Auto elettrica di massa: molti traguardi raggiunti, ma l’ultimo muro resiste

Lo diciamo da sempre: servono degli avanzamenti tecnologici per una diffusione dell’auto elettrica di massa, oltre a un interesse delle istituzioni (completamente assente in Italia). Ma a ben vedere, almeno sotto il profilo tecnologico, molto in questi anni molto è stato fatto.

Pensate solo al recente annuncio di supercondensatori al grafene aventi densità energetica paragonabile a quella di una batteria al litio, ecco vacillare un altro muro che si frappone fra noi e l’auto elettrica.

Ma vediamo di fare il punto su ciò che è stato raggiunto e su ciò che, a nostro avviso, ancora manca per la completa diffusione dell’auto elettrica.

Diffusione auto elettrica, i traguardi raggiunti dall’autonomia alle prestazioni

• autonomia sufficiente (300-500 km almeno): ormai raggiunta da auto anche molto diverse fra loro, dal punto di vista dell’impostazione di vettura e del posizionamento di mercato, come la Tesla Model S, la Renault Zoe ZE 40 e la prossima Opel Ampera E.
• prestazioni al livello di un’ottima auto termica. La Tesla Model S P100D scatta sullo 0-100 in 2.5 secondi ed è già oggi la più scattante auto in produzione di serie. Ma in generale, tutte le auto elettriche tendono ad esibire una buona dinamicità. Merito soprattutto della coppia massima a 0 giri.
• durata degli accumulatori. Alcune Case offrono garanzie perfino più lunghe sugli accumulatori che sull’auto stessa. Per esempio Tesla offre 96 mesi (8 anni) di garanzia sui propri accumulatori.
• peso, ingombro, capacità degli accumulatori. Qui sulle batterie al Litio ci sono progressi, ma non c’è da aspettarsi dei salti stratosferici. Piuttosto dei lenti e continui miglioramenti evolutivi. Uno scalino significativo (dell’ordine di un raddoppio in termini di densità energetica) potrà però esserci quando, nel giro di qualche anno, entreranno in produzione di massa batterie con elettrodi al grafene.
• Velocizzazione dei processi di ricarica. L’attuale leader in questo campo, il Supercharger di Tesla da 120 kW, sarà presto eclissato dal prossimo step evolutivo del CCS (il 2.0, non ancora ufficializzato) per il quale è previsto di raggiungere 350 kW di potenza di ricarica (ma anche Tesla ha annunciato da poco una versione a 350). Anche se lo standard non è ancora stato pubblicato, sono già disponibili sistemi che ne prefigurano il funzionamento, le prestazioni e anche le complicazioni, come la necessità di raffreddare a liquido i cavi e i connettori. In ogni caso, sebbene 350 kW sembrino un valore elevato, significano ancora che per una ricarica completa di un’auto media (ammesso che sia predisposta per ricevere una potenza così intensa) occorreranno ancora decine di minuti. Siamo ben lontani dal flusso energetico rappresentato dal versare benzina o gasolio nel serbatoio: 16-18 MW di potenza lorda, circa 7 MW se si tiene conto che il motore termico ne sprecherà gran parte, ma pur sempre almeno 20 volte più veloce del CCS 2.0.
• Introduzione e miglioramento dei sistemi di ricarica wireless. Anche qui si stanno facendo progressi; recentemente abbiamo parlato di sistemi a 20 kW. Può sembrare un valore basso, specie se paragonato con le potenze di ricarica oggi disponibili nella modalità a cavo (fino a 120 kW per il SuperCharger), tuttavia il sistema wireless, se adeguatamente diffuso nelle aree di parcheggio e se implementato nei veicoli, potrebbe avere una importantissima funzione nell’infrastruttura elettrica di ricarica del futuro: è più importante avere qualche centinaio di stazioni-emblema a 350 kW sparse nel territorio di un intero continente, con distanze medie di decine o centinaia di km fra l’una e l’altra, oppure avere centinaia di migliaia di posti auto equipaggiati con la ricarica wireless a 20 kW? (naturalmente preferiremmo avere entrambe le cose). In fondo l’importante è poter ricaricare il veicolo poco ma spesso, mantenendolo sempre operativo, più che sforzarsi allo spasimo di arrivare alla prossima supercolonnina (con il terrore di restare a piedi prima di riuscirci) solo per gustarsi lo spettacolo di ricaricare totalmente in mezz’ora o meno. Non a caso questo è anche l’approccio adottato dai sistemi di ricarica per autobus elettrici: essendo noto a priori l’itinerario, è possibile organizzarsi per erogare una ricarica a ogni fermata, per quel tanto che basta per arrivare giusto alla prossima fermata. E batterie possono essere ridotte di conseguenza. Costi e pesi calano.

Cosa deve ancora migliorare: costo batterie e veicolo oltre a una standardizzazione dei sistemi di ricarica

• Costo accettabile degli accumulatori. In calo, anche se non con il ritmo che sarebbe auspicabile, specialmente per quanto riguarda il costo assoluto; anche i progressi sul costo in rapporto alla capacità ci sono, ma lenti. Sul costo delle batterie elettrochimiche al litio evidentemente non è possibile fare progressi rapidi come in altri campi come per esempio i semiconduttori.
• Costo del veicolo. Quadricicli elettrici di prezzo moderato esistono da anni. Il problema è che a questi livelli di prezzo spicca fortemente il costo delle batterie, spesso offerte a rate per consentire di praticare per il veicolo un prezzo d’attacco attraente. Più resistente ai cali di prezzo appare la categoria delle vere auto elettriche, infatti in realtà l’auto elettrica è intrinsecamente molto più semplice da costruire di un’auto termica, e a maggior ragione ancora più semplice rispetto a un’auto ibrida, e non c’è ragione industriale perchè debba costare di più, a parte le economie di scala, specialmente sulla batteria che rimane il singolo componente più costoso del veicolo.
• Velocità di ricarica consentita dagli accumulatori. Qui il salto di qualità si farà con il passaggio dalle batterie elettrochimiche agli ultracondensatori, che possono caricarsi in secondi anzichè minuti o ore. Sempre che la rete di ricarica sia all’altezza, che è il vero problema (vedi oltre).
• Standardizzazione dei connettori e dei processi di ricarica. Esistono diversi sistemi, dal Mennekes al Chademo, ma in preparazione all’espansione del mercato una razionalizzazione è inevitabile e necessaria; non a caso si osserva una tendenza a convergere sul CCS (perfino Tesla, che finora ha fatto da sola inventandosi il SuperCharger, ha recentemente aderito al consorzio che lo standardizza). Un consorzio di costruttori tedeschi per varare una rete europea di punti di ricarica CCS rapidi è stato annunciato recentemente.

Cosa manca: l’ecosistema per garantire una ricarica rapida e diffusa

Resta comunque in piedi, e lo rimarrà per un bel pezzo, soprattutto in Italia, l’ultimo decisivo ostacolo:

• La rete elettrica deve essere ristrutturata per poter offrire capillarmente (anche a livello residenziale-domestico, non solo in luoghi pubblici specializzati) potenze molto elevate per la ricarica rapida di veicoli elettrici. I 3 kW, o anche 4.5 kW, delle utenze domestiche fanno il solletico alle batterie tipiche delle auto elettriche attuali (intorno a 25 kWh), e a maggior ragione a quelle che servirà avere in futuro, volendo un’autonomia intorno a 500 km. Non è sempre accettabile dover attendere una notte o più per ricaricare completamente l’auto dopo un lungo viaggio. Nè è accettabile doverla portare chissà dove (sperando che la postazione sia libera) per ricaricarla in 30 minuti consumando, come sperano i gestori, un caffè. Nè è accettabile aspettare decenni che vengano equipaggiati con sistemi di ricarica wireless tutti i posti auto in strada nelle maggiori città. Sicuramente una combinazione di tutte queste soluzioni sarà d’aiuto e allevierà il problema, ma prima che la situazione diventi accettabile passerà molto tempo. Soprattutto servirà un’iniziativa politica decisa per velocizzare il processo di infrastrutturazione, ma se ne vediamo qualche traccia incoraggiante all’orizzonte, per il momento è soprattutto in Nord Europa.

A causa di questo stato di cose è immaginabile un futuro a due velocità per l’auto elettrica. Nei Paesi (o aree) scarsamente infrastrutturati per la ricarica prevarranno per forza di cose le ibride. Altrove saranno preferite le elettriche.

Attualmente, anche nelle aree più avanzate, è immaginabile un futuro in cui le famiglie tenderanno a usare un’auto elettrica (magari in car sharing) per la mobilità urbana, approfittando delle infrastrutture che decolleranno in modo più precoce, anche per indirizzare il problema dell’inquinamento, e un’auto termica (forse nemmeno ibrida, dato che le ibride hanno vantaggi relativamente modesti fuori dal contesto urbano) per assicurarsi la possibilità di viaggi a lungo raggio senza complicazioni nè sorprese.

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