Fotovoltaico e automobile elettrica: prospettive parallele

logoSino a qualche anno addietro, ogni programma di una diffusa introduzione di automobili elettriche sarebbe stato fuori luogo, non soltanto perché lo stato dell’arte dei veicoli elettrici non era sufficientemente avanzato, ma sopratutto perché l’energia elettrica era (ed è tuttora) scarseggiante nei periodi di picco della domanda. In una situazione di carenza, un ricorso massiccio all’energia elettrica per i trasporti non era ragionevole. Tuttavia, i recenti progressi del fotovoltaico ripropongono l’auto elettrica in una nuova prospettiva.

Oggi infatti si verifica una confluenza di eventi che potrebbe aprire la via a soluzioni nuove.

Le circostanze che giustificano previsioni ottimistiche sono:

– una diffusa consapevolezza che i combustibili fossili non sono inesauribili e che il costo del loro approvvigionamento pesa drammaticamente sulla bilancia dei pagamenti;

– la possibilità tecnica di uno sviluppo massiccio del fotovoltaico;

– lo sviluppo di una nuova generazione di batterie di accumulatori per trazione che consentiranno di diminuire i costi dei veicoli elettrici e di aumentarne l’autonomia;

– la considerazione che il settore trasporti consuma una frazione importante del petrolio importato;

– il fatto che nei Paesi industrializzati il parco auto si rinnova ogni 10 anni circa.

Ovviamente, non si propone di montare fotocelle sulle automobili. Ma, la maggior parte dei proprietari di case monofamigliari può installare un impianto fotovoltaico sufficiente per caricare periodicamente la batteria di un veicolo elettrico, oltre che soddisfare il normale fabbisogno per la gestione della casa.

Con l’energia di 1 kWh, un’auto elettrica può percorrere mediamente 4,5 km. Perciò con 15 kWh – la quantità di energia consumata giornalmente da una tipica casa monofamigliare – la suddetta auto elettrica percorre circa 4,5 X 15 = 67 km. Questa distanza è quella normalmente percorsa ogni giorno su tragitti suburbani e corrisponde a circa 2000 km/mese e 24.000 km/anno. Così, un collettore fotovoltaico da 30 m2 fornirebbe in un anno energia sufficiente per far percorrere ad un’auto elettrica 24.000 km: il costo annuale dell’energia per un’auto elettrica sarebbe equivalente al costo annuale della bolletta elettrica.

Va però tenuto presente che le auto elettriche funzionano ad accumulatori elettrici i quali costano. Lo stato dell’arte nel settore accumulatori è in rapido progresso.

Veicoli elettrici sono ora in uso in molti Paesi ed hanno dimostrato la loro affidabilità. In Inghilterra per es. molti furgoni funzionano ad elettricità. Negli S.V. è in corso di svolgimento un programma di sviluppo di veicoli elettrici e sono in circolazione 4000 auto elettriche, delle quali circa 1000 furono costruite nel 1980. Secondo le previsioni del DOE, alla fine del secolo negli S.V. vi saranno 8 – 9 milioni di veicoli elettrici.

È possibile convertire auto a benzina in auto elettriche, ma non sarebbe conveniente. L’auto elettrica sarà un veicolo completamente nuovo. La batteria di accumulatori sarà collocata in basso, sull’asse di figura del veicolo, in modo da abbassare il baricentro del veicolo stesso con effetti benefici sulla stabilità. Il motore elettrico a corrente continua sarà sistemato anteriormente, oppure sull’asse posteriore. Le auto elettriche avranno probabilmente freni rigenerativi, con un volano che assorbe energia quando l’auto rallenta e la restituisce quando il veicolo accelera. Questo riduce il carico sulla batteria e ne prolunga la durata. Il volano sarà alloggiato in una camera a vuoto per eliminare l’attrito dell’aria.

Sostanzialmente, l’auto elettrica è più semplice di quella a benzina e dovrebbe essere anche più affidabile. Il motore elettrico, che sarà reversibile, è caratterizzato da una forte coppia a tutte le velocità. Si può impiegare un semplice ingranaggio di riduzione del numero di giri e non sarà necessaria una trasmissione. L’utente non dovrà più preoccuparsi di organi quali lo starter, il filtro dell’olio, il carburatore, il cambio, le candele, il radiatore, la pompa dell’acqua, la pompa del combustibile, il distributore, la marmitta, il radiatore, il tubo di scarico e dei vari dispositivi antiinquinamento che oggi concorrono ad accrescere la complicazione dell’auto moderna.

L’auto elettrica è idealmente adatta all’uso urbano e suburbano: non soltanto non produce inquinamento atmosferico ma per il funzionamento nel traffico consuma meno energia dell’auto a benzina. Quando l’auto elettrica si arresta nel traffico, il motore non continua a girare in folle; semplicemente non gira. Il veicolo elettrico accelera facilmente dopo una fermata e funziona in modo efficiente alle basse e bassissime velocità, come pure alle velocità da autostrada. D’inverno, il riscaldamento del compartimento passeggeri può essere assicurato da una piccola unità ad alcol; in estate il raffrescamento si può ottenere mediante un compressore che funziona grazie alla batteria di accumulatori.

Le batterie di prima generazione saranno al piombo, del tipo ad acido solforico; queste possono essere ripetutamente scaricate al 20% della carica totale e ricaricate notte tempo oppure durante le soste lunghe nei parcheggi. La batteria al piombo/acido limita l’autonomia del veicolo a pieno carico a circa 150 km, in relazione anche al carico trasportato e al tipo di terreno.

Nuove batterie in corso di sviluppo, come quelle al litio e al solfuro di sodio entro pochi anni potranno raddoppiare l’autonomia del veicolo elettrico.

L’auto elettrica oggi si presenta interessante come seconda macchina per impiego urbano. Con l’aumentare (inevitabile) del prezzo della benzina, l’auto elettrica sarà usata sempre più frequentemente, relegando l’impiego di quella a benzina a casi di emergenza.

In combinazione con il fotovoltaico l’auto elettrica dovrebbe costituire un sistema di trasporto quasi «a prova di inflazione ». Con l’aumentare del rendimento del fotovoltaico diminuirà il costo unitario dell’energia motrice, al contrario di guanto avviene con i costi dei combustibili fossili. L’esteso impiego dell’auto elettrica ridurrà il consumo dei combustibili fossili e non sarà necessario costruire nuove centrali nucleari, mentre nelle città si eliminerà la maggior fonte di inquinamento. Questo si tradurrà in un meccanismo di « feed back» positivo: diminuendo lo smog nelle città l’aria diventa più trasparente ed i sistemi fotovoltaici diventano più efficienti.

Indiscutibile poi il vantaggio dell’automobile elettrica per quanto concerne l’inquinamento acustico, che oggi affligge i grandi centri urbani.

Il costo della adozione dell’auto elettrica dovrebbe essere basso.

L’80% delle automobili viene demolito entro il decimo anno di vita; il parco totale di camion e autobus ha una vita media di circa 7 anni. Sostituire le auto a benzina, quando sono logore, con auto elettriche è senza dubbio il modo più efficace per alleggerire la nostra dipendenza dal petrolio straniero. Il costo della trasformazione si identifica con la spesa della ricerca dedicata allo sviluppo del nuovo veicolo.

Attualmente l’industria automobilistica mondiale è impegnata a progettare automobili più piccole, più efficienti dal punto di vista consumo, e inevitabilmente più costose. Ciò che nessuno osa dire è che i motori a benzina più efficienti non segneranno la fine dei nostri crucci. Anche se, a parità di consumo di benzina, il chilometraggio dell’auto raddoppiasse con l’avvento dei nuovi modelli (ipotesi molto ottimistica alla quale nessuno crede), nel frattempo il costo della benzina sarà almeno raddoppiato e non avremo guadagnato nulla. Poiché il numero di auto sulle strade aumenta incessantemente, il consumo di combustibili fossili non diminuirà, né cambieranno in misura significativa i problemi di polluzione. In effetti, è venuto il momento di considerare seriamente la conversione delle auto tradizionali in veicoli elettrici.

In circostanze normali, l’energia elettrica fornita dalla rete di una centrale, richiede il consumo di una quantità tripla di energia fossile. In tali condizioni l’automobile elettrica non rappresenterebbe un uso appropriato dell’energia primaria e favorirebbe la tendenza a costruire nuove centrali. Ma se l’incremento di energia necessaria viene prodotto dal fotovoltaico, il quadro cambia completamente ed il futuro appare promettente. Le due tecnologie – fotovoltaico e veicoli elettrici – dovrebbero essere sviluppate contemporaneamente.