lunedì, gennaio 05, 2009

Le auto corrono con energia verde elettrica, non gas


Le ragioni di un 'si' ai veicoli elettrici in USA e un 'no' ai veicoli a metano

created by Max De Carlo


Mi è sembrato interessante l'articolo intitolato "Run Cars on Green Electricity, Not Natural Gas" scritto da Jonathan G. Dorn (*) uscito il 19 Novembre dell'anno in corso sul sito web "Earth Policy Institute" (**) fondato da Lester Brown (Plan B 3.0: Mobilizing to Save Civilization) .
Qui si spiega il perché sia conveniente utilizzare i veicoli elettrici piuttosto che i veicoli a combustione interna a gas metano procurando vantaggi da tutti i punti di vista sia energetici e ambientali. Niente di nuovo rispetto a quello che diciamo noi di ASPO da qualche anno a questa parte, ma mi sembra significativo il fatto che le stesse cose, finalmente, vengano dette anche oltre oceano dove si consuma un quarto delle risorse energetiche globali.
Massimo De Carlo

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Il drammatico aumento dei prezzi del petrolio all'inizio di quest'anno, che si è tradotto poi in prezzi più elevati alla pompa di benzina negli Stati Uniti, ha prodotto preoccupazione riguardo la dipendenza estera del petrolio negli USA ed ancora una volta ha messo in discussione la sicurezza energetica nazionale . Combinata con la crescente comprensione che le emissioni di carbonio date dalla combustione di combustibili fossili portano al cambiamento climatico globale, il dibattito è ora focalizzato su come ristrutturare il sistema dei trasporti degli Stati Uniti per risolvere questi due problemi. Mentre l'idea di mettere in strada negli Stati Uniti veicoli a gas naturale ha di recente ricevuto molta attenzione, si ritiene più ragionevole la nostra opzione di alimentare le auto con elettricità verde da tutti i punti di vista sia di sicurezza nazionale, di efficienza, di stabilizzazione del clima e dell'economia.

Avere una flotta di veicoli alimentati a gas naturale (NGVs) significherebbe semplicemente sostituire la dipendenza degli Stati Uniti dal petrolio verso una dipendenza dal gas naturale, un altro combustibile fossile. E' dimostrato che gli Stati Uniti hanno appena il 3 per cento di riserve di gas naturale di tutto il mondo e che, anche senza un aumento della domanda di un flotta NGV che ne deriverebbe, il paese già consuma quasi un quarto di gas naturale mondiale. Con le percentuali attuali di consumo, le riserve degli Stati Uniti sono in grado solo di soddisfare la domanda nazionale di altri nove anni.

La produzione USA di gas naturale è rimasto relativamente costante nel corso degli ultimi due decenni ed è improbabile che possa aumentare nel lungo periodo, nonostante l'aumento del consumo. Di conseguenza, qualsiasi aumento della domanda è probabile che debba essere soddisfatta da un aumento delle importazioni. Alla fine degli anni '80, le importazioni nette USA di gas naturale, principalmente dal Canada, sono triplicate. L'US Department of Energy (www.energy.gov) prevede che entro il 2016 la maggior parte delle importazioni di gas naturale degli Stati Uniti proverranno da fuori del Nord America.

Con la Russia e l'Iran al vertice nell'elenco dei paesi con le più grandi riserve dimostrate di gas naturale, una crescente dipendenza dalle importazioni non farebbe altro che aumentare la vulnerabilità strategica degli Stati Uniti. Queste due nazioni, che insieme ad altre 14 controllano insieme quasi tre quarti del mondo riserve di gas naturale, sono membri del Gas Exporting Countries Forum (www.gecforum.org) (Forum dei paesi esportatori) che è stato istituito nel 2001. Mentre non vi è alcuna prova diretta che questi paesi stiano cercando di formare un cartello del gas naturale, durante la riunione annuale del Forum del 2005 si sono discusse le modalità per mantenere un soddisfacente prezzo elevato del gas naturale.

Proprio come il petrolio, il gas naturale è una risorsa "finita", non rinnovabile. Ciò significa che il passaggio ad una flotta di NGVs sarebbe, nella migliore delle ipotesi, a breve termine. Poiché il gas naturale diventa sempre più difficile da estrarre e più costoso, una flotta di NGVs all'incirca di 20.000 veicoli richiederebbero a sostegno l'installazione di stazioni di rifornimento di gas naturale , l'idea del gas dovrebbe semplicemente essere abbandonata.

Un investimento migliore è quello che sostiene una flotta di veicoli elettrici ibridi plug-in (PHEVs - ricarica delle batterie dalla rete elettrica), come la Chevy Volt programmata per la vendita nel 2010, che possono utilizzare l'attuale infrastruttura elettrica. Uno studio da parte del US Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory (www.pnl.gov) ha rilevato che se tutte le automobili degli Stati Uniti fossero PHEVs, l'attuale infrastruttura degli Stati Uniti potrebbe fornire energia per più del 70 per cento della flotta. La ricarica delle batterie potrebbe essere fatta soprattutto di notte, quando la domanda di elettricità è bassa. In una economia di energia domestica emergente basata su eolico, solare, geotermia e altre fonti di energia, la rete verde può sostituire i combustibili fossili come base di generazione elettrica che sarà anche alla base di un sistema di trasporti ecologici. Al di là della rete, sistemi di alimentazione distribuiti costituiti di celle solari su tetti, per esempio, potrebbe essere utilizzato anche per dare energia ai PHEVs.

Con l'odierno mix energetico, i PHEVs alimentati dall'energia elettrica di rete sono quasi tre volte più efficienti rispetto ai NGVs sulla base "well-to-wheel" (dal pozzo alla ruota ) se si considera l'intero ciclo di vita della fonte di energia e il combustibile dalla estrazione alla combustione per la propulsione dei veicoli. Ciò è dovuto al fatto che i motori a combustione interna, come ad esempio quelli usati dai veicoli di oggi alimentati a gas naturale per una flotta automobilistica, sono incredibilmente inefficienti. Solo il 20 per cento dell'energia del carburante è utilizzato per spostare il veicolo. L'altro 80 per cento è sprecata come calore. Pertanto, la scelta dei veicoli elettrici al posto dei veicoli NGVs può ridurre drasticamente la domanda di energia.

Questo fatto importante sembra essere sfuggito T. Boone Pickens, il leggendario magnate del petrolio del Texas che sta ora promovendo un piano per sostituire il gas naturale nel settore di produzione di energia elettrica con energia elettrica prodotta dal vento e utilizzare quel gas naturale reso disponibile per una flotta di NGVs. Bruciare gas naturale in un impianto a ciclo combinato sappiamo essere ben tre volte più efficiente della combustione del gas naturale utilizzato in una macchina. Comprendendo anche le perdite derivanti dalle apparecchiature elettriche di trasmissione, distribuzione, caricabatterie, generare energia elettrica da un impianto a gas naturale per caricare le batterie di una macchina elettrica sappiamo che è ben due volte più efficiente. Mantenere il gas naturale nel settore elettrico per produrre energia per una flotta di PHEVs è quindi la scelta logica. L'energia elettrica prodotta dal vento dovrebbe a sua volta sostituire l'elettricità prodotta da centrali termoelettriche a carbone, la fonte più inquinante di alimentazione.

In normali condizioni di guida, dal pozzo alla ruota (well-to-wheel) le emissioni di biossido di carbonio per i veicoli ad energia elettrica prodotta da centrali elettriche alimentate a gas naturale producono emissioni pari ad un quarto rispetto alle autovetture che direttamente bruciano gas naturale. Poiché un PHEV che opera in modalità solo elettrica non ha emissioni allo scarico, il trasporto elettrico può spostare la maggior parte delle emissioni di carbonio di milioni di veicoli elettrici agli impianti elettrici centralizzati, semplificando notevolmente il compito di controllare le emissioni.
Quando si rimpiazza l'energia elettrica prodotta da impianti a combustibili carboniosi con impianti eolici e solari le emissioni cumulative di anidride carbonica degli impianti centralizzati saranno notevolmente ridotte.

L'inquinamento da CO2 non è l'unica preoccupazione ambientale. Negli ultimi dieci anni, il calo della produzione di gas naturale convenzionale negli Stati Uniti è stato compensato dal ricorso a diverse fonti non convenzionali, come ad esempio metano coalbed, tight sandstones (arenarie), e di gas shales. Tra il 1998 e il 2007, questa produzione non convenzionale è aumentata dal 28 al 47 per cento della produzione totale. La crescente dipendenza da gas shales, in particolare, fanno aumentare le preoccupazioni per il consumo di acqua e la contaminazione. Estrazione di gas da questa fonte comporta fratture idrauliche, un processo che inietta acqua, sabbia, e prodotti chimici in scisti a strato a pressioni estremamente alte. Il processo può utilizzare milioni di galloni (1 gallone = 3,7854118 litri) di acqua per l'estrazione ed è ben noto che si verifichino delle perdite di sostanze chimiche nelle falde acquifere circostanti. Il Commissario del Dipartimento di Protezione Ambientale per la città di New York ha recentemente scritto al New York State Department of Environmental Conservation ( www.dec.ny.gov ) esprimendo le proprie preoccupazioni che riguardano le perforazioni per l'estrazione del gas naturale nelle formazioni Marcellus Shale che contamineranno la separazione delle acque di New York City, compromettere la potabilità dell'acqua. L'opposizione alla produzione non convenzionale è probabile che cresca in quanto le società del gas tentano di espandere le operazioni in più aree sensibili.

In materia di economia, guidare di veicoli elettrici è di gran lunga più conveniente che guidare veicoli a benzina o gas naturale. Negli Stati Uniti un'auto nuova può percorrere circa 30 miglia (1 miglio = 1,609344 chilometri) in media con un gallone di benzina (1 gallone = 3,7854118 litri), che costava $ 3,91 nel luglio 2008 (ultimi dati disponibili del prezzo del gas naturale). Viaggiare per stessa distanza con il gas naturale ha un costo di circa $ 2,51, mentre con l'elettricità, utilizzando l'attuale mix di generazione elettrica, il costo è di circa 73 cent di dollaro ( 58 eurocent).
Oltre ad essere più conveniente, l'elettricità è meno vulnerabile agli shock dei prezzi del gas naturale. L'elettricità può essere generata da diverse fonti di energia, così l'impatto di un possibile rapido aumento del prezzo di un qualsiasi combustibile di solito è temperato da prezzi più stabili per gli altri combustibili. Nella nuova economia delle energie rinnovabili, i prezzi dell'elettricità sarà "isolato" contro lo shock dei carburante, dal momento che l'energia dal vento e sole è abbondante e gratuita.

Mentre il prezzo dell'energia elettrica residenziale negli Stati Uniti è aumentato solo del 30 per cento dal 1995, il prezzo del gas naturale è più che triplicato a causa dell'aumento della domanda e dei costi di produzione. Con la rapida industrializzazione economie come la Cina e l'India si prevede che debbano competere con gli Stati Uniti per la richiesta di gas naturale, quindi i prezzi continueranno probabilmente la loro forte tendenza al rialzo.

La scelta del gas naturale per alimentare i nostri veicoli può portare gli Stati Uniti giù verso lo stesso costoso ed inefficiente percorso che ha creato la nostra dipendenza dal petrolio estero e la nostra dipendenza verso risorse che in ultima analisi, si esauriranno. La scelta di produrre elettricità verde può portarci in una nuova direzione-uno che porterà al miglioramento della sicurezza energetica ed una stabilizzazione del clima.

Tabelle e grafici qui http://www.earthpolicy.org/Updates/2008/Update79_data.htm

(*) Jonathan G. Dorn, Staff Researcher, holds a B.S. in Applied Biology, summa cum laude, from The Georgia Institute of Technology, a M.P.P. in Environmental Policy from University of Maryland, and a Ph.D. in Environmental Science from University of Arizona. He has served as an ORISE Fellow in the HIV Branch of the Centers for Disease Control and Prevention, an Environmental Fellow in the U.S. House of Representatives, and a field researcher at Estacion Biologica La Suerta in Costa Rica where he studied Lepidoptera species diversity. Jonathan has written and published articles on HIV variability and detection, bioremediation of hydrocarbons, GMOs and the WTO, and international environmental agreements, such as NAAEC. Jonathan’s current interests include climate change, water scarcity, and ecological economics. As a staff researcher at EPI, Jonathan contributes to on-going research projects and writes Plan B Updates. In his spare time, Jonathan enjoys home restoration projects, gardening, nature walks, and entertaining his cats.

(**)The Earth Policy Institute was founded May 2001 by Lester Brown and Reah Janise Kauffman to provide a vision of a sustainable future and a plan for how to get from here to there.

6 commenti:

MaRaNtZ ha detto...

Non vi è dubbio che veicoli elettrici possano essere molto più efficienti di veicoli a gas naturale GLN e GPL, tuttavia non sarei così radicale nell'approccio alla sostenibilità. Fatto stà che ci sono in giro una quantità spaventosa di veicoli a combustione interna, e semplicemente non abbiamo le risorse per costruirne nuovi veicoli elettrici per tutti. Avremo a che fare, volenti o nolenti, alla trasformazione dei veicoli esistenti. Nell'attesa che arrivino sul mercato kit di retrofit in grado di "elettrizzare" i carcassoni esistenti, l'impiego massiccio di gas naturale, anche se non risolve la dipendenza, permette di spostare un po più in la il momento della crisi di offerta, ad un costo tutto sommato sostenibile.
La soluzione alternativa, è fare rinunciare a gran parte della popolazione il suo desiderio di mobilità, sarebbe la cosa migliore, ma nessuno vuole rinunciare alla comodità della propria macchina, vero ?
Pertanto, volenti o nolenti, avremo una massiccia immissione al mercato di veicoli ibridi, magari elettrico+GLN. Il picco del gas è pochi anni dopo quello del petrolio, cerchiamo di fare si che la mobilità a gas rappresenti un periodo di "transizione" verso il tutto-elettrico, comunque unica opzione possibile nel lungo periodo.

Marco C ha detto...

OT col post (ma non con il blog)- volevo segnalare un documento che parla del picco del petrolo, stimato per il 2008-2009:

http://www.iea.org/Textbase/npsum/WEO2008SUM.pdf

Spero che sia di interesse (e anche di non avere fatto cattiva figura nel caso fosse stato già postato in qualche commento/post che mi fossi perso! :- ) ).

Un saluto,
Marco

Pippolillo ha detto...

Non conosco la situazione USA ma qui in Italia gran parte delle merci si muove su gomma.
Che facciamo? Trasferiamo tutto su rotaia? Oppure creiamo dei TIR alimentati elettricamente? La seconda ipotesi la vedo dura.
Il retrofit elettrico esiste (come c'insegna Pietro Cambi) ma è impossibile da estendere causa burocrazia.
Io però vorrei tornare sul solito punto, l'avevo già scritto, che non è trasformare le auto in ecologiche ma nel diminuire il bisogno di mobilità in generale ed in particolare quello individuale.
Certo che fino a quando si costruiranno quei mostri accentratori di traffico e d'inquinamento che sono gli Outlet la gente avrà sempre bisogno di avere l'auto sotto il sedere. Con l'inizio dei saldi, 11 Km di coda per l'Outlet di Serravalle (AL).
Picco del Petrolio, Cambiamento Climatico, ma cosa sono?

Daria & Marco ha detto...

Penso che l'elettrico sconti troppo il costo/peso delle batterie. Nel lungo periodo potrebbe avere un senso elettificare (come i filobus) autostrade e strade statali e trasformare l'autotrazione commerciale tramite retrofitting in elettrico (con costi sicuramente ridotti rispetto alle batterie).
Occorrerebbero solo piccole batterie di supporto per fare le distanze non coperte della rete.
Per le aree rurali continuerebbero ad esistere in parallelo pochi mezzi a combustibile fossile.
Non sono però un tecnico e quindi non so cosa comporterebbe creare una rete elettrica così imponente...

MondoElettrico ha detto...

Credo che sia opportuno stabilire una tempistica se vogliamo comprendere a pieno il problema della mobilità, partendo dal presupposto irrinunciabile per me che i soli mezzi utilizzati nel futuro saranno giocoforza elettrici, non essendoci niente di più stupido che bruciare risorse non rinnovabili (gas e petrolio) in aggeggi di bassissima efficienza quali sono i motori a combustione interna dei veicoli stradali. Meglio spostare gas e petrolio nelle centrali termoelettriche per produrre energia elettrica la cui efficienza e doppia se non maggiore quando realizzate in modo adatto. Poi possiamo prendere in considerazione altri aspetti che riguardino più precipuamente i veicoli elettrici come le batterie, i fili per i filobus e i tram e i treni, i costi. E poi la follia di ritornare considerare una mobilità basata sulle 2 o 3 macchine a famiglia sapendo che è una follia puramente speculativa ma non realizzabile per tutto quello che sappiamo sulla finitezza delle risorse e quindi l'irrealizzabilità di uno scenario di questo tipo. Ma prima di tutto, ritorno a ripetere, è bene metterci in testa che l'era del motore a scoppio è finita e che, se si vuole mantenere nel nostro paese una produzione veicolare di utilità e di lavoro per dare lavoro e 'benessere' (la pagnotta) qui ed ora, bisogna prima di tutto riconvertire velocissimamente il cervello del parco buoi e quello microscopico dei politici e quello dei capitani d'industria verso una produzione di veicoli elettrici da subito. Cinesi e giapponesi sono più avanti di noi. Vogliamo essere solo consumatori di prodotti esteri? Vogliamo essere il paese del sole e dei mandolini? Se non capiamo ciò potremo stare a discutere onanisticamente per mesi, anni, decenni mentre altri agiscono razionalmente.

massimo de carlo

Anonimo ha detto...

Quello che non viene contabilizzato nella proposta di Dorn è, tanto per cambiare, il costo infrastrutturale. Proporre ricariche notturne per i veicoli è ottimo, specie per chi, senza dirlo, vuole migliorare l'operatività delle centrali nucleari in essere.

Solo che un'operazione simile obbligherebbe a ricostruire la rete elettrica USA da capo, dai primi elevatori di tensione fino all'ultimo contatore domestico, alla misura delle esigenze di questa ipotetica frotta di nuovi carichi da alimentare.

Un costo pauroso quello relativo alla rete: nel propagandare simili operazioni è obbligatorio esternalizzarlo. Sperando che alla fine qualcuno sia in grado di pagarlo.

fausto