Domani e dopodomani

Domani e dopodomani 

Tempo addietro, tirando le conclusioni sullo sviluppo delle auto elettriche e delle modifiche infrastrutturali e giuridiche necessarie (vedi note precedenti di questa sezione) dissi: 

Tutto ciò comunque richiederà uno sforzo e un cambiamento epocale in tutte le infrastrutture industriali e urbane, assolutamente paragonabile a quando, fra l’incredulità di tutti, pochissime automobili cominciarono a circolare sulle strade ed in pochi decenni soppiantarono completamente le carrozze, i tram  a cavalli e gli altri sistemi di trasporto che i ragazzi di oggi non riescono neanche ad immaginare.

In questo contesto si inserisce la scommessa di Tesla e SolarCity con cui abbiamo iniziato la nostra chiacchierata nel primo capitolo.

Si realizzerà tutto ciò o si rivelerà una pista falsa ed un’idea destinata a scomparire in qualche anno?

Una cosà è certa: l’umanità non potrà continuare su questa strada e qualcosa dovrà essere fatta in tempi brevissimi. Per la prima volta i governanti di tutto il mondo se ne sono resi conto veramente e Stati Uniti e Cina hanno congiuntamente preso la guida del rinnovamento.” 

E’ passato qualche mese e parecchie cose sono avvenute. 

Il salone di Parigi.

Come tutti sapete è una delle più importanti vetrine dei nuovi eventi e delle prospettive dell’automobilismo mondiale. Tutte i grandi fabbricanti di auto erano presenti con i loro nuovi modelli e, soprattutto per ciò che ci riguarda, con le loro idee circa i futuri sviluppi. La grandissima novità è stata che l’auto elettrica non è più vista come un qualcosa di sperimentale e futuribile (come potrebbero essere le auto a idrogeno), ma una realtà presente e in grande sviluppo. Quasi tutte le marche hanno oggi uno o più modelli elettrici (oltre a quelli ibridi “plug-in” già in vendita o che lo saranno nel corso del 2017.

Il CEO di Opel, Karl Thomas Neumann, nel presentare la nuova Opel Ampera-e, totalmente elettrica, ha dichiarato che essa era andata da Londra a Parigi, 417 km, senza bisogno di alcuna ricarica, aggiungendo con soddisfazione “ Quando siamo arrivati a Parigi avevamo ancora della carica disponibile”.

Senza arrivare a questi exploit che probabilmente avranno richiesto una notevole capacità di guida per minimizzare i consumi, le auto con autonomia largamente maggiore di 300 km senza alcuna ricarica sono oggi una realtà. Vi prego a questo proposito di guardate le figure annesse ai miei articoli precedenti per rendervi conto della velocità a cui questi cambiamenti sono avvenuti. Accanto a questa auto vi ricordo la Kia Soul, la Renault Tresor, le Smart a due e quattro posti, oltre ovviamente alla Tesla (l’apripista ed il leader di questo settore). Quest’ultima, oltre alla model X, di cui consegnerà quest’anno centomila esemplari, ha lanciato, per il 2017 la Model 3, finalmente una vettura di taglio medio.

Non sto a citarvi tutte le nuove macchine elettriche delle varie marche: potrete trovarle sulle riviste specializzate, ma menziono solo due notizie.

La prima è la Volkswagen, ancora non uscita dallo scandalo del diesel-gate. Essa ha esposto al salone la ID, un’auto totalmente elettrica con un’autonomia dichiarata di oltre cinquecento chilometri: non è ancora in vendita ma lo sarà fra tre anni.

L’altra notizia interessante viene dalla FCA (la nostra vecchia FIAT). Non ha presentato alcun modello elettrico, anzi un suo alto dirigente ha dichiarato al salone “E’ preferibile parlare delle auto che ci sono, piuttosto che inseguire quelle che ci saranno”.  Avrà ragione la FIAT oppure il resto del mondo? Dopo la serie di errori nelle analisi di mercato che FIAT ha accumulato negli ultimi trent’anni non c’è, a mio avviso, da ben sperare.

Auto elettriche a noleggio.

Mi reco spesso a Pavia per motivi familiari. Ero solito andare in automobile, ma di recente ho lasciato a casa la macchina per due motivi. Il primo è dovuto alla comodità e alla frequenza dei treni ad alta velocità che vanno da Roma a Milano in meno di tre ore. Il secondo può essere meno noto. A Pavia è possibile affittare auto elettriche a cinque Euro l’ora. Si prenota per mail (anche con il cellulare), si dice a che ora e dove si preferisce ritirarla e restituirla, ed il gioco è fatto. Si va nel luogo prescelto, via cellulare si manda un segnale, gli sportelli si sboccano automaticamente; basta staccare la spina dalla colonnina ed è fatta. Niente costi di  carburante, di parcheggio ( è gratis dovunque) etc. All’ora fissata si riconsegna.

Non è però questa la vera novità, almeno per me.

Ho letto su uno dei due  più importanti quotidiani cinesi  in lingua inglese che anche a Milano sono entrate in servizio le vetture di car sharing completamente elettriche. Esse nascono dalla collaborazione fra un gruppo di manager italiani (ex Fiat ed ex Piaggio) e la Shandong Xindayang  Co. LTD Cinese. (Fig,. 1)

Ho cercato la conferma sulla stampa italiana e l’ho trovata.  Ma bisognava arrivare in Cina per lanciare una macchina elettrica italiana? E’ una realtà modesta, si fa fatica a chiamarla “automobile” ma è qualcosa. 

Questo forse avverrà domani; e dopodomani?

Elon Musk, fondatore di Tesla e primo azionista anche di Gigafactory e Solarcity ha delineato il prossimo futuro come segue “immaginate che la vostra auto, dopo avervi accompagnato in ufficio torni a  casa a prendere vostra moglie e i bambini, accompagni anche loro a destinazione e poi sfrutti il tempo libero per fare il taxi fino a quando non vi servirà di nuovo”. Sembra un film di fantascienza ma non lo è, e forse quest’uomo entrerà nei libri di storia come Ford o Rockfeller che diedero un’enorme sterzata al cammino  eterno della società.

Partiamo dai fatti.

La guida assistita (ad un livello più o meno avanzato) è presente su molte macchine. Una macchina che parcheggia da sola o che, in emergenza, frena al posto del pilota, oppure che ti avvisa se stai per avere un colpo di sonno, sono tutte cose che non sorprendono più. Le nuove vetture Tesla, come pure altre vetture elettriche, verranno equipaggiate con tutta la meccanica e l’elettronica, l’hardware, necessari per una guida autonoma e sarà sufficiente istallare il software non appena sarà stato testato a sufficienza e si avranno le necessarie autorizzazioni.

La Uber, al centro di polemiche e azioni legali in tutto il mondo per aver rivoluzionato il concetto di taxi, sta già pianificando il secondo passo: il taxi senza pilota e si dice che sia in contatto con la Mercedes per definire la fornitura graduale di un numero enorme di autovetture realizzate secondo le esigenze specifiche di un trasporto pubblico.

Un numero notevole di auto a guida totalmente autonoma circolano già oggi sulle strade americane (ma anche su quelle europee) in via sperimentale, ovviamente con un pilota pronto ad intervenire sia per ragioni di sicurezza che per ovvie prescrizioni legali. Nessun sistema giuridico infatti accetta ad oggi vetture a guida autonoma non presidiate.

Ciò detto, non sto a descrivervi in dettaglio ciò che le varie fabbriche stanno facendo perché tutti i principali giornali parlano di questo. Non sto neanche a dibattere più di tanto se la leadership della produzione e vendita di queste nuove vetture sarà in mano alle società che si occupano di software e innovazione (Google, Apple, etc.) o alle tradizionali fabbriche di automobili. Non dimenticate che già ora le auto elettriche sono state definite “ l’involucro di una batteria” con ciò indicando il fattore critico per il loro sviluppo da un punto di vista tecnico (a parte quelli infrastrutturali e legali di cui ho parlato nei precedenti articoli).

Visto che a questo punto dobbiamo delineare un ipotetico futuro, facciamolo in grande e rivolgiamoci a chi lo fa per mestiere con metodologia, mezzi e strutture, studiando possibili scenari per conto delle principali entità industriali, economiche, finanziarie e politiche del mondo.

Una di queste società è la “2b AHEAD Think Tank” il più importante istituto “futurista” tedesco. Il Presidente Sven Gabor Jansky ha scritto vari libri ipotizzando cosa ci aspetta nei prossimi venti anni. Ovviamente si tratta di ipotesi (ma non di sogni) poggiate su solide basi. La dote comunque che caratterizza tutti i futuristi è un ottimismo (o talvolta un pessimismo) estremo. Del resto non si può fare questo mestiere senza una tale caratteristica. Mi limiterò qui a delinearvi il futuro come lo vedono Jansky e i suoi colleghi senza entrare in dettagli troppo lunghi, complessi o specialistici. Chi fosse interessato potrà andare direttamente alla fonte ed ai loro libri. Riassumo quindi i concetti principali. 

Tutti gli studiosi dell’argomento sono concordi nel dire che le macchine a guida autonoma  saranno il futuro e la discussione è solo fra quanti  anni ciò avverrà, ma comunque pochi. Lo sviluppo sarà in quattro fasi due delle quali sono già entrate nelle pianificazioni di molte fabbriche automobilistiche. Al contrario, tutti gli altri players del settore, società di trasporti pubblici, ferrovie, compagnie di taxi e soprattutto le autorità amministrative e politiche che si occupano di mobilità sono drammaticamente indietro nel valutare le conseguenze di questa possibile rivoluzione epocale. Analizziamo quindi le varie fasi. 

Fase 1. Scompare il volante. Sembra una banalità ma parliamo, al di là del fatto tecnico, di un aspetto psicologico e culturale enorme. Ci siamo abituati al cambio automatico (niente più frizione e cambio), molte  auto di media cilindrata hanno un dispositivo per cui, fissata la velocità, ci pensa la macchina ad autoregolarsi ed il piede si può togliere dal pedale dell’acceleratore ( fattaci l’abitudine è molto comodo), alcune auto hanno già la frenata automatica in emergenza; ma il volante no! Se ci pensate un attimo, il volante è il simbolo della mia volontà che deve prevalere su un robot!

Sembra uno scherzo ma oggi, fra l’ottica prevalente in Germania e quella in America c’è una differenza e questa è simboleggiata dal Volante. La tipica visione tedesca (ed io direi europea) è che esiste un pilota e attorno a lui si costruisce un’automobile, fatta per lui.

La prospettiva americana invece, è sostanzialmente guidata non dai fabbricanti di automobili ma da altre menti che pensano a un oggetto capace di trasportare in maniera sicura e confortevole un certo numero di persone da un punto a un altro. Esse non devono occuparsi di come ci si deve andare ma spendere il loro tempo per lavorare, rilassarsi o fare qualunque cosa ma non  guidare. In altre parole, secondo questa linea di pensiero le nuove automobili non saranno come le immaginano molti futuristi tedeschi, ma piuttosto avranno un certo numero di poltrone, schermi, e connessioni che ci permettano di occuparci delle nostre cose. Il finestrino potrebbe essere uno schermo trasparente o oscurato secondo le necessità del momento. Tutti solo passeggeri quindi, e nessun pilota.  

Fase 2. L’evoluzione del modello economico. Un alto dirigente della Volkswagen, alla domanda su quale sarebbe l’impatto di una tale modifica per i fabbricanti, ha risposto “ venderemo meno macchine ma avremo maggiori profitti.” Infatti, come detto prima, il proprietario di un’auto, invece di tenerla parcheggiata per la maggior parte del tempo, la farebbe girare continuamente ed operare un  servizio taxi. Altri invece potrebbero preferire di non comprare un’auto ma sfruttare quelle esistenti utilizzando una semplice “app”. Per inciso, la “car sharing” sta prendendo rapidamente piede anche in Italia con le automobili attuali e Milano è la città leader di questa novità. Non diminuirebbero le auto in circolazione ma si ridurrebbero fortemente le vetture parcheggiate. Il problema critico è un altro. I fabbricanti di automobili potrebbero avere le  proprie flotte di automobili ed invece di vendere solamente auto potrebbero vendere anche trasporti da un posto a un altro. Ma non sarebbero i soli attori. Avrebbero la concorrenza delle compagnie di taxi, di società tipo Uber, di gruppi come Google, le line aeree, e financo società tipo AirBnB. In altre parole, chiunque si occupi di mobilità potrebbe essere un attore di questo nuovo mercato.

Fase 3. La mobilità diverrà un servizio gratuito. Le prime due fasi sono già negli uffici studi dei grandi gruppi, ma cosa succederà con un’offerta che sarà ogni giorno più ampia? I prezzi crolleranno fino a raggiungere virtualmente lo zero. E i profitti? Non necessariamente. Guardate le linee aeree low cost che vendono passaggi aerei a prezzi fino ad oggi impensabili. O ancora di più a Google. Gli utenti ricevono il servizio principale in maniera assolutamente gratuita; ciononostante i profitti sono enormi. Chi paga? Chi chiede a Google servizi ausiliari come ad esempio la pubblicità dei propri prodotti. Ciò significa che il gestore delle auto offrirà ai passeggeri servizi ausiliari: film o videogiochi sui lunghi percorsi, acquisti via internet sui medi tragitti, oppure semplicemente trasmetterà su schermi onnipresenti pubblicità pagata dagli inserzionisti.

Fase 4 La mobilità a catena di blocchi (blockchain)

Qui entriamo nel futurismo più spinto, difficile da capire da un punto di vista tecnico e soprattutto psicologico.Tutte queste automobili devono poter interagire fra loro e non possono far riferimento ad un immenso computer centrale ma interagiranno direttamente con un sistema punto-punto che garantirà la sicurezza e l’accumulo di dati in ogni nodo. E’ il sistema su cui opera “bitcoin”. Sulla base di questo concetto si arriva ad immaginare macchine che valutano il loro “stato di salute” andando dal rifornitore di energia (elettricità, benzina o altro) quando serve, e così dal meccanico. Ed inoltre i passaggi auto sarebbero pagati direttamente, e le auto stesse comunicheranno in continuo fra di loro nell'ambito di una stessa zona,  in modo da coordinarsi, trovare i percorsi più liberi e sopratutto non investirsi. 

Inoltrarsi su questo tema è superfluo. Vale la pena però accennare a due punti

Il primo: è esperienza di tutti noi che ad esempio quando guidiamo in città e c’è un pedone che deve attraversare la strada, un semplice, automatico e involontario scambio di occhiate da ad entrambi la percezione che ci siamo accorti uno dell’altro e chi cederà il passo all’altro. Ora, fra automobili computerizzate e interagenti l’interazione sarà facile, ma fra un’automobile ed un essere umano? Di più, l’automobile potrà utilizzare un qualunque segnale (un lampeggio di fari), ma come capirà il cenno di un essere umano? E qui si inseriscono i sistemi moderni che, partendo da istruzioni di base, consentono già oggi ai computer un processo di autoapprendimento che sarà assolutamente necessario prima che i sistemi di autoguida possano diventare veramente operativi.

Infine il problema che secondo me è il più difficile: il problema legale! Oggi  è assolutamente vietato far circolare su strada veicoli del tutto privi di pilota. Questo però è già possibile per alcuni mezzi su rotaie (tipo metropolitane) ma in questo caso il problema è estremamente meno complesso ed esiste una supervisione centralizzata della rete.

Ma, pensate per un attimo a una vettura che viaggia da sola e si autocontrolla: in caso di incidente, chi è responsabile da un punto di vista penale?

Ringrazio E.M. per il supporto.

Auto elettriche: hanno un futuro? Cap. 1

Introduzione

I veicoli elettrici in senso lato (EV) possono dividersi prevalentemente in due grandi categorie:

Anzitutto quelli alimentati esclusivamente a batterie (nella terminologia internazionale BV)  che usano esclusivamente  un motore elettrico. In queste vetture la batteria  produce tutta l'energia necessaria al veicolo, non solo per la sua propulsione, ma anche per gli "ausiliari": radio, condizionamento, luci anteriori e posteriori etc. In pratica, a batterie scariche la vettura è totalmente bloccata e inutilizzabile.

E' ovvio che tali vetture hanno direttamente un'emissione  zero di gas serra e dei principali fattori inquinanti dell'aria , ed un livello di rumorosità molto basso.

Inoltre, rispetto ai convenzionali motori a combustione interna hanno un'efficienza molto elevata.

 

Una seconda categoria è costituita dalle vetture ibride che ormai sono abbastanza comuni sulle nostre strade. Quelle tradizionalmente esistenti (la gran maggioranza in Italia) sono dotate sia di un motore a combustione interna, che di una motorizzazione elettrica. Esse hanno inoltre una certa capacità di immagazzinare energia elettrica prodotta dal motore o recuperando energia durante le frenate (come per altro anche le vetture elettriche tradizionali). Le batterie alimentano il motore elettrico per produrre potenza addizionale o possono fornire da sole potenza alla macchina in  alcuni casi come per esempio in partenza o a bassa velocità

Queste vetture hanno certamente il vantaggio di ridurre i consumi, e quindi l'inquinamento diretto, ma non ci fanno fare molta strada dal punto di vista della riduzione della cappa di gas serra, di polveri sottili e di altri inquinanti che opprimono le nostre città.

Esiste però, estremamente interessante e promettente, un altro gruppo di auto ibride che con un acronimo inglese vengono chiamate  PHEV (Plug in Hybrid Electric Vehicles).

Si tratta in sostanza di veicoli ibridi a propulsione mista come il gruppo precedente, ma con un sistema di batterie capace di ricevere e immagazzinare energia elettrica direttamente dalla rete, oltre che con i sistemi precedenti.

E' del tutto evidente che un tale sistema combina i vantaggi propri dell'ibridizzazione  con la possibilità di muoversi anche per tratti più o meno lunghi (talvolta solo in maniera formale più che sostanziale per godere di agevolazioni fiscali o di altro tipo come vedremo in seguito) con utilizzo esclusivo del motore elettrico fino al limite della capacità delle batterie, evitando il rischio di doversi fermare per ricaricarle  (e prima ancora trovare un punto dove farlo). E' questo infatti ancora oggi, anche se le cose stanno cambiando ad una velocità incredibile, il vero handicap delle vetture elettriche.

Nella mia chiacchierata ci occuperemo quindi esclusivamente di EV e PHEV. Non tratterò le macchine mosse da celle a combustibile o a idrogeno che sono oggi presenti in maniera assolutamente marginale.

In un prossimo futuro mi occuperò di energia e inquinamento in forma più organica e generale, partendo quindi dal concetto di energia primaria ed energia secondaria.

In questa sede infine è necessario dire che, se è assolutamente vero che un’auto elettrica non produce gas serra e nemmeno polveri sottili, dobbiamo però correttamente ammettere che l'energia elettrica a cui le nostre auto si "abbeverano" quando le colleghiamo alle prese di corrente, non arriva certo dal cielo. Essa è stata prodotta nelle grandi centrali elettriche che in  grandissima percentuale fanno uso di combustibili fossili (carbone, petrolio, gas) oppure nucleari. Ne consegue che l'inquinamento "vero” è ben diverso da zero come affermato da certa pubblicità ingannevole o disinformata ed è legato al modo in cui l’energia elettrica è prodotta.

E' altrettanto vero però che se tutte le auto, gli autobus e le motorette nelle città, specie nei grandissimi agglomerati urbani di oggi, fossero mosse da energia elettrica l'inquinamento urbano, il più critico almeno per la salute, sarebbe enormemente ridotto. Di tutto ciò ci occuperemo in seguito ma per adesso torniamo al tema della nostra chiacchierata di oggi

Note per chi ha fretta

Il 2015 ha visto 1,26 milioni di BEV+PHEV in circolazione nel mondo, largamente al di sopra dell'obiettivo di un milione che ci si era prefissato. Questi numeri sono tanto più impressionanti se si pensa che solo un anno prima ne circolavano circa la metà. Il boom di auto elettriche in Cina, fortemente incentivato per ridurre i drammatici problemi di inquinamento urbano, la ha resa il primo mercato al mondo.

In fig. 1 allegata si può vedere la distribuzione generale nel Mondo.

 

 

Un altro dato molto interessante (fig.2 allegata) è  la variazione del costo delle batterie in $/KWh ed il miglioramento della energy density (in Wh/litro) che da una misura dell'ingombro delle batterie.

 

Sulle strade del mondo però circolano altri veicoli a parte le autovetture e tutti contribuiscono all'inquinamento delle città. La Cina, per i drammatici motivi di cui sopra ed a cui sta cercando di porre rimedio è di gran lunga il leader globale nel mercato dei veicoli elettrici a due ruote, con oltre 200 milioni di mezzi circolanti stimati, ed ha anche un parco autobus elettrici circolanti che supera le 170 mila unità.

Tesla- Solar city; un sogno o il futuro?

Immaginate un mondo in cui ogni palazzo è una mini centrale elettrica con pannelli solari sul tetto, batterie elettriche sulle pareti del garage, e macchine parcheggiate collegate alle prese di corrente in ogni posto macchina. Un apposito software gestisce l'interscambio di energia con la rete esterna.

Il 21 giugno di quest'anno (International New York Times) Elon Musk ha descritto questo mondo futuribile per spiegare le ragioni per cui Tesla ha deciso di acquisire SolarCity e creare l'unica società elettrica al mondo che integra verticalmente produzione e consumo. "Questo è un tentativo di creare la Apple della clean energy" - ha commentato Daniel M. Kammen, direttore del "Renewable and Appropriate Energy Laboratory" all'università di Berkeley - Siamo in presenza dell'avanguardia di una nuova ondata di società che possono rendere reale un nuovo mondo decarbonizzato"

Al di là delle reazioni della Borsa che non ci interessano in questa sede, cerchiamo di capire brevemente chi sono le due società in cui Musk già rivestiva un ruolo importantissimo come dirigente ed azionista.

La definizione data da Musk di un'automobile Tesla è "una batteria avvolta in una macchina". La Tesla Motors è un'azienda automobilistica che ha come obiettivo la creazione di veicoli elettrici ad alte prestazioni orientati verso il mercato di massa. Fondata nel 2003 a San Carlos in California, nel 2015 è stata classificata  da Forbes "l'azienda più innovativa al mondo". Nel 2006 ha presentato al pubblico la sua prima vettura e nel 2008 è iniziata la commercializzazione. Nel 2015 ha presentato il suo ultimo modello, una berlina di medie dimensioni, con un'autonomia media di 345 km, le cui consegne cominceranno nel 2017.

A partire dal 2014 Tesla sta costruendo, ed è questo il punto essenziale, una fabbrica di batterie agli ioni di litio, denominata Gigafactory, in cui prevede di produrre batterie per almeno 500000 machine all'anno. Lo stabilimento richiederà un investimento di 5 miliardi di $ e sarà operativo a partire dal 2017.

Gigafactory produrrà anche le batterie per la casa, chiamate Powerwall, di cui ha già avuto numerose prenotazioni e che spiega anche l'interesse per Solar City.

Infine i Tesla Supercharger sono dei punti di ricarica gratuiti per i possessori di auto Tesla che permettono di ricaricare le batterie dell'auto fino all'80% in circa mezz'ora. Il piano di Tesla è di installare una stazione di Supercharger ogni 300 km sulle principali strade di Stati Uniti ed Europa. Per quanto riguarda l'Italia, che come vedremo è molto indietro nell'utilizzo delle auto elettriche, esistono comunque già ora oltre 100 colonnine di ricarica Tesla.

La Solar City è una società americana, fondata nel 2006, che fornisce servizi legati all'energia con sede a San Mateo, California. La sua attività originale  è  la progettazione , fornitura ed installazione di sistemi di produzione di energia elettrica solare. Nel 2013 è stata classificata primo installatore amaricano per utenze residenziali e secondo in assoluto sul mercato americano.

Successivamente, la società si è andata sempre più trasformando in una società elettrica vera e propria , lanciando un programma per la creazione di "microreti" per comunità isolate, università, basi militari e città di medie dimensioni. Peter Rive, uno dei fondatori, lo ha definito " uno schema che può essere ampliato fino a diventare la rete elettrica del futuro". Grazie alla sua posizione di leader del mercato, si ritiene che SolarCity abbia il più vasto data base circa i dati tecnici e  l'utilizzo di energia elettrica solare da parte dei consumatori americani.

Nei giorni scorsi Elon Musk, ha annunziato che SolarCity sta per introdurre sul mercato un nuovo prodotto in cui le celle fotovoltaiche saranno un elemento costitutivo del tetto, piuttosto che elementi separati, installati sul tetto come è stato fino ad ora.

Infine un brevissimo cenno agli aspetti finanziari. La Borsa fino ad ora si è mostrata scettica, ma singoli investitori sono interessati all'affare ed alle sue prospettive future. Uno per tutti: un fondo di 280 milioni di $ partecipato anche da Google per finanziare installazioni solari residenziali. Esso costituisce ad oggi il più grande investimento di Google nella clean energy.

E’ del tutto evidente che un palazzo solarizzato, con prese di corrente in garage per ricaricare le automobili e banchi di batterie che bilanciano la produzione di energia elettrica durante il giorno e l’erogazione durante la notte, possa costituire un’innovazione  assoluta. Gli elementi perché questa visione, certamente la più rivoluzionaria da quando fu inventato il motore a combustione interna, possa diventare realtà ci sono tutti. Ma qual è la situazione oggi e quali sono i programmi  e le previsioni a livello mondiale per il prossimo futuro?

Lo vedremo fra circa una settimana

Auto elettriche: hanno un futuro? Cap. 2

AUTO ELETTRICHE – SECONDA PARTE E CONCLUSIONI

La conferenza sul clima di Parigi del dicembre 2015 (Cop 21) ha riaffermato la necessità e l'urgenza di dare una risposta coordinata e forte al problema del cambiamento climatico. In quel contesto si è concordato di fare ogni sforzo per mantenere l 'aumento della temperatura globale al di sotto di 2°C.

Per raggiungere questo obiettivo ambizioso è  necessaria, fra le altre cose, una riduzione drastica delle emissioni di gas serra (GHG) che in questo scenario dovrebbero ridursi  da 33 giga ton  del 2013 a meno di 15 giga ton. Oggi il settore trasporti contribuisce per il 23% alle emissioni totali; ne consegue che una drastica riduzione è necessaria per raggiungere tale obiettivo. La fig,  G da un'idea dei cambiamenti necessari da ora al 2050 rispetto allo scenario 6DS che si determinerebbe in sostanziale assenza di interventi, con prevedibili conseguenze catastrofiche. 

I veicoli elettrici (EV), ed in particolare quelli a batteria (BEV) e quelli ibridi con possibilità di caricamento esterno delle batterie (PHEV) costituiscono il fattore di maggior interesse sia per la maggior efficienza , sia per il fatto che allontanano l'emissione dei GHG dai centri urbani ( non dimentichiamo infatti che l'energia elettrica deve comunque essere prodotta). Inoltre le BEV,  determinando indirettamente un'emissione di GHG concentrata (le centrali elettriche) piuttosto che diffusa (i tubi di scappamento) ne permettono un trattamento più facile ed efficiente. Per la precisione, è necessario chiarire fin da ora che l'uso delle auto elettriche è un vero vantaggio dal punto di vista delle emissioni totali solo se l'energia elettrica per caricare le batterie è prodotta all'origine con emissioni inferiori a 700gCO2/ KWH, un valore poco realistico nei Paesi che fanno largo uso di centrali elettriche a carbone convenzionali.

Cercherò di trattare brevemente questo argomento, facendo riferimento essenzialmente ai Paesi aderenti al forum EVI che sono in questo momento i più sensibili al  problema specifico. Essi sono: Canada, Cina, Corea, Francia, Germania, India, Italia, Giappone, Olanda, Norvegia, Portogallo, S. Africa, Spagna, Svezia, UK, USA.

Oggi le automobili elettriche costituiscono una frazione insignificante del mercato:  circa lo 0.1% , mentre per i veicoli a due ruote siamo ormai a circa il 20% grazie alla enorme diffusione raggiunta in Cina ed al loro basso costo.

I fattori caratteristici per una maggior penetrazione degli EV nel mercato dovranno essere:

-          Il costo delle EV  rispetto alle auto analoghe con motori a combustione interna. Si                 dovrà arrivare  a differenziali di costo inferiori al 10%

-          Il miglioramento delle batterie che dovranno consentire una maggiore autonomia e               avere un maggior rapporto Wh/volume.

-          Le politiche dei vari governi

-          Un'adeguata diffusione delle stazioni di ricarica

Cercherò di accennare brevemente a tutti questi punti.     

Le batterie ed il costo

Secondo il DOE  il costo delle batterie per auto  era nel 2008 ( allora si parlava di PHEV) pari a 1000 $/Kwh, per poi arrivare a 268$/Kwh nel 2015. Le previsioni del DOE indicano oggi 125 $/Kwh nel 2022.

Alcuni fabbricanti hanno target ancora più ambiziosi. GM ha annunziato per la sua Chevrolet Bolt un costo di 165$/Kwh nel 2016 ed un target inferiore  a 100$/Kwh nel 2022. Anche Tesla prevede lo stesso target per le sue vetture.

Per quanto riguarda la densità di energia e quindi l'ingombro, nel 2008 (dati DOE) essi erano 60 Wh/litro, per poi diventare 295 Wh/litro  nel 2015 ed una previsione di 400 Wh/litro nel 2022.

Infine un dato pratico per gli utilizzatori: la vettura Tesla mod 3 in consegna la prossima primavera consentirà un' autonomia di 350 km circa  fra due ricariche. Questa macchina sarà quindi in grado di coprire senza problemi sia il traffico cittadino che quello regionale.

In fig. 1.sono raccolti tutti i dati di cui sopra. La fig 2 invece indica le nuove immatricolazioni e lo sharing del mercato nel tempo in alcuni Paesi particolarmente significativi. 

Da quanto sopra si può ragionevolmente prevedere che il miglioramento dei parametri che costituiscono oggi alcune delle principali barriere alla diffusione di EV, cioè il prezzo di acquisto (strettamente legato al costo delle batterie) e la percorrenza fra due ricariche, potrà renderle presto  competitive (specie il primo parametro) rispetto alle macchine a combustione interna convenzionali.

Per finire è  interessante accennare al principale fra i costi operativi, vale  a dire il combustibile. In base ai dati oggi disponibili ed alle tassazioni correnti di energia elettrica e benzina o gasolio, si può prevedere per un viaggio ad esempio di 100 km un risparmio del 50% in USA ed di  circa il 70% in Europa che in termini annui può comportare un risparmio di 2000÷3000 €. Vediamo ora brevemente gli altri aspetti indicati sopra.

Interventi governativi

Attraverso il sistema degli incentivi, le strutture governative centrali o periferiche possono fortemente orientare il mercato non solo come abbiamo visto prima verso le EV, ma anche  verso il rapporto BEV/PHEV. In Norvegia per esempio, le esenzioni dalla tassa di registrazione e dall'IVA spingono fortemente il mercato verso le BEV, mentre in Olanda esiste un sistema di incentivi a gradini, basato sulle emissioni: vengono incentivate fortemente le auto con emissioni inferiori ad 82 gCO2/km. In pratica tutte le EV ( sia BEV che PHEV ) stanno sotto questo limite e quindi oggi queste ultime sono favorite rispetto alle BEV  grazie a molti altri vantaggi, primo fra tutti l'autonomia illimitata dovuta  al motore a combustione interna (diesel, benzina, etc.).

Altri strumenti governativi capaci di influenzare il mercato sono però interessanti.  In molte città della Cina, con giganteschi problemi di inquinamento urbano, l'emissione di nuove targhe è contingentata ed esse  vengono assegnate per sorteggio o con altri sistemi. Le macchine elettriche invece sono esentate da ogni tipo di contingentamento quindi possono essere acquistate da chiunque. In altri Paesi, fra cui l'Italia, le macchine elettriche hanno accesso alle zone a traffico limitato (ZTL) e talvolta anche alle corsie riservate agli autobus. Questa incentivazione ha però una limitazione temporale intrinseca: infatti con l'aumentare di auto ammesse all'ingresso in aree a circolazione limitata ,esse si congestionerebbero presto, diminuendone  il vantaggio.

Non credo sia utile approfondire questi aspetti (che eventualmente potrò fare in un'altra occasione se di interesse) e mi limiterò a raccogliere in tabella 1 i principali interventi pubblici nei vari Paesi.

 

Infrastrutture urbane

E' necessario anzitutto farsi un'idea quantitativa del parco auto che potremmo aspettarci in futuro. A oggi ci sono 1.26 milioni di EV  circolanti, su un parco macchine totale di circa 1 miliardo. Una percentuale (0.1%) bassissima, anche se enorme ripeto a pochi anni fa.

Il 34% di queste auto è in America, il 30 % in Europa e il 36% in Asia. L'obiettivo dei Paesi dell'EVI sono  20 milioni di macchine per il 2020  mentre il COP21 ha un target di 100 milioni per il 2030 e lo schema 2DS ne considera 140 milioni per la stessa data. In fig  3.si ha un’idea dei vari scenari. 

E’ interessante notare che alcuni Paesi (Tab. 2) si sono già impegnati a raggiungere obiettivi sicuramente interessanti. 

Infine, e senza approfondire il discorso, alcuni datti (in Tab, 3) sulla diffusione dei veicoli elettrici a due ruote. In questa tabella manca il dato circa le nuove immatricolazioni in Cina nel 2015, ma si stima che esse abbiano raggiunto i quaranta milioni. 

Il raggiungimento di tutti questi obiettivi implica un profondo adeguamento, e direi un ripensamento totale, delle infrastrutture urbane necessarie, in particolare le stazioni di ricarica e la loro distribuzione fra alimentazione veloce e lenta.

Vediamo anzitutto la situazione a oggi e come essa  si è sviluppata negli anni scorsi (fig.  4 e 5 )

 Si può notare che il ritmo di crescita delle stazioni pubbliche di ricarica abbia fino ad ora seguito il ritmo di crescita delle auto in circolazione (71% contro 78%) nel 2015.

In sostanza si può vedere che il numero di auto elettriche per stazione pubblica di ricarica (EVSE) varia fra 5 e 15 con una media di 7.8 Si può vedere anche che il rapporto EV/EVSE nel caso di stazioni di caricamento veloce è 5.8 volte maggiore che nel caso di stazioni lente.

Anche in questo caso, per assicurare un adeguato sviluppo del sistema, e quindi delle auto elettriche, è necessario l’intervento pubblico. E’ dimostrato che sostanzialmente tutti i Paesi con un mercato di EV maggiore dello 0,5% danno incentivi diretti o fiscali per istallazione di EPSE privati nelle abitazioni o negli uffici, e lo stesso avviene per l’istallazione di stazioni di caricamento pubbliche.

La direttiva europea 2014/94/EU chiede a tutti i Paesi di stabilire i loro obiettivi per il 2020 in maniera che venga istallato un numero di stazioni pubbliche sufficienti ad assicurare il traffico urbano e suburbano. In linea ipotetica si dovrebbe arrivare ad una stazione ogni dieci veicoli circolanti.

In fig.6 sono raccolti gli obiettivi nei prossimi 15 anni, necessari per assicurare lo sviluppo del mercato di cui abbiamo parlato precedentemente. 

Ammesso che tutto ciò si realizzi, è evidente che la nuova situazione determinerà un considerevole cambiamento nel profilo di carico della produzione  elettrica (in gran parte le centrali) e nella distribuzione di potenza sulla rete. Il problema non è tanto l’ovvio aumento della domanda di energia elettrica quanto tutte le problematiche inerenti, i loro effetti a livello locale fino alla distribuzione in bassa tensione a livello di quartiere e di singolo edificio.

E’ inutile in questa nota entrare nei dettagli tecnici di queste problematiche, ma qualche indicazione può essere utile a inquadrare il problema. Le stazioni di caricamento lento, prevalenti negli edifici residenziali e, per gran parte, negli uffici, potrebbero essere munite di sistemi atti ad assicurare in automatico una certa flessibilità di uso e quindi avrebbero un impatto moderato. Molto diverso è il caso delle stazioni veloci che richiederanno un adeguamento sostanziale della rete di distribuzione in modo da poter rispondere alla domanda che sarebbe necessariamente alta e concentrata nel tempo, per lo più in alcune ore del giorno.

Conclusioni

Il numero di auto elettriche immesse nel mercato, ancorché ancora molto piccolo, sta crescendo con una progressione incredibile.

I vari governi si sono impegnati a supportare tale sviluppo secondo le raccomandazioni del Cop21. Se tali obiettivi si realizzassero, essi creerebbero un vantaggio immediato nella qualità dell’aria dei centri urbani riducendo significativamente l’emissione dei GHG ed il rumore.

Come abbiamo detto più volte però, per mitigare il degrado climatico globale, tutto ciò dovrà essere integrato, a livello di generazione di energia elettrica, con un mix a basso livello di produzione di gas di serra, polveri sottili etc. nelle centrali. I modi sono ben noti: sostanziale riduzione delle centrali a carbone di vecchia generazione, costruzione, per quanto possibile, di centrali pulite, uso di energie rinnovabili etc. In questo contesto si sta riaprendo in vari Paesi il discorso delle centrali nucleari con i nuovi criteri di sicurezza.

Tutto ciò comunque richiederà uno sforzo e un cambiamento epocale in tutte le infrastrutture industriali e urbane, assolutamente paragonabile a quando, fra l’incredulità di tutti, pochissime automobili cominciarono a circolare sulle strade ed in pochi decenni soppiantarono completamente le carrozze, i tram  a cavalli e gli altri sistemi di trasporto che i ragazzi di oggi non riescono neanche ad immaginare.

In questo contesto si inserisce la scommessa di Tesla e SolarCity con cui abbiamo iniziato la nostra chiacchierata nel primo capitolo.

Si realizzerà tutto ciò o si rivelerà una pista falsa ed un’idea destinata a scomparire in qualche anno?

Una cosà è certa: l’umanità non potrà continuare su questa strada e qualcosa dovrà essere fatta in tempi brevissimi. Per la prima volta i governanti di tutto il mondo se ne sono resi conto veramente e Stati Uniti e Cina hanno congiuntamente preso la guida del rinnovamento.

Voi che ne pensate?