27 giugno 2007

Risposte ad alcuni dubbi sulle auto elettriche

Rispondo qui alle ovvie, ma importanti e intelligenti, domande e dubbi che ciecodicolono ha posto al riguardo delle auto elettriche e dei cambiamenti introdotti dalla loro introduzione massiccia sul mercato.

1) siamo sicuri che si vada ad inquinare meno? siamo sicuri che il rendimento sia maggiore? un motore trifase ha un rendimento vicino al 100%, la rete di distribuzione ha un rendimento molto vicino al 100%, la centrale termoelettrica no! Oltre a questo, quanto e` il rendimento delle batterie che circolano? Spero che quelle a condensatori abbiano un rendimento serio...

Un motore elettrico spesso arriva al 90% di efficienza nella conversione a tutte le velocità (quindi quasi sempre) è può essere controllato in modo molto preciso. Un motore a benzina, nei casi migliori ha una efficienza del 30% e in media del 25%; un motore diesel ha una efficienza del 40%. La rete elettrica ha, probabilmente, una efficienza simile a quella dei motori elettrici (anche se non ho trovato dati in rete al riguardo mi pare una ipotesi plausibile - se non è vero segnalatemi una fonte che dica il contrario). Il rendimento energetico delle centrali termoelettriche, che usano turbine a vapore, varia dal 20% al 90%.

Quindi, a occhio e croce, nel caso dell'auto elettrica abbiamo una efficienza del 72% (90% x 90% x 90%) contro una del 25% o del 40% (che non tiene conto del fatto che il carburante delle automobili deve essere prodotto dalle raffinerie e questo richiede a sua volta energia e conta contro l'efficienza generale delle automobili a combustione interna).

Ho usato il valore più elevato di efficienza delle turbine a vapore, perché se il carico della rete può essere regolato in modo da rimanere quasi costante, diventa possibile usare le turbine a vapore quasi sempre al massimo dell'efficienza teorica.

Altro punto da tenere in considerazione è che le auto elettriche e in particolare le batterie della AltairNano permettono di recuperare una parte importante dell'energia cinetica quando si frena, cosa che un motore a combustione interna non può fare. In caso di fermata un motore elettrico si può spegnere e riaccendere senza problemi. Un motore a combustione interna continua a funzionare e a inquinare inutilmente. Il che gioca ulteriormente a favore dell'efficienza dell'auto elettrica su quella a combustione interna, in caso di utilizzo reale.

Il rendimento dei condensatori, di per sé è più elevato di quello delle batterie, in quanto per immagazzinare energia non richiedono una trasformazione chimica, ma solo l'accumulo di una carica elettrica sulla superficie del dielettrico. Le uniche perdite ci possono essere per le resistenze interne del condensatore elettrico, ma se è possibile ricaricare in 10 minuti il pacco delle batterie con 3KWh non deve essere molto elevato, altrimenti si surriscalderebbe paurosamente; ad un calcolo approssimativo si tratta di 18 K Joule al secondo o circa 6 K Calorie al secondo, pari a aumentare la temperatura di 6 litri di acqua di un grado ogni secondo). A occhio e croce, la ricarica in 10 minuti è possibile ma anche con un rendimento del 90% la batteria deve assere piuttosto calda alla fine. Nonostante tutto, sul banco di prova le hanno caricato e scaricato una per un numero di volte pari ad un utilizzo di 12 anni e ancora sta al 90% della carica e non hanno ancora finito di testarle. Dato che la batteria è il pezzo che probabilmente costa di più di tutta l'auto questo non è per nulla un male, anche se probabilmente sarà possibile comprare un'auto con una batteria minimale e poi installare altre batterie a fianco della prima per estenderne il range utile.

L'ultimo punto al riguardo è che una centrale che produce elettricità inquina di meno, molto di meno, rispetto ad un numero equivalente di motori a combustione interna, per il semplice fatto che l'emissione di gas e polveri avviene in un unico luogo, da un unico impianto, che viene monitorato da tecnici specializzati che lo fanno per lavoro.

2) costi... la gente (= la nostra società) riuscirà davvero a sostenerli?

Direi di si se lo stato non fa pasticci, cioè non si impiccia.

Il costo delle modifiche alle stazioni di servizio, alle case e ai servizi pubblici è minimo. Basta piazzare un cabinotto (tipo container) contenente gli accumulatori industriali nell'area di servizio (lontano dai depositi di benzina possibilmente ;-) ) e far arrivare un cavo elettrico dalla rete sufficiente a ricaricare gli accumulatori di notte. Installare un sistema simile nei parcheggi pubblici è semplice (sempre di un cavo parliamo, niente di complicato) e lo hanno fatto già a Londra (chi va con l'auto elettrica in centro e parcheggia può ricaricare l'auto gratis). Nulla vieta di avere simili impianti nei parcheggi dei luoghi di lavoro o negli ipermercati e simili. Anzi. Parcheggi, vai a fare la spesa e intanto l'auto si ricarica; ottimo modo per attirare la clientela.

Il costo dell'auto elettrica dovrebbe essere superiore a quello dell'auto a combustione interna, almeno all'inizio e per i modelli più piccoli, ma la differenza di costo si ripaga ripaga velocemente se uno considera il risparmio sul carburante e il fatto di poter entrare in centro senza che ti rompano le scatole con le targhe alterne e i giorni di chiusura del traffico.

D'altro canto, costa molto di più la dipendenza dal petrolio, l'inquinamento prodotto dalle auto che ci respiriamo, la manutenzione delle auto a combustione interna, etc. Se lasciamo che il parco auto a combustione interna vada incontro alla sua naturale obsolescenza e le auto nuove vengano sostituite con quelle elettriche non ci sono costi aggiuntivi importanti. Ovvio che se un Pecoraro Scanio si sveglia alla mattina e decide di mettere fuori legge in 2 anni tutto il parco macchine a combustione interna, questo comporta un costo imprevisto ed inutile, perché si è costretti a buttare rottamare una quantità enorme di automobili che funzionano perfettamente per i loro proprietari. In questo caso diventiamo tutti più poveri. D'altro canto, sarebbe un provvedimento inutile perché le auto che circolano di più sono anche quelle che vengono cambiate più frequentemente e quindi sarebbero le prime ad essere sostituite con quelle elettriche, in particolare le auto aziendali.

credo che il petrolio continuerà ad essere estratto per decine di anni. E` una risorsa molto economica e c'è tutta una industria consolidata che ne fa uso. Al massimo l'esportazione verrà gradualmente rediretta verso i paesi in via di sviluppo, cosa che per noi sarebbe di un certo vantaggio forse, ma solo supponendo di poter produrre energia elettrica con nostre risorse.

Come disse qualcuno (chi non mi ricordo) l'Età della Pietra è finita prima che finisse la pietra, l'Età del Bronzo è finita prima che finisse il Bronzo, l'Età del Petrolio finirà prima che finisca il petrolio. Nessuna di queste cose è avvenuta improvvisamente, ma tutte sono avvenute gradualmente. Mano a mano che le persone e le aziende si troveranno a dover decidere se acquistare un'auto elettrica (o una PHEV) o un'auto a combustione interna, se l'auto elettrica sarà vantaggiosa sceglieranno quella. Il prezzo del petrolio e degli altri combustibili scenderà di conseguenza. E, dato che si sostituisce il consumo di idrocarburi con il consumo di elettricità, si può usare elettricità prodotta anche con altri metodi (nucleare, idroelettrico, solare, eolico, etc.) se il prezzo del petrolio è troppo alto. La stessa tecnologia che rende praticabile l'auto elettrica rende anche praticabile la produzione industriale di elettricità solare ed eolica, che sono sorgenti incostanti, sia regolando il consumo a valle (caricando più o meno velocemente le automobili), sia regolando l'accumulo di energia a monte (caricando degli accumulatori industriali se l'energia prodotta non viene immediatamente immesse in rete).

Al massimo calerà il prezzo del petrolio ma i finanziamenti al terrorismo continueranno ad affluire;

Può essere, ma i regimi che si basano sul petrolio vedranno diminuire di molto la loro importanza economica e quindi la possibilità di ricattare i paesi che si riforniscono da loro. Inoltre, mentre la loro base economica si ridurrebbe, e con essa il loro potere di controllo sulla popolazione, si ridurrebbe anche la loro possibilità di finanziare il terrorismo. Per fare i terroristi ci vogliono un mucchio di soldi, per questo quei gruppi si danno molto velocemente alle rapine, al traffico di droga, di armi, etc. Si tratta di una necessità. Nel nostro caso, se gli arabi avessero la metà dei soldi che hanno adesso a disposizione, tolte le spese per vivere, gli resterebbe ben poco per continuare a rompere le scatole. Possono ancora avere le loro idee, ma senza denaro non possono agire. Qualcuno ha visto terroristi ispirati a ideologie africane? Io no, perché tutta l'Africa a sud del Sahara non ha soldi. Gli stessi iraniani, fino alla fine degli anni '90 erano molto più tranquilli proprio perché non avevano il reddito petrolifero che hanno adesso. Gli eserciti costano, i soldati mangiano tutti i giorni, le armi costano, in particolare se le devi comprare da qualcun'altro.

5) E poi l'energia elettrica come la produciamo? Col metano? Col carbone? Con l'uranio? Temo che non vedremo seri vantaggi economici finché non potremo produrla autonomamente;

Questo dipende da noi e dalle scelte che vogliamo fare. Certo che, se uno vuole mangiare solo caviale e champagne, è normale che abbia un elevato costo della vita e non abbia i soldi per riparare il tetto. E lo stesso vale per noi italiani che, non volendo le centrali nucleari, ne quelle a carbone, ne quelle eoliche, ne tutto il resto, siamo costretti a comprare dai paesi confinanti e sperare che loro continuino ad avere energia in eccesso da venderci.

L'ultima cosa da dire, è che ritengo che il passaggio da auto a combustione interna ad auto elettriche sarà graduale e passerà per l'adozione delle PHEV (Plug In Hybrid Electric Veicles), che mescolano un motore a combustione interna che ricarica le batterie di un'auto elettrica. In questo modo per i piccoli spostamenti quotidiani si usa il motore elettrico e la batteria, mentre per i viaggi più lunghi si usa anche il motore a combustione interna se non si trova un modo per ricaricarsi direttamente con l'elettricità.

Vorrei che la mia prossima auto fosse elettrica, ma temo che non lo sarà e temo che non lo sarà nemmeno quella dopo.

Se la prossima la cambi nel 2010 la possibilità di averne una ad un costo abbordabile non è proprio piccola. The Energy Blog e Green Car Congress hanno parecchi più informazioni sulla materie e molte delle cose che ho scritto e che sembrano fantascienza sono già in produzione o pronte per la produzione o stanno passando dal progetto alla produzione. Quest'ultimo è particolarmente interessante, dato che dimostra che negli USA la cosa la prendono molto sul serio. Green Car Congress: Opinion: Introducing the Cash-Back Plug-In Concept

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