Auto elettrica, vera soluzione o surrogato ?

Quando parliamo di auto elettrica pensiamo ad una mobilità pulita, ad una soluzione con zero emissioni nocive. Questo è sempre corretto quando ci fermiamo a considerare le emissioni del singolo veicolo in marcia. Il discorso può cambiare invece quando si attacca la spina alla rete, per ricaricare il pacco batterie. 
A questo punto l’affermazione “zero emissioni” continua ad essere corretta solo se l’energia che stiamo prelevando dalla rete per la ricarica viene prodotta a emissioni zero o prossime allo zero, cioè da fonti rinnovabili; e questa è una condizione che avviene ancora in una percentuale minima. Da fonte Enel, sappiamo che in Europa il 57,2% dell’elettricità viene prodotta da carbone (29,4%) e nucleare (27,8%). In Italia queste fonti, limitate al solo carbone, coprono il 14% della generazione nazionale, mentre ricorriamo agli idrocarburi per il 67,2% (11,2% petrolio e 56% gas), contro una media europea del 25,9% (3,3% petrolio e 22,6% gas). Anche in questo caso il ricorso alle rinnovabili è invece esattamente nella media europea, pari a circa il 16%.

Questo significa che, di fatto, le emissioni nocive vengono semplicemente spostate dal tubo di scarico del veicolo alla centrale elettrica e se questo non sposta di molto il problema, è però vero che si tratta di una soluzione che tecnicamente può consentire di avere un più facile controllo dell'inquinamento.

Se dal punto di vista dell’impatto ambientale l’ambito del dibattito è aperto, quello del costo del veicolo elettrico è invece più ristretto. Ha certamente un costo di esercizio inferiore a quello di un analogo modello dotato di motore a combustione interna, ma se confrontiamo un prezzo di listino di 10.000,00 Euro di una vettura a benzina di segmento A, con il prezzo di 36.280 Euro di una analoga elettrica C-Zero/iOn, registriamo una differenza di  28.260,00 Euro.

Un importo questo che consente di acquistare carburante in grado di farci percorrere ben 300.000 chilometri!

Da non tralasciare poi il fatto che se da un lato l’autonomia in elettrico di 100 km rende la soluzione ampiamente praticabile per l’uso in città, dall’altro non consente ancora di disporre di un veicolo multiuso familiare, sul lungo raggio.   

La domanda che si impone quindi diventa : c'è un modo più efficiente per immagazzinare energia da utilizzare nei veicoli ?

Un numero crescente di esperti sembra pensare che l’aria liquida sia la risposta. Più precisamente  la componente azoto, che costituisce il 78% dell’ aria. Non è proprio un’dea nuova.  L’aria è stata liquefatta nel 1883, utilizzando sostanzialmente  lo stesso processo di oggi: comprimendola a 200 atmosfere, raffreddandola a -190 ° C, e poi lasciandola  improvvisamente espandere e condensare. Il processo trasforma 1.000 litri di gas trasparente in 1,4 litri di liquido blu chiaro.

Utilizzando un contenitore ben isolato, l’aria liquida può essere mantenuta a pressione atmosferica per lunghi periodi. Quando viene esposta a temperatura ambiente inizia immediatamente a bollire, ritornando allo stato gassoso. Nel processo si espande di 700 volte e ha quindi la capacità di azionare un motore a pistoni o una turbina.

L'azoto liquido fa un lavoro ancora migliore. Essendo molto più denso dell'aria liquida, può immagazzinare più energia per unità di volume, consentendo percorrenze superiori. A parità di peso, l’azoto liquido racchiude molta più energia di quella delle batterie al litio utilizzate nei computer portatili, nei telefoni cellulari e nelle auto elettriche. In termini di prestazioni, quindi, un veicolo ad azoto è più simile a un veicolo elettrico che ad uno convenzionale.

La grande differenza è data dal fatto che un’auto ad Azoto liquido è probabilmente molto più economica da costruire di una elettrica. Ad esempio il suo motore non ha bisogno di resistere alle elevate temperature di un motore a combustione interna e quindi può utilizzare leghe a basso costo o addirittura plastica.

Non avendo bisogno di pesanti ed ingombranti batterie, può essere  più leggero e più economico di un veicolo elettrico. Inoltre, allo stato attuale, le batterie agli ioni di litio per i veicoli elettrici hanno un costo tra i 500 ed i 600 $ per kilowattora. La Nissan Leaf ad esempio dispone di 24 kilowattora e i 13.200 $ delle sue batterie rappresentano più di un terzo del prezzo di 35.200 $ di base della vettura. E' ipotizzabile che una analoga vettura ad azoto potrebbe quindi essere venduta per poco più della metà del prezzo di un auto elettrica.

Un importante passo avanti nella progettazione del motore ha reso l'azoto liquido un'alternativa ancora più attraente rispetto alle batterie al litio utilizzate per le auto elettriche. 

Un'invenzione fatta da Peter Dearman, un ingegnere Inglese, permette di far vaporizzare rapidamente l'azoto liquido. Viene iniettata nel cilindro una piccola quantità di acqua e antigelo (ad esempio, metanolo) non appena arriva l'azoto liquido, mandandolo in ebollizione ed facendolo espandere rapidamente, spingendo cos' il pistone verso il basso all'interno del cilindro. Senza l’invenzione dell’ing. Dearman sarebbe necessario progettare un motore multi fase, certamente ingombrante, più complesso e più costoso.

L'Institution of Mechanical Engineers di Londra è rimasto così colpito dagli sviluppi consentiti dall’invenzione dell’ing. Dearmani che ora ha costituito un gruppo di lavoro composto da ingegneri, accademici, funzionari governativi e leader del settore, per esplorare e sfruttare le tecnologie dell’Azoto liquido.

Se la mobilità ad Azoto, con un costo complessivo inferiore ed un rifornimento rapido si rivela la soluzione promessa dai veicoli elettrici, dove si collocano le auto elettriche di nuova generazione, siano esse equipaggiate con avanzate batterie e sistemi a carica rapida o con celle combustibile ad idrogeno di nuovissima generazione? Queste ultime sono soluzioni elettriche ancora molto costose, specialmente quelle a celle a combustibile. Si parla di 350.000 dollari per ciascun pacco-celle di terza generazione da 100kW,  montato sulle sole 200 unità prodotte da Honda e si ritiene che il costo sia lo stesso anche per il pacco-celle montato sui 70 veicoli Mercedes  F-Ccells.

Nonostante queste cifre, per certi aspetti scoraggianti, si deve sottolineare  come al recente Salone dell'Auto di Parigi oltre alla vasta gamma di veicoli elettrici esposti, facevano bella mostra anche ben sette nuove vetture a celle a combustibile . Di certo erano concept model, ma tutti erano perfettamente funzionanti!!

A ben guardare l'industria dell’auto sembra “coprirsi”, puntando sull’alimentazione elettrica.  Ma questo  è sostenere la tecnologia giusta?