Auto Elettrica - Teoria
Alcuni numeri per definire cosa può fare un'auto elettrica in termini di consumi e di autonomia. Prendo ad esempio tre tipologie di auto:
  • La Nissan Leaf ha una autonomia di 160 km, una velocità massima di 140 km/h, un pacco batterie al litio (Li-ion) da 24 kWh con una densità energetica di 140 kWh/kg e un consumo chilometrico di 0.15 kWh/km in un ciclo urbano di tipo americano (LA4 drive cycle). Il peso dell'auto è di 1545kg. fonte
  • I dati tecnici della Gem e2, un quadriciclo dalla velocità massima di 45 km/h, parlano di 6 batterie al piombo per una carica energetica complessiva pari a quasi 10 kWh. I consumi sono di 0.13 kWh/km nel ciclo urbano (0.15 kWh/km secondo lo "United States Department of Energy")
  • La Reva (un mio articolo che descrive l'auto) ha una autonomia di 80 km, una velocità massima di 65 km/h e un carico di batterie al piombo di 250 kg per 9.6 kWh, la densità è di 38 Wh/kg. Per la Reva in ciclo urbano i consumi sono di 0.12 kWh/km
Prima di tutto i dati forniti dalla Nissan mi sembrano molto favorevoli. Il mio dubbio risiede nel fatto che 15 quintali di peso consumino quanto la Gem e2 che pesa solo 330 kg: non sono convinto che migliori motori elettrici o un migliore recupero dell'energia in frenata compensino il maggiore peso.

Alcune tecnologie come le batterie al litio (litio-polimeri) arrivano a densità di energia pari a 200Wh/Kg, esistono anche le batterie non ricaricabili come quelle zinco-aria con densità sempre pari a 200Wh/kg, per i numeri che mostrerò alla fine posso anticipare che una tale densità è il minimo perché si possa parlare di auto elettriche utili in termini di sostituzione delle auto a combustibili fossili.

Con accomulatori "densi" come quelli al litio la e2 della GEM avrebbe una autonomia pari a 300Km in ciclo urbano con pesi inalterati.

Per la Reva che fa i 65 Km/h con 250 Kg di batterie al litio si avrebbe una autonomia di oltre 400 Km, meglio di alcune auto a combustione.

Per quanto riguarda i consumi energetici e i costi associati occorre essere prudenti. Le auto come la Gem o la Reva sono molto leggere (750 Kg per la Reva, 330 kg per la Gem e2), se si tentasse di spostare auto come la Golf con l'elettricità allora i consumi sarebbero molto più alti (per la Nissan Leaf questo pare non vero avendo gli stessi consumi della e2).

Comunque per queste due auto elettriche (Reva e  Gem) il costo chilometrico è di 1.8 €cent mentre è di 18 €cent per fare 10 kilometri (costo elettricità 14 €cent/Kwh).

Occorre precisare che in italia si pagano 14 €cent al kWh di media ma se una famiglia media (2700 kWh/anno) ricarica la Reva sempre a casa allora pagherà indicativamente l'elettricità per l'auto elettrica il valore di 18 o 23 €cent/Kwh per questioni di politica energetica scelta dallo Stato.

Per la benzina lo Stato ha scelto di fare pagare circa il 286% di tasse (calcolo sul prezzo di 1.16 €/litro), considerando sia l'iva che le accise. Se una tale cifra fosse applicata anche sull'elettricità si avrebbero costi molto più alti di quelli indicati di seguito:


Consumo Kwh/Km Costo €/10km (1) Costo €/10km (2)Costo €/10km (3)
Leaf Nissan
0.15
0.11
0.21 e 0.35
0.35
Reva/Gem 0.13 0.09 0.18 e 0.30
0.30
Golf benzina 14 Km/l 0.29 0.93
(1) Prezzo dell'elettricità industriale pari a 7€cent/Kwh, 41€cent/litro per la benzina industriale (senza tasse)
(2) Costo elettricità pari a 14 €cent/kWh, 
prezzo finale 1.30€/litro per la benzina per la golf (costi con le tasse e l'iva).
(3)
Costo elettricità pari a 23 €cent/kWh,

Alcune tecnologie interessanti permettono di fare il pieno di energia elettrica tramite un liquido, solitamente un acido. Si tratta delle pile Redox che hanno però densità di energia molto bassa (30Wh/Kg). Si stanno studiando varie combinazioni di sostanze chimiche e il massimo che ho visto è stato di 50Wh/Kg. Siamo lontani del minimo necessario (200Wh/Kg) ma con questa tecnologia si può fare il pieno di energia elettrica in pochi minuti come si facesse un pieno di benzina.

Il prof Ugo Bardi dell'università di firenze ha scritto un interessante articolo molto discorsivo sui veicoli elettrici che dimostra come il loro inquinamento sia inferiore a quello delle corrispettive auto a combustione. Nell'indagine il prof ha tenuto conto dell'inquinamento complessivo della catena dell'energia dalla costruzione della centrale elettrica al veicolo elettrico.

P.S. Le conclusioni di questo testo in una prima scrittura erano che una automobile pesante come la Nissan avrebbe dovuto consumare molta più energia di una automobile come la Gem e2, sembra che così non sia. Farò attenzione a test indipendenti su questa auto elettrica che potrebbero comunque confermare i dati della Nissan. Da alcuni commenti trovati sui forum sembra che abbiano realizzato un ottimo sistema per il recupero dell'energia in frenata (derivato dall'esperienza in formula uno) per cui i consumi sono molto buoni nel ciclo urbano.

Nota:
prima stesura di questo articolo: 25 apr 2005
riscrittura completa di questo articolo: 26 mag 2010


Sandro kensan Data: 27 mag 2010
Letture di questo articolo: 28823

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