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Auto Elettriche, Tecnologia & Ambiente

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Le automobili elettriche sono veramente una soluzione più ecologica?

Edoardo SadaEdoardo Sada

Con questo articolo vogliamo nuovamente portare all’attenzione del lettore un elemento che ancora divide le opinioni sull’impiego delle automobili elettriche come mezzo non inquinante.

Superate le paure relative all’autonomia dei veicoli elettrici, come se tutti facessimo 400 km al giorno, oggi, le critiche si concentrano sopratutto sul fatto che l’auto elettrica non rappresenti un alternativa realmente pulita rispetto alle auto a combustione interna.
La domanda è: chi obbietta in tal senso, ha tutti i torti ?
La risposta attualmente è: no.
Vediamo il perché:
Ci occupammo della medesima problematica nell’articolo “Auto Elettriche, inquinano veramente di meno?”.
Per arrivare alle odierne conclusioni ci siamo basati su una recente ricerca del 2018 pubblicata dall’ l’agenzia europea dell’ambiente (EEA) che ha condotto uno studio intitolato “Electric vehicles from life cycles and circular economy perspectives” in cui viene studiato l’impatto ambientale effettivo che i veicoli elettrici hanno durante tutto il loro ciclo di vita, cioè a partire dall’estrazione dei cosiddetti metalli rari o Critical Raw Materials utilizzati per costruire le batterie ed i diversi componenti, fino alla “fine” dei giorni dell’auto.

Lo studio si struttura in diverse fasi fondamentali, vediamo quali:
– la fase relativa delle materie prime impiegate per la costruzione dell’auto.
– la fase della produzione effettiva del mezzo.
– la fase di utilizzo.
– la fase di fine utilizzo dell’auto.

FASE UNO: le materie prime.
Per quanto riguarda la prima fase i punti critici sono delineati dal fatto che le emissioni legate all’estrazione di materie prime sono maggiori per la produzione di elettriche. Il problema è legato alla necessità di estrarre una grande quantità di metalli rari.
Queste materie prime vengono anche definite “critiche” nel senso di strettamente necessarie all’economia del nostro secolo, sono di non facile reperimento e sempre più richieste dai mercati. Questi metalli, oltre ad avere delle catene di distribuzione che portano con se possibili rischi di inquinamento (non che il greggio non abbia mai causato disastri ecologici), giocano un ruolo fondamentale nell’economia del vecchio continente e e sono un elemento fondamentale nel settore automotive.
Il settore automotive annovera la necessità di un’ ingente quantità di CRM come: la graffite, il manganese, il cobalto e il nickel che sono utilizzati nella produzione degli anodi e catodi delle batterie.
Ancora: il neodimio, il disprosio ed il praseodimio per la produzione dei magneti all’interno del motore elettrico.
I CRM, trovano inoltre un ampio spettro di impiego che passa dalla difesa, alla medicina, allo sviluppo di apparecchiature high-tech ed anche allo sviluppo del settore delle energie rinnovabili.
Oltre ai rischi di inquinamento derivanti dall’estrazione dei metalli (acidificazione dei suoli etc) un problema ulteriore è che per ottenere i CRM serve un grande dispendio energetico, e, questa energia è ancora in larga parte proveniente da fonti fossili.
Il dispendio energetico elevato, ed i rischi che derivano dall’estrazione dei metalli rari sono i primi degli elementi negativi che giocano a sfavore dell’auto elettrica in termini di quantificazione totale delle emissioni legate a questa.

FASE 2: la produzione dell’auto.
Questa seconda fase è direttamente legata alla prima, infatti vediamo che in uno studio di Ellingsen e Hung del 2018, dove sono stati trattati dati direttamente derivanti dalle industrie automobilistiche, si evince che per quanto riguarda la fase di produzione del mezzo, vediamo che il sul totale dell’energia richiesta e quindi anche le emissioni, il 33-44% deve essere imputato alla produzione delle celle e all’assemblaggio della batteria, quindi tutta la parte direttamente legata ai CRM.

Altro elemento da tenere a mente è il fatto che nella produzione delle auto elettriche viene impiegato molto più alluminio, rispetto alle auto tradizionali.
L’alluminio è uno dei metalli che richiede moltissima energia e quindi emissioni per essere prodotto.
NB: l’alluminio è anche uno dei metalli più riciclabili, e, quindi, impiegare alluminio riciclato potrebbe tuttavia contenere questo problema.

Nel seguente grafico viene riportato il paragone fra le emissioni derivanti dalla produzione dei due tipi di veicoli con un focus sulle emissioni legate alla produzione del veicolo e delle batterie, ricordando che vengono anche contate le emissioni dovute all’attività di emissione ed estrazione.

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Dagli studi riportati emerge che il rapporto dell’impatto ambientale della produzione di un’auto elettrica e di un’auto a combustione vi è un gap mai minore del 30% a sfavore delle elettriche.

Fase 2: negativa per le auto elettriche.

FASE 3: l’utilizzo dell’auto.
Questa fase è fondamentale per capire come l’auto elettrica possa essere effettivamente più pulita di quella a motore termico.
Ricordiamo che durante la fase di utilizzo un’auto puramente elettrica non presenta emissioni di gas effetto serra.
Le emissioni di particolato da essa derivanti sono per lo più derivanti dall’utilizzo dei freni e delle gomme.
Oltre al già menzionato inquinamento legato alla produzione, l’utilizzo dell’auto elettrica è causa di emissioni a monte, dovute al modo di produrre l’energia con cui queste vengono alimentate,e, ricordiamo, che hanno bisogno di molta energia!
La produzione dell’ energia con cui alimentare le auto è ad oggi la chiave di volta per abbattere sensibilmente emissioni di gas effetto serra in un’automobile elettrica e quindi renderla vincente in termini di diminuzione dell’inquinamento.
Lo studio dell’ EEA prosegue quindi con un’analisi delle così dette fasi Well-To-Tank e Tank-to-Wheel, abbreviate come segue:

WTT per veicoli termici o ICEV: ovvero dal “pozzo”, riferito ai pozzi petroliferi, quindi estrazione, raffinamento del petrolio e la sua distribuzione fino al serbatoio delle auto.
WTT per i veicoli elettrici o BEV: produzione di energia elettrica, trasmissione della corrente fino alla carica dell’auto.
Infine ci sono le fasi Thank-To-Wheel (TTW) che indicano invece l’utilizzo effettivo dei veicoli.

Abbiamo detto che la fase TTW dei veicoli elettrici non ha emissioni.
Bisogna allora concentrarsi sulla fase WTT, ovvero quella a monte dell’utilizzo del veicolo.

A questo punto entrano in gioco elementi che prescindono totalmente dall’auto, ovvero i processi di produzione e distribuzione dell’ elettricità per i BEV di combustibile per gli ICEV.

Focalizzandoci sui BEV, questo dipende molto dal paese o continente in cui si svolge l’analisi e lo studio rivela che in Europa, grazie al mix produttivo di cui dispone oggi il vecchio continente, le emissioni della fase Well To Wheel sono più basse per i veicoli elettrici rispetto a quelli termici come da grafico seguente.
Gioca un ruolo molto positivo la tendenza dei paesi di ricorrere sempre di più all’energia pulita.

(NB nel grafico vengono riportati tutti i tipi di veicoli elettrici, con la medesima conclusione a favore delle elettriche).

Questi dati possono fortemente variare a seconda della fonte di produzione di energia elettrica.
Gli stessi studi condotti in regioni della Cina, dove la produzione di energia è fortemente legata al carbone, hanno fatto notare come le emissioni delle auto elettriche potessero essere anche due o tre volte più alte di quelle delle auto a combustione termica, facendo risultare l’auto elettrica meno pulita!!!
Dal successivo grafico si evince che addirittura se le auto elettriche venissero alimentate da energia fossile quale il carbone il loro impiego sarebbe addirittura più inquinante di quelle a combustione interna.
(Colonna BEV-Coal).

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Insomma, se si vive in una civiltà dove per produrre energia si brucia carbone è inutile anche solo pensare di essere “green”…

Conclusione sulla fase 3: l’ auto elettrica può vincere in termini di emissioni più contenute ma se alimentata nel modo corretto!
Da questi fatti si evince come questa tecnologia possa essere una soluzione per abbattere l’inquinamento legato ai nostri trasporti se alimentata con energia pulita e non con tecniche di produzione ormai obsolete.
Mi permetto di dire che serve quindi contiguità fra le tecnologie.
Se l’auto elettrica è progettata nel 21° secolo per abbattere le emissioni di gas ad effetto serra, è necessario anche che si produca corrente elettrica con una tecnologia dello stesso periodo e che abbia lo stesso scopo.
Guarda il Mix energetico mondiale e capisci quanto siamo ancora legati al fossile.

Sostanzialmente con questo articolo abbiamo l’ennesima prova che all’umanità serve produrre energia pulita il prima possibile ed abbandonare definitivamente il deleterio ancorarsi all’energia fossile.

FASE QUATTRO: fine utilizzo dell’auto.
Questa fase rappresenta sicuramente il momento in cui le emissioni di gas effetto serra sono più basse.
In un ottica di circular economy, argomento sempre più promosso a livello internazionale e su cui si basa inoltre la fonte di questo articolo, questa quarta ed ultima fase fa vedere le auto dismesse non come un rifiuto ma come una possibile risorsa da cui recuperare elementi per riutilizzarli in altri modi.
Stimando che nel 2025 al mondo esisteranno 40-70 milioni di auto elettriche (fonte IEA2017/B), ecco che la cosa diventa interessante.
Attualmente in Europa esistono già delle linee guida che si sviluppano in tal senso con la end of life directive 2000/53/ec che è una legge che impone ai produttori di automobili determinati parametri da seguire al fine di rendere lo smantellamento delle auto più eco friendly, per esempio riciclando e recuperando parti delle automobili in determinate percentuali.
Se si pensa all’alluminio questo inquina moltissimo per essere prodotto ma è riutilizzabile al 100% oppure i magneti delle batterie o il riutilizzo di componenti.
A causa della “giovinezza” del mercato dell’automobile elettrica, ancora molti studi devono essere fatti per capire in che % il riutilizzo o recupero dei materiali e componenti sia possibile, tuttavia lo studio conclude che nei prossimi decenni tale attività crescerà esponenzialmente nel mondo.

Conclusione fase 4: presto per determinare, ma con buone prospettive per l’auto elettrica.

Per rispondere alla domanda con cui l’articolo è cominciato, ovvero se le auto elettriche sono veramente una soluzione più ecologica, possiamo con coscienza rispondere si, ma a delle condizioni!
Con altrettanta coscienza è doveroso ricordare che le automobili elettriche non saranno una soluzione finché queste verranno ricaricate con elettricità prodotta da energia fossile.
Per dare un idea ricordiamo che il settore dei trasporti pesa in Europa meno del 30% delle emissioni totali di gas ad effetto serra.
Andando ad agire sulla produzione di energia, si andrebbe a colpire sia la parte grossa della torta ed inevitabilmente anche il 30% rappresentato dalle emissioni dei trasporti diminuirebbe.

Spireall, raccontiamo il futuro.