sabato, febbraio 14, 2009

A Favore dei Veicoli Elettrici

Modello Detroit Electric - 1912
(fonte web: http://www.speedace.info/electric_vehicle_history.htm)


E’ ormai ben accetto che l’emissione di inquinanti nell’ambiente (aria, terra e acqua) rappresenta e rimane uno dei maggiori problemi della società moderna, dovuto in larghissima parte all’uso dei veicoli stradali (soprattutto ad uso privato) con motori a benzina, diesel (in particolar modo) e al gas (in minore misura). Inoltre è fuori da qualsiasi dubbio che il riscaldamento del Pianeta Terra, sia conseguenza della emissione di elevati quantità di CO2 in atmosfera. Altri inquinanti, come gli idrocarburi aromatici policiclici, risultanti dalla combustione incompleta dei combustibili fossili sono responsabili dell’insorgere di molte malattie (cardio - respiratorie) moderne (Funk K, Rabl A. Electric versus conventional vehicles: social costs and benefits in France. Transportation research part D 4. 1999; 397-411).
In 50 anni, le emissioni totali di CO2 da fonti di energia fossile (FEF), sono cresciute partendo da 5,9 miliardi a 29 miliardi di tonnellate (2006) (Energy Information Administration (EIA), Annual Carbon Report, 2008, http://www.eia.doe.gov/iea/carbon.html). Nel 2002, negli Stati Uniti d’America, il 30% circa dei NOx emessi, provengono dai veicoli a motore Diesel. Sempre negli USA, nel 2005 sono stati stimati emissioni dovuti a motori Diesel, come segue: 657000 tons NOx , 1100000 tons CO, 63000 tons PM10 e 94000 tons SO2 (Abolhasani S. Assessment of on-board emissions and energy use of non-road construction vehicles. A thesis for the degree of Master of Science in North Carolina State University. 2006).
Funk el al. (1999) hanno calcolato che i costi sociali dei danni dovuti agli agenti inquinanti sono pari al 7% del costo del ciclo di vita di un nuovo veicolo a benzine, mentre il valore sale a 120% del costo dei nuovi veicoli a motore Diesel. Una frazione importante degli inquinanti prodotti dai combustibili fossili proviene dalle attività agricole. Infatti, Mayeres et al. (Mayeres I, Proost S, Vandercruyssen D, Nocker L D, Panis L I, Wouters G, Borger B D. The external costs of transportation. 2001. Final report. Sustainable mobility program federal office for scientific, technical and cultural affairs, state of Belgium, prime minister’s services) hanno valutato che 40% della produzione mondiale di NOx proviene prevalentemente dalle attività agricole.

Posti i fatti indicati sopra, e prima di andare avanti con questa breve analisi, vanno affermati dei concetti chiave e semplici, difficili da confutare (non necessariamente esaustivi):
1- Non esiste un settore della nostra società moderna che non produce inquinamento.
2- Le fonti tecniche che producono energie rinnovabili passano in una fase produttrice di inquinanti, in particolare durante i processi di produzione iniziale dei vari elementi e alla fine del loro ciclo vitale qualora il riuso ed il riciclo non sono attuati.
3- Il passaggio da una società fondata sul Petrolio ad una fondata sulle Energie Rinnovabili, non potrà mai verificarsi in modo automatico, rapido e breve: esso necessita di una strategia capace di attuare cambiamenti (graduali, integrati e virtuosi), investimenti, formazione e conversione culturale.

Secondo molti autori (Granovskii et al., 2001; Moussazadeh, Bardi e El Asmar, 2009 – le fonti sono citate più avanti) il modo più rapido e semplice per ridurre l’inquinamento dovuto all’uso massiccio e incongruo dei combustibili fossili è quello di un intervento sul settore del trasporto privato (questo articolo non prende in considerazione il trasporto pubblico del quale abbiamo molto appreso grazie a Terenzio Longobardi): cioè sostituire (per quanto possibile) i veicoli convenzionali con motori a benzina o diesel, con veicoli a motore elettrico con energia fornita da batterie.

In un recentissimo studio in corso di pubblicazione (Hossein Mousazadeh, Alireza Keyhani, Hossein Mobli, Ugo Bardi,Ginevra Lombardi, Toufic el Asmar. Environmental assessment of RAMseS multipurpose electric vehicle compared to a conventional combustion engine vehicle. Journal for Clean Production (2009), Elsevier) abbiamo analizzato gli effetti ambientali dell’uso di un veicolo elettrico (in questo caso il veicolo RAMseS (www.ec-ramses.org)) comparandolo con un veicolo con motore a combustione interna (ICEV). L’analisi è stata eseguita applicando il “Lyfe Cycle Assessment – LCA” per la maggior parte dei processi implicati in entrambi i casi (RAMseS e convenzionale); per i veicoli abbiamo applicato una altro tipo di LCA ossia la metodologia Well-to-Wheel (dal pozzo alla ruota). Per il confronto abbiamo considerato il trattore modello John Deer 3120 da 40 CV (considerando che RAMseS a parità di coppia ha la stessa potenza). Abbiamo dimostrato che, rispetto ai veicoli ibridi e a quelli convenzionali, un veicolo elettrico a batterie alimentate da FER, presenta dei vantaggi notevoli sia dal punto di vista ambientale che economico. Questi vantaggi si mantengono anche se il veicolo elettrico è alimentato direttamente dalla rete elettrica. I risultati del nostro lavoro concordano benissimo con quelli di un altro svolto da Granovskii et al. (Granovskii M, Dincer I, Rosen M A. Economic and environmental comparison of conventional, hybrid, electric and hydrogen fuel cell vehicles. Journal of power sources. 2006; 159: 1186–1193).

Schema sistema RAMseS (Stand-Alone or On Grid)

L’analisi LCA prende in considerazione tutti i carichi e gli oneri ambientali associati ad un sistema, dall’acquisto delle materie prime grezze fino alla fine del suo ciclo vitale (fino alla posa in discarica e/o smaltimento). I maggiori elementi critici riscontrati sono:
A- Veicolo Elettrico: l’elemento inquinante è rappresentato dalle batterie, in particolar modo a fine ciclo; e se il loro smaltimento non rispetta le procedure richieste, si possono verificare rischi: emissione di piombo e arsenico – tuttavia esistono pochi dati in bibliografia; (figura 1)
B- Impianto Fotovoltaico (il sistema RAMseS è stand-alone alimentato da un sistema FV da 10kWp): gli elementi inquinanti sono rappresentati in particolare dai metalli pesanti, gas tossici ed emissione di gas serra (prima fase del ciclo di vita); (figura 1)

Figura 1
C- Veicolo ICEV: in questo caso a prescindere dal tipo di combustibile (diesel o benzina) gli elementi critici sono numerosi: Produzione di combustibile ed oli (lubrificanti), consumo e rifornimento di combustibile, impianto di emissione di inquinanti (marmitta per esempio), emissione di vapori, costruzione del veicolo, fine vita del veicolo; (figura 2)

Figura 2
Inoltre, l’analisi ha considerato le fasi di manutenzione e riparazione (numerosi nel corso della vita del veicolo) durante le quali si verificano perdite o immissione di inquinanti nell’ambiente (suolo, acqua, …) di migliaia di litri di oli bruciati, filtri, altri inquinanti (contenitori di plastica degli oli ad esempio, …). Non solo, rispetto ai veicoli elettrici, i veicoli convenzionali VMCI producono altri tipi di inquinanti come i rumori e le vibrazioni ed emettono nell’aria quantità importanti di articolati e prodotti estremamente fini con impatto negativo sulla salute delle persone e dell’ambiente.

Confronti produzione inquinanti tra RAMseS e ICEV

Il nostro lavoro dimostra il seguente:
- Le tecnologie di produzione di energia da fonte fossile (centrale elettrica ad olio, a petrolio, a carbone, ecc.) producono inquinamento durante tutte le fasi del loro ciclo vitale;
- Le tecnologie di produzione di energia da fonte rinnovabile (fotovoltaico, eolico, idroelettrico, ecc.) possono produrre inquinamento durante la prima e/o durante l’ultima fase del loro ciclo vitale;
- I veicoli con motore a combustione interna inquinano l’ambiente (aria, terra e acqua) e sono responsabili di molte malattie tediose e terminali;
- Alla stregua delle tecnologie FER, i veicoli elettrici possono essere inquinanti durante l’inizio o alla fine del loro ciclo di vita. In particolar modo le batterie. Tale impatto negativo potrebbe essere attenuato qualora si applicassero le regole di recupero, ri-uso e riciclaggio.

In conclusione:
Per quanto riguarda il trasporto privato, il rapporto di Greenpeace Germania (qualora fosse vera la fonte) è privo di qualsiasi consistenza scientifica; non esistono dati e/o riferimenti tecnici e bibliografici. L’autore si basa soltanto su convinzioni personali e con molta probabilità su una avversione verso i veicoli elettrici.
Forse con quella uscita Greenpeace Germania abbia voluto spingere di più verso una incentivazione del trasporto pubblico (tram, treno, …) ma ha completamente sbagliato strategia volendo colpire una tecnologia nata a metà dell’800 e che ha un futuro sempre più promettente sotto tutti i punti di vista.

7 commenti:

Pippolillo ha detto...

Forse c'è un errore nel testo, tra il secondo ed il terzo grafico a torre nella frase "emettono nell’aria quantità importanti di articolati", si voleva scrivere "particolati"?

Un'obiezione a quanto descritto, ma siamo sicuri che comunque passare a veicoli elettrici per la mobilità privata sia vantaggioso? Non sarebbe meglio andare verso una società dove l'automobile di proprietà sia sempre più rara potenziando il mezzo pubblico in generale?
Magari mezzi pubblici elettrici come tram e treni, car shearing con auto elettriche, taxi elettrici ecc.
L'auto elettrica non risolve il problema degli incidenti, del pericolo per i pedoni e per le biciclette e gli automobilisti non diventerebbero più civili e meno aggressivi solo perché la loro auto non fa più brum brum ma frrrrrrrrrr...
O sbaglio?

Toufic ha detto...

si la parola giusta è particolati ....

Per il resto sono d'accordo con te; ripeto come già scritto in vari post nella ML risorse globali: Non sono un fautore della trazione elettrica di massa. Sono molto realista e con i piedi per terra:"anche se tutti volessimo sostituire l'intero parco auto da convenzionale ad elettrico, sarebbe una pazzia, tecnicamente ed economicamente impossibile.
Le cose si fanno in modo INTEGRATO come hai descritto te (tram, filo bus, car sharing, bici elettrica e non, ...) io aggiungerei anche e perché no, chi lo può fare usi anche i cavalli, le vecchie carrozze a cavallo, gli asini ed i nostri piedi.
Il punto del mio era comunque diverso Voglio evitare l'estrmizzazione e la demonizzazione esagerata contro l'elettrico.

stefano ha detto...

d'accordo con voi e davvero ottimo il post..
però..se non pensiamo ad una riconversione del parco auto (quanto meno per toglierci robaccia dai polmoni..almeno per noi di città..) come facciamo a immaginare un 'mondo nuovo'..senza auto, con i filobus e i bambini che si riappropriano di spazi verdi?
intendo dire..quando verrà decretata la morte dell'auto col motore endotemrico? nonostante il calo enorme dei consumi e sopratutto dell'occupazione, le nostre città (la mia, Firenze, di sicuro) continuano ad essere serpenti interminabili di auto e respirare appare impresa ardua come quando, 2 anni fa, l'econimia girava a mille..
Credo che forse l'elettrico sarà un nuovo modo di vedere la vita..e anche di concepire gli spostamenti..nel frattempo godiamoci il traffico di sempre.

Toufic ha detto...

Caro Stefano, Firenze come sai è una delle città a maggior diffusione (anche se in termini quantitativi potrebbe sembrare irrisorio) di veicoli elettrici.

Secondo il mio parere, una delle soluzioni sta proprio nella integrazione delle tecnologia che abbiamo a disposizione:
Tram,bus elettrici, auto elettriche, bici (meglio quelle normali, ma va bene anche quelle elettriche), retrofit, etc...
Inoltre occorre incoraggiare la gente a muoversi anche a piedi.

Il tutto dovrà seguire la lenta fine delle auto a combustione interna. Questi saranno difficili da sostituire in massa dato che una tale azione estremizzante richiede soldi ed una enorme e difficile azione di cambiamento delle mentalità.

Toufic

stefano ha detto...

non lo sapevo mica..forse si perdono nel marasma totale :)
..e poi già enorme e difficile azione di cambiamento delle mentalità..hai ragione..
ciao ;)

Alessandro ha detto...

Premesso che sono perfettamente d' accordo con le tesi dell' articolo (anzi nel forum "italians" di Severgnini di corriere.it ho scritto tempo fa un articolo in cui contestavo le argomentazioni di greenpeace sulla questione), non ho mai letto uno studio esatto sull' efficienza "well to wheel" del veicolo elettrico vs termico, supponendo pure che tutta l' elettricità venga prodotta da combustibili fossili (ed inevitabilmente sarà così per molto tempo).
Io ho fatto del calcolo di questo tipo, supponendo che i kWh provengano da cicli combinati, la tecnologia più diffusa in Italia. 51% è l' efficienza reale di produzione dell' elettricità (dati terna); 6,2% è l' elettricità persa nella distribuzione/trasmissione (idem); assumo inoltre che l' efficienza all' interno del veicolo (compreso il caricamento delle batterie) sia il 70-75% : in questo modo l' efficienza globale è almeno del 30%, grossomodo doppia di un veicolo a CI in un ciclo reale di funzionamento (includendo la raffinazione del petrolio)
Vorrei sapere se anche voi avete fatto un calcolo del genere, partendo cioè da kWh fossili (le figure non mi aiutano molto, si vedono molto male, non so se per colpa mia)

Un' altra questione che mi sembra interessante sui veicoli elettrici è che la densità di potenza di un motore elettrico (oltre ad essere praticamente eterno, non emettere inquinanti, non richiedere manutenzione ed avere prestazioni migliori) è circa di un ordine di grandezza inferiore rispetto a quello CI,
(per es.quello della tesla motor è di soli 115 libbre per circa 200 kW di potenza
http://www.teslamotors.com/efficiency/how_it_works.php )
per cui complessivamente almeno FINO AD UNA CERTA AUTONOMIA è PIU LEGGERO (non più pesante) del corrispondente veicolo termico

Anonimo ha detto...

Si, probabilmente lo e