Ultimo aggiornamento: 2022/11/06 11:10.
Una delle critiche più frequenti alla mobilità elettrica è che non ci sia
energia elettrica sufficiente per caricare milioni di automobili. Le
analisi degli esperti
dicono che non è così, perché la percorrenza media giornaliera è ben sotto i
40 chilometri e quindi i kWh necessari ogni giorno sono una manciata
abbastanza facile da gestire con una carica lenta diurna o notturna; gli
ammodernamenti progressivi della rete elettrica che verranno fatti nei decenni
che ci vorranno per rimpiazzare tutte le auto a carburante saranno all’altezza
della situazione, a detta degli addetti ai lavori, se ci si rimbocca le
maniche invece di proclamare che ogni cambiamento è impossibile.
Ma in momenti come questo, in cui la generazione di energia elettrica è
azzoppata dalla scarsità d’acqua (necessaria per raffreddare le centrali
elettriche nucleari, a combustibili fossili e idroelettriche) e la Russia
minaccia di tagliare le forniture di gas per bullismo geopolitico, è
comprensibile che ci si preoccupi che la transizione alla mobilità elettrica
sia un passo troppo difficile da fare.
Quello che spesso non si considera in questa preoccupazione, però, è che
invece di costruire nuove centrali per caricare le automobili elettriche si
possono ridurre i consumi di queste auto. E si possono ridurre
tantissimo.
Ridurre i consumi dei veicoli elettrici significa che il loro fabbisogno
energetico diventa minore, che è già una buona cosa, ma significa anche che i
loro costi operativi diminuiscono, rendendo le auto elettriche ancora più
convenienti rispetto ai veicoli a carburante (già ora caricare un’elettrica
costa un quarto di quello che costa fare gli stessi chilometri con un’auto
tradizionale; immaginate quanto diventa attraente e conveniente un’auto che
costa sei-otto volte meno da rifornire).
Non solo: auto che consumano meno si ricaricano più in fretta, riducendo le
attese alla colonnina, e hanno bisogno di batterie più piccole a parità di
autonomia, per cui riducono anche il fabbisogno di materiali e l’impatto
ambientale (oppure rendono possibili grandissime autonomie usando le
batterie attuali). C’è insomma una sorta di effetto valanga positivo.
Il 90% di risparmio al chilometro, 1200 km di autonomia elettrica e la
possibilità di caricare semplicemente parcheggiando l’auto al sole vi
interessano? Sono risultati già fattibili adesso, con la tecnologia attuale, a
patto di ripensare a fondo il concetto di automobile e di allontanarsi
dalla mania attuale di costruire veicoli inutilmente enormi che hanno
l’aerodinamica di una lavastoviglie. Non va dimenticato, infatti, che a
velocità autostradali gran parte dell’energia viene consumata per fendere
l’aria. Pretendere di farlo con le forme ipertrofiche e squadrate che vanno
così tanto di moda adesso è una follia.
Vi propongo una rassegna di alcuni esempi di quello che si sta facendo nella
ricerca e che si fa concretamente, con veicoli che si possono acquistare già
adesso. Le tecniche usate per ottenere questi risultati non sono fantascienza:
sono, fondamentalmente, ottimizzazioni dei motori e dei materiali, riduzione
dei pesi e forme aerodinamiche più efficienti. Nulla che non si possa
fabbricare su vasta scala, insomma.
Mercedes Vision EQXX
Una casa automobilistica estremamente tradizionale come Mercedes ha realizzato
un prototipo di auto puramente elettrica che fa 1200 km con una carica e
consuma 8,7 kWh/100 km (11,25 km/kWh). Per fare un confronto, un’auto
elettrica attuale consuma oltre il doppio. La mia Tesla Model S, per
esempio, a velocità autostradali consuma 18-20 kWh/100 km, ossia fa da 5
a 6 km con un kWh. Questa Mercedes fa più del doppio della strada con gli
stessi kWh.
L’auto, una berlina a quattro posti lunga 4,97 metri, ottiene questo risultato
usando varie soluzioni. Ha un motore singolo invece dei due montati su molte
auto elettriche attuali, e questo aiuta a ridurre il peso (che è di 1700 kg,
di cui 488 kg sono costituiti dalla batteria da 100 kWh, che è a
raffreddamento passivo per ridurne la massa ed evitare il consumo energetico
di pompe e ventole); ha un impianto di climatizzazione ultraleggero e
alimentato dal pannello fotovoltaico sul tetto, in modo da non incidere sulla
batteria primaria; monta pneumatici a bassa resistenza al rotolamento e cerchi
lenticolari per ridurre la turbolenza prodotta dal passaruota; e ha
un’aerodinamica efficientissima (Cd 0,17), alla quale contribuisce uno spoiler
posteriore retrattile, che cambia la forma del retro dell’auto allungandola
quando è in movimento, in modo da farle assumere una sagoma più vicina a quella ideale. Su Ars Technica trovate una dettagliata recensione con altre informazioni tecniche.
Sorprendentemente, quest’auto non usa telecamere al posto degli specchietti
retrovisori esterni, come fanno altre auto (Audi Etron, per esempio) per
ridurre la resistenza aerodinamica. Secondo Mercedes, infatti, il consumo di
energia delle telecamere e soprattutto degli schermi interni che mostrano le
immagini delle telecamere laterali
vanifica
buona parte del loro beneficio aerodinamico; Mercedes ha scelto quindi di installare specchietti tradizionali ma meno grandi di quelli comunemente usati oggi. Anche il grande schermo del
cruscotto si accende
solo quando serve, sempre per ridurre i consumi.
La EQXX ha fatto vari viaggi dimostrativi su strade normali: per esempio, è
andata con una singola carica da Stoccarda a Cassis (in Francia, 1008 km). Con
un’altra singola carica ha anche
viaggiato
da Stoccarda a Silverstone, percorrendo 1202 km in 14 ore e 30 minuti (media
di 83 km/h), ed è avanzata carica per una decina di giri in pista a 140 km/h.
Intendiamoci: questo è un veicolo sperimentale che probabilmente non
verrà mai realizzato in serie e se lo fosse avrebbe un prezzo di listino
astronomico. Ma è una dimostrazione concreta, tangibile, di quello che si può
fare. Una volta dimostrata la loro fattibilità, le innovazioni tendono a
essere introdotte anche sui veicoli di massa. Airbag, ABS, barre
anti-intrusione, accensione elettronica, per esempio, sono tutte tecnologie
nate in fascia alta e poi portate nelle auto normali.
Lightyear 0
Questa auto elettrica iperefficiente a 5 posti, da oltre 1000 km di autonomia,
è invece acquistabile, anche se il prezzo è da capogiro: 250.000 dollari
(parte dell’importo serve a finanziare lo sviluppo del modello successivo, che
sarà a basso costo; questo è un veicolo a tiratura limitata di circa mille
esemplari).
Ruote posteriori carenate, forma a goccia, quattro motori integrati nelle
ruote (quindi niente peso e inefficienza del differenziale), telecamere al
posto degli specchietti e cerchi lenticolari contribuiscono a portare
quest’auto a 7,8 kWh/100 km o 12,8 km/kWh, ossia a consumi ancora inferiori a
quelli della Mercedes EQXX.
Inoltre la Lightyear 0 si
caratterizza per una superficie enorme di pannelli fotovoltaici, che caricano
la batteria relativamente piccola (60 kWh, ricaricabile dal 10 all’80% in
mezz’ora) anche mentre l’auto è in movimento. Normalmente i pannelli
installati sulle auto sono una perdita di tempo, perché non generano energia
in quantità significative per la propulsione, ma quest’auto è iperefficiente,
appunto, per cui quel poco di energia che i pannelli producono viene sfruttata
due volte meglio del normale, e in più la superficie dei pannelli è ben più
grande della norma (5 metri quadrati): una buona giornata di sole consente di
caricare (gratis) da 5 a 6 kWh, ossia una settantina di chilometri di
autonomia, che è più della percorrenza media giornaliera. Il che significa che
se viene parcheggiata all’aperto, è raro che debba mai caricare alla
colonnina. Addio problemi di chi non ha un posto auto da dotare di presa di
ricarica e di mancanza di colonnine. Si va in ufficio, si parcheggia l’auto
all’aperto e la si lascia lì a caricare, gratis e senza bisogno di prese o
colonnine o altro.
L’auto è lunga cinque metri e larga 1,9, e la sua forma allungata le
conferisce un Cd di 0,19. I pesi vengono ridotti usando una carrozzeria in
fibra di carbonio, che la portano a 1575 kg. Nel video qui sotto si vede un
modello di preproduzione.
Le specifiche tecniche del modello che verrà messo in vendita sono le seguenti: batteria da 60 kWh, 5 mq di pannelli fotovoltaici che generano fino a 1,05 kW, 10,5 kWh/100 km, 70 km di autonomia ricaricati per giorno di esposizione al sole (10 km per ogni ora di esposizione), Cd inferiore a 0,19, 1575 kd di peso. 640 litri di bagagliaio, carica rapida 520 km/h, carica domestica 32 km/h. La produzione dovrebbe iniziare in Finlandia entro fine 2022. L’auto è già prenotabile e configurabile online; ne verranno prodotti 946 esemplari al prezzo di vendita di 250.000 euro ciascuno.
Aptera
Quando scrivo “ripensare a fondo il concetto di automobile”, però, ho
in mente ben più di una forma a berlina molto aerodinamica. Ho in mente forme
e soluzioni come quelle di Aptera:
carrozzeria veramente a goccia (Cd 0,13), tre ruote per ridurre di un quarto
la resistenza al rotolamento, pannelli fotovoltaici per ricaricare anche in
movimento, pesi ridottissimi (da 900 a 1100 kg), due motori integrati nelle
ruote (tre nella versione top).
Risultato: fino a 1600 km di autonomia nella versione con batteria da
100 kWh, vale a dire 16 km/kWh
o 6,25 kWh/100 km. Il triplo dell’efficienza di un’auto elettrica
normale (che, non va dimenticato, è già enormemente più efficiente di qualunque auto a carburante). Ci sono inoltre fino a 65 km di autonomia gratuita ogni giorno grazie
ai pannelli fotovoltaici che generano fino a 700 watt, per cui in molti casi
non è mai necessario attaccarla alla rete elettrica per caricarla.
Quindi non grava sulla rete elettrica e nemmeno sul portafogli.
Il prezzo è già più abbordabile rispetto ai casi precedenti: si parte da
26.000 dollari per la versione base e si arriva a 50.700 per la versione a
massima autonomia. Il veicolo è a due posti, più un bagagliaio usabile ma non
eccessivo. Le dimensioni sono ragguardevoli: 4,3 metri di lunghezza e ben 2,23
metri di larghezza.
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Questi veicoli danno un’idea di quanto margine di miglioramento ci sia
nell’efficienza dei veicoli senza per questo mortificarne le prestazioni e la
fruibilità. E c’è ancora altro margine nelle batterie, con alleggerimenti,
composizioni chimiche più efficienti e ottimizzazioni.
Ovviamente, l’auto che inquina di meno e consuma meno energia in assoluto è
comunque quella che non si compra e non si usa, per cui l’efficienza non deve
essere una scusa per usare l’auto più di quanto sia realmente necessario o per
continuare a soffocare le città con automobili che sono sì pulite ma rimangono
assurdamente ingombranti (tutti questi esemplari sfiorano o superano i quattro
metri e mezzo); ma la sfida tecnica di fornire energia per la mobilità
elettrica di massa sembra meno drammatica di quello che molti pensano.
—
Se vi state chiedendo perché questi miglioramenti di efficienza (per esempio quelli aerodinamici, relativamente semplici) non vengono applicati alle auto tradizionali, la risposta è che su un veicolo a carburante non si percepiscono tanto quanto su un’auto elettrica, e quindi c’è poca richiesta: lo si nota da quanti preferiscono correre in autostrada con SUV e simili che hanno un’aerodinamica demenziale, tanto basta mettere un po’ di benzina in più e pagare un po’ di più. Il risultato è che è rarissimo vedere qualcuno che compra un’auto perché consuma poco. Su un’elettrica, invece, l’efficienza maggiore può fare la differenza fra fermarsi mezz’ora o un’ora a caricare oppure arrivare direttamente a destinazione.
Ho rimosso i riferimenti alla Sono Sion presenti nella stesura iniziale di questo articolo perché erano dovuti a un mio errore di conversione dei valori di efficienza. Questo articolo vi arriva gratuitamente e senza pubblicità grazie alle
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