita non è ancora competitivo per il privato con percorrenze di qualche decina di migliaia di km all’anno o anche per percorrenze maggiori se si hanno sgravi sui carburanti.

L’elettrico quindi deve essere utilizzato prioritariamente laddove si possano valorizzarne al meglio i vantaggi e ammortizzarne i costi: tipicamente con percorrenze elevate (trasporto pubblico o veicoli condivisi, con tutti o all’interno di organizzazioni) e in zone particolarmente sensibili alle emissioni allo scarico e sonore (es. centri storici, zone ospedali, servizi raccolta rifiuti notturni).

Per incentivare l’elettrico si potrebbe puntare su settori con alto utilizzo dei veicoli e quindi maggiori benefici, valutando la possibilità di aggregare la domanda (per esempio della PA).

[1] Dati IEA