Chi uccide l’auto elettrica

Il mio articolo per iMille-magazine

Tutte le case automobilistiche mondiali sono impegnate in percorsi ecologici, molti dei quali includono lo sviluppo dell’auto elettrica. L’assente probabilmente più noto in materia è FIAT, come più volte chiarito da Marchionne, ma anche altri.

A parole, tutti concordano che l’auto elettrica è una di quelle cose che farebbe bene all’ambiente. Nei fatti, pochissimi ne comprano una. Nonostante gli incentivi, infatti, dall’inizio dell’anno infatti le vendite di Nissan Leaf e Chevrolet Volt – campioni della categoria – negli Stati Uniti si sono fermate a solamente circa 10mila unità, in Italia i veicoli elettrici immatricolati nel 2011 sono stati 103. Per darvi un paragone, negli USA si vendono circa 10 milioni di veicoli all’anno mentre solo in Italia si vendono quasi 200mila FIAT Punto all’anno (1).

Non è la prima volta che l’auto elettrica è sembrata pronta al debutto. All’inizio degli anni 90, General Motors, grazie ai sussidi dell’amministrazione Clinton, introdusse sul mercato americano l’elettrica EV1. Ma nonostante le numerose richieste di noleggio e i feeback positivi degli utenti, i 5000 pre-ordini si tramutarono in solo 50 acquirenti, motivo che indusse GM a sospendere la produzione del veicolo, generando furiose polemiche con ambientalisti e complottisti.

Le previsioni elaborate dai centri di ricerca  sul numero di veicoli elettrici in circolazione nel futuro prossimo sono una di quelle cose dove regna il disaccordo più totale. Per il 2020, infatti, gli studi prevedono una diffusione dell’auto elettrica (o ibrida plug-in) che va dallo zerovirgola fino al 25 per cento del totale. Per il 2050 ancora peggio: le percentuali di vendite stimate variano dal 20 all’80 per cento. Questo accade perché le stime vengono generalmente fatte ragionando sul fronte della domanda. Si stima cioè la disponibilità dei consumatori a pagare di più per prodotti ecologici e si tramuta questa disponibilità in numero di veicoli venduti. Coi risultati di cui sopra.

Il problema è che il prezzo, anche se conta, non è tutto. Ragionando sul fronte dell’energia le cose diventano molto più chiare. Insomma, vendite al 10 o 20 per cento del totale del mercato significa considerare l’auto elettrica un prodotto di massa, maturo al pari di GPL e metano, e come tale deve essere attrezzato per autonomia, infrastrutture e consumi. La domanda da porsi dunque è: quali sono le condizioni tecnologiche per una motorizzazione di massa basata sull’auto elettrica?

Il problema dell’auto elettrica

La Nissan Leaf è stata eletta Car of the Year 2011 qualche mese fa ed è oggi probabilmente l’auto elettrica più diffusa. Simile per dimensioni e peso alla Volkswagen Golf, la prenderemo a modello da qui in avanti. Andiamo direttamente al nocciolo del problema dell’auto elettrica: la batteria, o, meglio, il suo costo e l’autonomia che garantisce. La batteria della Leaf è di quelle moderne agli ioni di litio: capacità 24 kWh, ha un costo stimato di 18mila dollari (2) e consente di percorrere circa 120 o 130 chilometri, decisamente pochi. Per cui, data la mancanza di una infrastruttura di ricarica, o si pianificano attentamente gli spostamenti o si corre il concreto rischio di rimanere per strada. In pratica, un’autonomia così limitata è un limite molto pesante alla flessibilità d’utilizzo e mal si adatta alla moderna società dei trasporti. A peggiorare le cose, i test mostrano che con un “pieno elettrico”, cioè con la batteria carica, l’autonomia varia da 75 a 220 chilometri in diverse modalità di utilizzo (3). Questa incertezza ha originato il fenomeno della “range anxiety”, la paura di rimanere a piedi, magari nel momento meno opportuno, per inaspettato esaurimento della batteria.

I motivi sono facilmente spiegabili. In un’auto che viaggia a velocità costante – ignoriamo per ora accelerazioni e frenate – l’energia viene usata per compensare le perdite dovute a essenzialmente quattro motivi:
- Resistenza dell’aria;
- Resistenza di rotolamento delle ruote (quella che vi evita di finire dritti in curva quando sterzate);
- Perdite nella trasmissione (inverter, motore, cambio, cuscinetti);
- Perdite ausiliarie (luci, display, ventole di raffreddamento, eccetera).

I primi due termini sono quelli più importanti. Ad alte velocità, infatti, l’energia viene essenzialmente usata per vincere la resistenza dell’aria, che aumenta come il quadrato della velocità. Raddoppiando la velocità, si spende quattro volte più energia per vincere la resistenza dell’aria. A basse velocità, invece, l’energia viene essenzialmente consumata dall’attrito delle ruote, proporzionalmente al peso dell’auto. Il calcolo preciso di questi termini è molto complesso e richiede la conoscenza di molti parametri generalmente noti solo ai costruttori. Per chiarire le dinamiche in gioco, però, anche un calcolo semplificato è sufficiente allo scopo.

La tabella sotto mostra l’energia usata della Nissan Leaf per percorrere 100 km a velocità costante e la relativa autonomia. Guardatela bene, poi facciamo alcune considerazioni.

Energia

A basse velocità (50 km/h) la resistenza dell’aria conta poco. Come scritto sopra. Il consumo dell’auto è basso e l’autonomia è di circa 175 km. A velocità medie (80 km/h) la resistenza dell’aria comincia a farsi sentire: l’energia usata aumenta del 50 per cento e l’autonomia cala di conseguenza a 130 km. Questo valore è molto vicino all’autonomia media segnalata dagli utenti – tra i 120 e i 140 km – a conferma della funzionalità del modello. Ad alta velocità (120 km/h) l’autonomia crolla a 90 km, come confermato da utenti americani. La ragione, come scritto sopra, è la resistenza dell’aria, che aumenta come il quadrato della velocità e fa impennare i consumi.

Allora basta andare piano? In fondo, dove si arriva in due ore si arriva anche in quattro. Non così in fretta. Primo perchè in autostrada a 50 km/h non potete proprio andare. Inoltre, tenere anche una più moderata velocità di 80 km/h vuol dire farsi sorpassare di continuo dai camion. Chiunque sia mai stato in autostrada sa bene quanto questa situazione sia pericolosa. In pratica, in autostrada siete obbligati a tenere una velocità sostenuta, aumentando i consumi e limitando l’autonomia dell’auto elettrica. Va aggiunto che in molti paesi europei l’autostrada è una scelta obbligata negli spostamenti extraurbani. Per quanto riguarda la guida cittadina le cose non vanno meglio. E’ vero che la velocità è generalmente ridotta, ma è anche vero che frenate e accelerazioni costano energia – e molto, nonostante il parziale recupero in decelerazione o col sistema Start-Stop – e sono molto più frequenti che non in autostrada (semafori, pedoni, ingorghi, eccetera). Insomma, anche in città ben difficilmente l’autonomia supera i soliti 120 o 130 km.

La grande differenza della batteria rispetto alla benzina sta nella densità di energia accumulabile e quindi nell’autonomia garantita al veicolo. Numeri alla mano, le moderne batterie agli ioni di litio hanno una capacità di circa 140 Wh/kg, mentre la densità di energia della benzina è di 12000 Wh/kg, 80 volte maggiore. Questo è da sempre l’enorme vantaggio della benzina sull’elettricità, e il motivo per cui la mobilità si è sviluppata attorno alla prima: perchè la benzina contiene molta più energia e, conseguentemente ma non solo, è più pratica da trasportare.

Intendiamoci, è possibile che domani le cose cambino. Togliendo tutti i camion dalle autostrade e abbassando i limiti di velocità le cose potrebbero volgere a favore dell’auto elettrica. O la scoperta di una nuova batteria con capacità due o tre volte maggiore degli ioni di litio (e costo possibilmente al di sotto della stratosfera). Purtroppo oggi nessuna di queste è in vista nel breve periodo. Il che sottolinea, ce ne fosse bisogno, l’importanza della ricerca.

Peso e materiali

Maggiore il peso dell’auto maggiori i consumi e, dunque, minore l’autonomia. Probabilmente lo sapete tutti. Questo avviene perchè il peso dell’auto grava sugli pneumatici che, quando si deformano, dissipano energia sotto forma di calore. La Nissan Leaf pesa circa 1500 chili, di cui quasi 200 di batterie. Raddoppiando la batterie si raddoppiano anche le perdite, oltre a raddoppiarne il prezzo per l’utente (e son altri 18mila dollari). La maggior parte del peso deriva dall’acciaio di cui è costituita la carrozzeria. Chi pensa che sia lusso e ostentazione si sbaglia. Il peso della carrozzeria deriva principalmente dagli standard di sicurezza, per evitare di passare a miglior vita al primo incidente.

Per ridurre il peso dell’auto è possibile usare materiali avanzati quali – in ordine crescente di costo e decrescente di peso – acciai ad alta resistenza, leghe di alluminio e plastica riforzata con fibra di carbonio (CFRP). L’acciaio ad alta resistenza è già usato nelle auto di segmento medio alto, l’alluminio è usato per le parti strutturali degli aerei e le CFRP nelle auto di Formula Uno.

La Tesla Roadster è probabilmente l’auto elettrica più avanzata esistente. Aerodinamica sportiva, dimensioni ridotte (è una due posti), costruita in alluminio e CFRP, monta una batteria da 53 kWh, più del doppio della Leaf. Nonostante la batteria pesi 400 kg, grazie all’impiego dei materiali avanzati la Roadster pesa solamente 1200 kg ed ha un’autonomia di oltre 400 Km. Tutto perfetto, se non fosse il prezzo: 100mila dollari. Oltre alla batteria, purtroppo anche i materiali avanzati costano un sacco.

La sfida del peso dunque si gioca non solo sul fronte delle batterie, ma anche sui materiali avanzati. La strategia intrapresa da alcune case automotibilistiche (tra cui BMW e Audi) mira a introdurre i materiali avanzati nel mercato di massa, riducendone il costo tramite nuovi sistemi produttivi. Purtroppo la possibilità che un’auto costruita con alluminio e CFRP riesca a costare come un’auto convenzionale è ancora remota. Perfino BMW, che ha cominciato a produrre da sola la fibra di carbonio per la sua serie-i elettrica, prevede una produzione  massima di 50mila unità all’anno. Il che corrisponde ad abbassare i prezzi della CFRP a “solo” due volte quelli dell’alluminio, che a sua volta costa tre volte più dell’acciaio. Detto altrimenti, ben difficilmente queste auto verranno poste in vendita a meno di 30mila euro. E’ dunque probabile che, per almeno un decennio, i costruttori d’auto continuino ad usare acciaio per la carrozzeria delle auto, possibilmente ad alta resistenza, più pesante di alluminio e fibra di carbonio ma più economico. Confrontando le 50mila unità previste per la serie-i con il milione e mezzo di vetture che BMW vende ogni anno si ottiene una buona stima della diffusione dell’auto elettrica e dei materiali avanzati secondo la casa tedesca: numeri alla mano, poco più del 3%.Tutto questo salvo effetti del picco del petrolio, ovviamente.

Ricarica

L’auto elettrica si ricarica di notte, quando i consumi sono bassi e l’elettricità costa meno. Quante volte avete sentito questa frase? Molte, è uno dei mantra dei sostenitori dell’elettrico. Vediamo i numeri.

In Italia circolano circa 35 milioni di auto. Se il 25 per cento fossero elettriche – la stima migliore per il 2020 – si consumerabbero circa 30 TWh di energia elettrica l’anno, che è meno di un decimo della produzione nazionale, per cui nessun problema. Guardando però alla potenza assorbita le cose cambiano. La Nissan Leaf monta una batteria da 24 kWh. Ricaricarla di notte significa assorbire una potenza di 3 kW per 8 ore dalla rete elettrica. Nove milioni di auto in ricarica – il 25 per cento del totale di cui sopra – assorbirebbero una potenza di 27 GW dalla rete. La potenza installata in Italia è di 106 GW, e il carico di notte è di solamente 25 GW (4), per cui ancora nessun problema. L’operazione di ricarica casalinga non è complessa, ma necessita di un box auto personale, cosa tutt’altro che scontata in città. Se non avete un box, vi serve un sistema di ricarica rapida, con cui ricaricare la batteria in pochi minuti (come si fa oggi con la benzina) o una colonnina di ricarica. E qui arrivano i problemi.

L’Europa sta investendo molto nei sistemi di ricarica rapida. Gli standard moderni mirano a raggiungere prestazioni di ricarica dell’intera batteria in 15 minuti. Conseguentemente, la potenza assorbita dalla rete aumenta a 100 kW per auto. Se la metà di quel 25 per cento di auto elettriche effettua una ricarica veloce contemporaneamente – per esempio la mattina, prima di recarsi al lavoro – la potenza totale assorbita dalla rete elettrica durante quei 15 minuti di ricarica arriva a 450 GW. Il quadruplo dell’intera potenza nazionale installata, e black-out assicurato. Ovviamente questo è un caso limite: la possibilità che l’intero parco elettrico carichi assieme a batteria è praticamente zero. Tuttavia, anche considerando la ricarica al netto del fattore di contemporaneità, è molto probabile che il dimensionamento della potenza necessaria nelle ore di punta superi i 100 GW, che è il totale dell’intera potenza installata nazionale. Detto altrimenti, a meno di non installare appropriati sistemi di accumulo dell’energia, in grado di conservare l’energia necessaria ed erogarla al momento opportuno, un’infrastruttura di ricarica veloce per milioni di auto elettriche è probabilmente destinata a scontrarsi con la realtà fisica della rete elettrica.

Ora le colonnine. Quante ne servono? Se ogni colonnina può ospitare quattro veicoli, per ricaricare la metà di quel 25 per cento di auto elettriche – l’altra metà, ottimisticamente, possiede un box auto privato – sono necessarie oltre 1 milione di colonnine a basso voltaggio. Per contro, in Italia ci sono 22mila distributori di benzina e sono più che sufficienti allo scopo. Questo fa ben capire quanto siano diverse le necessità dell’auto elettrica da quelle dell’auto convenzionale e quanto lontani dalla realtà siano gli annunci trionfanti per l’installazione di qualche decina di colonnine di ricarica per intere città o, peggio, intere provincie o regioni.

Tirando le somme

Quali sono le condizioni tecnologiche per una motorizzazione di massa basata sull’auto elettrica? Eravamo partiti da qui, e siamo arrivati a questo:

Il problema dell’auto elettrica è la batteria. Allo stato attuale della tecnologia, la batteria costa e pesa un sacco e consente un’autonomia ridotta. Investimenti sono dunque auspicabili nella ricerca di nuove batterie di più elevata capacità o di materiali avanzati dal costo contenuto. O tutti e due. Inoltre la presenza di una robusta infrastruttura di ricarica – centinaia di migliaia di colonnine, non decine – e sistemi d’accumulo dell’energia è condizione necessaria alla diffusione dei veicoli elettrici nel mercato di massa.

Che succede in caso di impennata incontrollata dei prezzi del petrolio per l’esaurimento delle risorse? Data la limitata autonomia, l’utilizzo dell’auto elettrica è principalmente ristretto all’agglomerato urbano. Se il petrolio dovesse esaurirsi prima del previsto, i governanti del mondo intero non avrebbero altra scelta che chiudere progressivamente ma fermamente le città ai mezzi a benzina/diesel, limitando l’uso dei carburanti fossili alle lunghe percorrenze extra-urbane.

Perché non farlo ora? Per due motivi semplici: primo perché l’industria dell’auto è una delle piú grandi del mondo e con le sue tasse si pagano tante cose (sanità, pensioni, assistenza, spese militari, eccetera). Secondo, perchè oggi un’alternativa elettrica di pari efficienza e capillarità delle infrastrutture alla mobilità a benzina semplicemente non è ancora pronta.

Si ringrazia sentitamente il blogger Defcon70 per dati, discussioni e miglioramenti al testo. Questo articolo è apparso ieri su iMille-Magazine.
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Note in Tabella:
[1] Resistenza dell’aria – area traversa della Leaf 2 m2, densità dell’aria 1.29 kg/m3, coefficiente di drag 0.4.
[2] stimato proporzionalmente alla Tesla Roadster, considerando peso del veicolo e caratteristiche degli pneumatici.
[3] stimato proporzionalmente alla Tesla Roadster, considerando le specifiche del motore.

Note a piè pagina:
(1) Dati UNRAE – www.unrae.it
(2) Al costo di 750 $/kWh (2010).
(3) EPA LA4 test cycle – AutoblogGreen (2010).
(4) Dati GSE (2011).

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29 Responses to Chi uccide l’auto elettrica

  1. ijk_ijk scrive:

    Una bellissima e completa analisi sulla realtà dell’auto elettrica. E’ sempre un piacere legerti. Mi piace come vai a fondo alle questioni tecniche con numeri e implicazioni economiche ma dissento dalla conclusione, cioè su cosa succederebbe se il petrolio si dovesse esaurire o essere inaccessibile economicamente: questo semplicemente nessuno lo sa. Tu dici che i governanti limiterebbero le auto endotermiche ai percorsi extraurbani o simili, ma in uno scenario simile non sappiamo neppure se ci saranno ancora governi o civiltà in grado di tenere in piedi un sistema industriale basato sul petrolio. Siamo di fronte al piu grande salto nel buio che l’umanità abbia mai affrontato.

    • filippozuliani scrive:

      Grazie dei complimenti. Certo, la mia e’ una speculazione. Ma io parto dal presupposto che a) ci sara’ ancora un governo e b) cercheremo di tenere il livello dei servizi di oggi (cibo, ospedali, eccetera). Ecco, se la mobilita’ diventa piu’ costosa e piu’ limitata nel raggio d’azione – perche’ l’auto elettrica fa 100 chilometri con un pieno – per mantenere gli stessi servizi alla popolazione bisognera’ concentrare le persone, al fine di poterle servire meglio con mezzi pubblici ed evitare viaggi troppo lunghi e dispendiosi alla distribuzione. Ergo, paradossalmente, la fine del petrolio puo’ benissimo portare ad una maggiore urbanizzazione del mondo civilizzato di quanto non sia oggi.

  2. JA scrive:

    Bella analisi, complimenti. Anch’io però concordo solo parzialmente con le conclusioni: qualsiasi risorsa economica non si esaurisce “improvvisamente”. Se il petrolio comincia a scarseggiare, i prezzi cominceranno a lievitare e nell’industria di processo torneranno competitivi altri materiali (vetro, legno, metallo, ad esempio) che richiedono un’inferiore uso di idrocarburi, e questo automaticamente ridurrebbe i consumi di petrolio, mentre diventerebbero convenienti estrazioni di petrolio (penso al Canada) che al momento sono anti-economiche perché meno efficienti, quindi aumenterebbe la produzione. Non vedo quindi tutta questa necessità di “politiche energetiche” tanto invocate che sulla base di alcuni visioni oniriche ambientaliste che finora hanno fatto più danno che altro.
    Un altro aspetto che non viene mai considerato nelle analisi dell’economicità delle auto elettriche è il riscaldamento dell’abitacolo. In Europa la metà dell’anno le auto vengono riscaldate dalle perdite del motore termico. Come si scalda un’elettrica? Mi sembra di ricordare, correggimi se dico una sciocchezza, che una versione elettrica della Fiat 600 aveva montata una piccola caldaietta A GASOLIO per riscaldarsi d’inverno!
    Un ultima cosa: nei sogni di ogni ambientalista c’è la diffusione delle auto elettriche e dell’energia fotovoltaica. Hanno pensato che le due cose, per i motivi che hai citato, non vanno molto d’accordo?

    • filippozuliani scrive:

      Grazie dei complimenti. Venendo alle domande: che io sappia l’auto elettrica genere un sacco di calore per le batterie. Nell’auto elettrica si usano infatti molti piu’ scambiatori di calore dell’auto normale, proprio per raffreddare i 200 chili di batteria che si scaldando quando l’auto e’ in funzione (hai presente quanto e’ calda la batteria del tuo telefonino dopo un’ora di chiamata?). Non credo ci siano tanti problemi. Che io sappia il tallone d’achille e’ invece il condizionatore per far freddo, che, se usato, fa calare brutalmente l’autonomia del veicolo.
      Sui sogni degli ambientalisti, auto elettrica ed energia fotovoltaica possono andare daccordo in un solo caso: ci vogliono sistemi di accumulo dell’energia per gestire i picchi della domanda di energia per le auto elettriche con l’intermittenza della produzione dei pannelli fotovoltaici. Certo, poi si tratta di capire quanto costano, questi sistemi di accumulo che, come hai letto qua, le batterie della Leaf costano una botta.

  3. In realtà le batterie di ultima generazione con tecnologia al litio non si riscaldano che di pochissimi gradi in più rispetto alla temperatura esterna come del resto il motore, questo dà la misura dell’efficienza totale del sistema (otre il 90%) rispetto alla motorizzazione endotermica (tra il 10 e il 30%). Una recente analisi della UE ha rilevato che solo il 10% degli automobilisti percorre più di 100 km al giorno quindi l’utenza delle auto elettriche è ben oltre il 90%. Quello che determina una stagnazione delle vendite di auto elettriche è una superficiale analisi dei costi che saranno messi in evidenza non tanto lontano del tempo. Bisogna avere pazienza ed aspettarci anche le restrizioni all’accesso nelle città delle auto inquinanti. Es. Firenze dal 2016.

  4. Opps! il riscaldamento dell’abitacolo è elettrico, per il condizionamento si possono adottare soluzioni alternative non energivore.

    • Defcon70 scrive:

      Concordo con Massimo,
      le attuali batterie di trazione hanno resistenze interne infinitesimali per cui l’innalzamento delle temperatura per effetto joule è veramente basso. Con il grafene in arrivo come materiale per la realizzazione dell’anodo delle batterie al Litio di prossima generazione, il problema si azzera.
      .
      Non concordo con Massimo,
      Sia il raffrescamento che il riscaldamento dell’abitacolo possono essere realizzati con una singola pompa di calore aria-aria, che altro non è che un “condizionatore” reversibile che costa quanto un condizionatore. Con lo stesso impianto, ma con consumi maggiori, si può anche termostatare la batteria per stabilizzarne l’erogazione di potenza e prolungarne la vita utile in climi più estremi. Volt ce l’ha di serie e Leaf optional. Il COP (Coefficient Of Performance) è maggiore di 3,5 con l’auto in movimento, ossia spendendo 1kWh di energia elettrica ottengo 3,5kWh termici, sia come frigorie che come calorie.

      • filippozuliani scrive:

        Avete ragione voi. Le moderne batterie agli ioni di litio scaldano pochissimo. Fa piacere avere commentatori cosi’ preparati, su questo blog. :-)

  5. Defcon70 scrive:

    Ottimo riassuntone, a scopo divulgativo.
    .
    Però sento il bisogno di fare alcune precisazioni:
    .
    1) Le elettriche pure (BEV) non hanno start-stop, hanno il recupero energetico in decelerazione, molto più efficace da un punto di vista energetico dello start-stop. Le ibride hanno entrambi.
    .
    2) Il numero delle colonnine di ricarica installate in alcune città italiane sono ampiamente sufficienti alle decine di BEV al mese che vengono venduti al momento in Italia. Anche solo quelle di Enel sono quasi sempre desolatamente libere. Ognuno se ne può accertare sul portale http://www.enelmobility.it . Non convinto, mi sono fatto un giro per Pisa a controllare: tutte vuote. Il che se volete si traduce anche in un vantaggio almeno per i primi automobilisti elettrici: sono decine di parcheggi liberi in pieno centro modestamente segnalati da segnaletica solo verticale, che gli automobilisti a pistoni pisani lasciano (incredibilmente) liberi.
    .
    3) I dati ISTAT dicono che oltre il 50% delle abitazioni italiane hanno almeno un posto auto privato (coperto o scoperto) come pertinenza. Ebbene sì: l’Italia è il paese della provincia non delle metropoli. E la statistica che riporta che il 90% degli automobilisti italiani percorrono meno di 100km al giorno, include ovviamente anche gli abitanti della provincia.
    .
    4) I produttori di pneumatici a basso attrito sono in attesa da anni di automobilisti con una più accesa sensibilità verso il consumo di energia… :-). Ero un giovanotto quando nel 1990 alla facoltà di Ingegneria di Firenze era in esposizione un prototipo di Punto ad alta efficienza del centro di ricerche FIAT che, tra i tanti accorgimenti messi in campo per arrivare alla prestazione di 1,8l/100km, aveva pneumatici “speciali” e gonfiati a 3,8 bar che davano un -30% di attrito da rotolamento.
    .
    4) No, non puoi calcolare il totale delle potenze di assorbimento dalla rete di distribuzione per ricarica veloce con una moltiplicazione! Deve essere una valutazione di tipo statistico, che considera un certo fattore di contemporaneità; la probabilità che tutto il parco BEV ricarichi in quei 15 minuti è tendente allo zero. Certo, conoscere qual è il fattore di contemporaneità è un’altra faccenda. Per me, in questo regno di incertezze, la miglior garanzia che le reti di distribuzione in MT delle città ce la faranno e che i due più grandi operatori della distribuzione elettrica (Enel e A2A) stanno investendoci sopra. E lo fanno perché vogliono fatturare quei 30TWh in più all’anno che te calcolavi, a mio avviso, sottraendoli ai petrolieri, anche per ripagarsi meglio la costruzione e l’esercizio di quelle Smart Grid che 20GWp di potenza intermittente da FV e eolico che abbiamo in Italia impongono di realizzare al più presto.

    • filippozuliani scrive:

      1) hai ragione, ma non credo cambi di molto il ragionamento.

      2) finche’ si vendono poche decine di BEV ovviamente poche decine di colonnine sono abbastanza. Pero’ allora scordiamoci un 25 per cento dello share di mercato per il 2020 e teniamoci lo zerovirgola.

      3) Mi sapresti dare un link ai dati ISTAT? che io sappia l’ultimo censimento degli automobilisti e’ avvenuto nel 2001. Ma nel 2001 l’indice di motorizzazione italiano era meno del 50 per cento, contro il 60 attuale (e son oltre 6 milioni di veicoli in piu’).

      4) vivaddio ai pneumatici speciali. :-) Tuttavia non capisco perche’ non siano gia’ in commercio, allora. Chi vorrebbe usare piu’ energia per niente?

      4-bis) Un attimo. Un conto di tipo statistico ti da’ l’evento piu’ probabile o quello incluso in qualche sigma, ma per assicurarti che la rete non cada in nessun caso devi metterti nel caso peggiore (il famoso albero che casca sulla linea ad alta tensione). Perche’ se succede il “cigno nero” e caricano tutti assieme, scatta il blackout e son dolori e soldoni persi. In ogni caso, il mio ovviamente non vuol essere un conto preciso al millimetro. Anche con una stima a spanna (statistica) ti esce comunque una potenza assorbita istantanea vicina a quella dell’intero parco italiano. Non stiamo parlando di 10 GW, stiamo parlando di 100 e passa che e’ una cosa enorme. Secondo me anche la Smart Grid non basta, perche’ stiamo parlando di un carico enorme assorbito con stretti limiti temporali. Ci vuole un sistema di accumulo.

      • Defcon70 scrive:

        2) Il messaggio che Enel vuol dare a costruttori, automobilisti elettrici e PPAA è: voi mettete BEV e/o plug-in su strada, io vi vengo dietro con le colonnine di ricarica. Le 38 che sono a Pisa al momento (che sono in realtà 76, perché da ogni singola si ricaricano due BEV contemporaneamente e ci sono due posti auto riservati) le hanno installate in 45gg con poche decine di Smart in giro per le strade. L’ulteriore bella notizia è che, con una tariffazione flat di 25€/mese ci fai tutte le ricariche che vuoi. Sarà solo una promozione iniziale?

        3) lo ricerco e te lo posto

        4) ci sono, ci sono in commercio. E’ che non le compra nessuno o quasi. C’è da meravigliarsi, visto che andiamo a giro con stufe a petrolio col 20% di rendimento?

        4 bis) tutti i sistemi elettrici (che sia produzione, trasmissione o distribuzione) di tutto il mondo sono dimensionati secondo la contemporaneità d’accesso. E’ un fatto, che tra l’altro vale su tutte le reti (gas, telecomunicazioni, ecc.). Anche i contratti seguono la stessa filosofia: su quelli domestici infatti abbiamo la potenza di picco e quella impegnata, sulle grandi utenze il distributore applica tariffe molto ridotte se il cliente è disposto ad accettare interruzioni che ripristinano condizioni di sicurezza sulla rete del distributore, ecc.. Non lo sa quasi nessuno, ma tra l’altro l’Italia è l’unico paese al mondo (grazie al contatore elettronico diffuso a tappeto su tutte le utenze) che ha un efficace piano anti black-out che avviene proprio tramite distacco a rotazione di gruppi di utenze per 15 min con controllo remotizzato dal centro di controllo del distributore. Quando abbiamo firmato il contratto elettrico per le nostre case, abbiamo firmato anche per l’accettazione di questa condizione di fornitura, a meno che nelle nostre case non siano presenti apparecchiature elettromedicali che tengono in vita un paziente.

        Il collo di bottiglia più difficile da abbattere sarà sempre quello trasmissivo in capo a Terna: infatti, le centrali di produzione italiane che fanno il grosso del lavoro (le turbogas, molte a ciclo combinato) sono tutte modulari e crescono a moduli tipicamente di 400MW: finché i russi, gli algerini e i libici ci venderanno metano, nessun problema a seguire aumenti di consumo che siano redditizi.

        Il modello di riferimento della Active Smart-Grid, include l’accumulo insieme alla generazione distribuita (rinnovabile o no che sia), certo. Bisogna vedere se quello disponibile sarà più impegnato a dare continuità alla produzione delle rinnovabili intermittenti piuttosto che a limitare gli assorbimenti dalla rete in AT nell’ipotetico picco mattutino per la ricarica dei BEV prima di andare al lavoro.

      • filippozuliani scrive:

        Solo un paio di repliche veloci:

        - pneumatici: se fanno risparmiare il 30% dell’attrito volvente senza controindicazioni dubito che nessuno corra a comperarli. Soprattutto in tempi di caro-petrolio. Dove sta l’inghippo? Costano una pacca? oppure non garantiscono la stessa tenuta di strada dei pneumatici normali?

        - rete: volendo fare un conto a spanna, 4.5 milioni di veicoli che ricaricano in uno spazio di 2 ore (la mattina prima di andare al lavoro, dalle 7 alle 9). Modellando l’accesso con una curva gaussiana a intervalli di 15 minuti non sovrapposti, il picco risulta di circa 1 milione di veicoli. Con 100 kW a veicolo, fa 100 GW di richiesta in contemporaneita’ d’accesso. L’intero potenziale della rete italiana. Occhei, e’ meno di 400 GW, ma e’ sempre una roba enorme. E stiamo parlando del 5% dell’intero parco auto italiano.

        Una curiosita’, che questa discussione mi piace molto: perdonami l’indiscrezione, sulla rete ti vedo molto e ben informato, assai piu’ del sottoscritto. Ci lavori dentro o in settori attigui?

      • Defcon70 scrive:

        ecco qua il link
        goo.gl/tw2Dl
        Occhio che sono le abitazioni censite, non gli abitanti e tanto meno gli automobilisti.
        La situazione, già ottima nel 2001, non può che essere migliorata per via dell’effetto delle norme urbanistiche che obbligano la realizzazione di ogni nuova abitazione con un numero di posti auto compatibile col numero di persone che le abiteranno.
        Analogamente, può esser fatta una ricerca per gli immobili commerciali o industriali.

      • filippozuliani scrive:

        Devo dire che queste statistiche mi lasciano perplesso. A leggere qua, di 21 milioni di abitazioni, i due terzi hanno un parcheggio privato. Il che fa minimo 21 milioni di parcheggi privati (minimo, perche’ sotto il porticato della casa del mio babbo di auto ce ne stanno due). Ora, come mai in citta’ o nei centri medio grandi non si trova mai un parcheggio che e’ uno?

      • Defcon70 scrive:

        Anch’io non sono troppo convinto, tant’è che preferisco pensare a un po’ più del 50% piuttosto che il 75%. Quanti interrati accatastati come garage sono stati trasformati in “tavernette”?
        Le città medio-grandi italiane però non fanno testo, specie gli affollati centri storici che hanno almeno 500-600anni: sarebbe curioso che ci fossero tanti parcheggi privati come pertinenza di abitazioni costruite per la gente andava a piedi o – i più fortunati – in carrozza.

        Comunque, ritornando al tema principale del post, l’auto elettrica non l’uccide… Renault. Ho appena prenotato il test drive della Fluence per il fine settimana del 15 ottobre a Firenze. Sono proprio curioso di provare come va e farmela spiegare nei dettagli (sempre che ci abbiano messo uno un po’ preparato…).
        Sono in tre città italiane, Milano Roma e Firenze, dettagli sul sito Renault ZE; dalla telefonata al call center ho intuito che non c’è ressa di richieste.

      • filippozuliani scrive:

        Facci sapere come va il test drive. Abitassi in Italia ci andrei anche io.

  6. Defcon70 scrive:

    - Continental è il marchio che storicamente l’ha introdotte. Costano il 10-15% in più. Stessa aderenza o giù di lì. L’inghippo sta nel fatto che i prodotti commerciali – meno spinti – non riducono il volvente del 30%, forse lo fanno del 10%.
    - sarò anticonformista, ma io ricaricherei alle 22.00 se tutti lo fanno dalle 7.00 alle 9.00! Anche perché la mattina son sempre di corsa…
    Il fatto è che non sappiamo se la ricarica rapida sarà quella che effettivamente prenderà più campo. Di certo la cosa piace agli addetti marketing in cerca di antidoti alla range-anxiety e agli automobilisti che ancora non si capacitano che i livelli di libertà individuale che ci ha dato la mobilità privata negli ultimi 60 anni hanno gli anni contati. Interessa meno Agassi e il suo Better Place oppure ai costruttori di batterie al Litio con tecnologia attuale, che le ricariche rapide ne diminuiscono la vita utile.
    - pura passione per il mondo dell’energia, specie la nobile elettricità. Il pane me lo guadagno con altre reti, quelle di telecomunicazioni.

  7. Martino scrive:

    Solo una nota:
    per ricaricare non basta un generico “posto auto”… deve essere anche raggiungibile dal filo elettrico di casa!

  8. michele ravanelli scrive:

    Con la tecnologia attuale l’auto elettrica e’ una chicca per appassionati. Al momento vedo molto meglio l’auto a idrogeno recuperato da energie naturali (vedi islanda) o da tecnologia nucleare ( sfruttando l’enorme surplus di una centrale ad esempio). Tale idrogeno è un vettore energetico senza alcuna emissione al di fuori di vapore acqueo sia se utilizzato in celle di combustibile sia gestito nei motori a combustione interna tradizionali. Chiaro che in un motore di questo tipo il problema e’ il trasporto dell’idrogeno (serbatoio tenuto a bassa temperatura per limitarne la perdita naturale causata dalla dimensione molto piccola delle molecole di idrogeno) ed il rendimento.

    • filippozuliani scrive:

      Chiaro che in un motore di questo tipo il problema e’ il trasporto dell’idrogeno.
      Hai detto niente. Oltre al fatto che la densita’ energetica dell’idrogeno compresso non è poi altissima.

  9. Defcon70 scrive:

    Allora, sono stato sabato mattina a provare la Fluence. Evento molto ben organizzato, senza badare a spese, con profusione di addetti all’accoglienza e a rispondere alle domande che gli venivano rivolte. Alcuni erano preparati, alcuni in particolare avevano partecipato anche alla campagna della seconda serie della Smart ED e sapevano la loro.
    Anche considerato che era sabato mattina alle 10, di gente ce n’era pochina. Età media di coloro che avevano prenotato il test drive, sorprendentemente alta, attorno ai 60. Le hostess che fermavano i passanti ottenevano però ottimi risultati: appena capito che quella berlinona e quel furgone erano elettrici puri, la gente si incuriosiva e chiedeva di provarle e venivano accontentati. Mi pare di aver contato 4 Fluence ZE e 4 Kangoo ZE a disposizione per la guida.
    Premesso che il test è stato di pochi km tutti urbani con poco traffico, quindi vale quel che vale, e che non tutti si sono molto sbottonati perché dubbiosi che ero un giornalista (sigh…), vediamo le sensazioni.
    Cosa mi è piaciuto:
    1) la fluidità di guida; mi aspettavo più strappo dai 220Nm di coppia, invece il controllo ai bassi regimi è totale, solo spingendo a fondo escono come ci si attende coppia e potenza. Meraviglie dell’elettronica non da hobbisti con firmware ben ottimizzati in combinazione con il pedale ovviamente drive by wire. Anche la ripresa da 50 a 70km/h è molto brillante. La sensazione che ho provato nella guida cittadina è stata simile a quella di una Golf con il V6 2800, che puoi lasciare in terza marcia e ci fai tutta la città. Il recupero energetico in decelerazione e frenata offre una sensazione molto analoga a quella della mia Honda Insight.
    2) il silenzio è imbarazzante: niente ronzii dall’inverter, vibrazioni dal powertrain assenti, il motore non si sente anche affondando; a 40-50km/h su manto stradale liscio il confort acustico è totale. Pneumatici a basso rumore da rotolamento sono consigliati per non rovinare la festa.
    3) compattezza del powertrain e dell’inverter/charger, tutti raffreddati ad aria, segno di alti rendimenti: essendo un BEV su un autotelaio derivato da uno nato per il termico, lo spazio nel cofano risulta sprecato e potrebbe essere 25 cm più corto. La cosa gioverebbe molto alla linea, visto che per tenere il baricentro della batteria non a sbalzo dell’assale posteriore, il passo è stato allungato di 15cm.
    4) climatizzatore caldo/freddo a pompa di calore con scambiatore di calore molto, molto grande (= maggior rendimento, quindi minor consumo di energia dalla batteria di trazione)
    5) la sobrietà degli allestimenti e della strumentazione: chi si aspettava le meraviglie à la Leaf rimane deluso. Io no che bado più al sodo. Non manca però la solita app per iPhone e Android per il controllo remoto dei tempi di carica e del climatizzatore.
    6) si carica sia a 3kW (con una normale presa industriale interbloccata da 220VAC) che a 6kW (con il connettore Mennekes) con il charger a bordo. Nessuna indicazione di costo sul charger esterno e/o di possibilità di noleggio. Erano in esposizione anche i charger Enel sia domestici che pubblici. Quello domestico sembra un contatore elettronico in scala 3:1 , proprio brutto. In compenso le colonnine pubbliche sono bellissime, in acciaio satinato e molto slim.
    7) Sebbene non ancora definito nel dettaglio, l’ulteriore indicazione sui contratti di noleggio delle batterie è che saranno personalizzati nella durata e nel chilometraggio annuale. La durata di riferimento è 3 anni, con 78€/mese per 10000 km/anno. Il risultato è che dopo 3 anni, con 30000km e il pagamento di 2800€, ti cambiano la batteria? Non lo so e non credo (e non lo sapevano neppure loro, anche se l’hanno confermato a parole)
    8) Dulcis in fundo, il prezzo di vendita 27000€ non è affatto fissato. Mi dicevano che Renault è intenzionata a fare altri sforzi per contenerlo ancora di parecchie migliaia di Euro (cinque?), specie nei paesi dove non ci saranno incentivi dello stato. Me lo diceva anche uno che era lì più per il bel taglio di capelli e l’abbronzatura che per altre ragioni, ne deduco che era la risposta che gli addetti marketing si erano raccomandati che dessero.

    Cosa non mi è piaciuto:
    0) La linea: non mi sono mai piaciute le berlinone, questa non mi fa eccezione. Anche l’aerodinamica non pare molto spinta, seppur curata.
    1) essendo un BEV nato da un autotelaio di una termica, niente acciai ad alta resistenza. L’ho chiesto e mi hanno risposto “che non ce n’è bisogno”. Mah…
    2) Il posizionamento della batteria (che è enorme): un parallelepipedo che si porta via i 3/4 della bauliera (e avete idea di quanto siano grandi le bauliere delle sedan delle ultime generazioni? ecco, questa bauliera lo sarebbe ancora di più perché come dicevo il passo è stato allungato di 15cm). Quello informato mi ha descritto e mostrato l’aggancio per le batterie da sotto-pianale à la Better Place, speriamo convergano velocemente a questa soluzione perché quell’enorme batteria in quel posto sbagliato stona proprio. Sembra il risultato di un retrofit (e in parte infatti lo è). La cosa curiosa è che sul Kangoo l’hanno messa sotto il pianale, anche perché diversamente diventava un furgonato per il trasporto… della propria batteria!

    In sostanza, credo che aspetterò la Zoe, che però è ancora un concept.

  10. Defcon70 scrive:

    Aggiungo un punto 3 alle cose che non mi sono piaciute:
    3) La batteria si può ricaricare solo quando ha raggiunto almeno il 50% di depletion. Non ho capito se è il charger integrato che non avvia la carica oppure se è il contratto di noleggio della batteria che lo vieta o entrambi.

    • Filippo Zuliani scrive:

      Hai chiesto i motivi? Perche’ a me pare una limitazione non da poco, considerato che la batteria ha un’autonomia di soli 120-140 km.

      • Defcon70 scrive:

        Sulla Fluence la batteria da circa 28kWh a 400V garantisce 185km di autonomia in ciclo standard. L’ho chiesto della ragione del 50%, mi ha farfugliato una risposta non chiara.
        La motivazione più ragionevole è che sia per prolungarne la vita utile, che si conta in numero di cicli di una certa profondità.

      • Filippo Zuliani scrive:

        A me risulta il contrario: meno profonde sono le scariche piu’ dura la batteria. Per cui, boh?

      • Defcon70 scrive:

        Mi sono espresso male. Ragionando a parità di kWh consumati o equivalentemente km percorsi in media, due cicli di scarica-ricarica del 40% degradano di più la batteria di un un’unico ciclo dell’80%? Per il Litio non lo so (e pochi credo lo sappiano, a parte quelli strettamente del settore che svolgono ricerche specifiche), per il vecchio Pb o anche NiMH la risposta è sì.
        Il fatto che Renault obbligherebbe (uso il condizionale perché i contratti di noleggio ancora non si sono visti) a una depletion almeno del 50% prima della ricarica, farebbe supporre che valga anche per il Litio.

        Dico una ovvietà, ma solo i risultati dall’uso medio sul campo dopo un numero sufficiente di anni diranno come stanno realmente le cose. Per adesso ci sono voci che dicono che test condotti (da chi: case automobilistiche? Privati che hanno fatto dei retrofit elettrici?) farebbero sperare su una durata superiore alle attese.

  11. Defcon70 scrive:

    Pubblicità:

    Ci siamo: nel pieno rispetto dei tempi, esce l’auto che, insieme alla Smart ED, farà partire il mercato “consumer” delle elettriche in Europa. La Zoe di Renault non è più un’idea ma un prodotto industriale. Rispetto al pre-serie, aumentata l’autonomia (a 200km ciclo standard – 250km in ciclo urbano), pompa di calore per riscaldamento e raffrescamento, tolti alcuni orpelli utili ma costosi (es. luci anabbaglianti a LED, ma hanno lasciato quelle di posizione), un po’ semplificati gli interni, via il tetto panoramico. Rimane, a mio parere, molto bella lo stesso con l’obbligatoria livrea bianca.
    Prenotabile subito, ritirabile da ottobre-novembre 2012, prezzo paragonabile a una Clio dCi, noleggio batteria a partire da 60-65€ IVA inclusa per 10.000km/anno.

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