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CO2 e auto elettrica: cosa dicono, e cosa no, Volkswagen e Mercedes

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La disputa sulle effettive emissioni di CO2 dell’auto elettrica nell’intero ciclo di vita (LCA) si trascina da anni e ha diviso istituti di ricerca, case auto, istituzioni e appassionati. Vaielettrico la segue da tempo e ne ha parlato infinite volte. Ha ripreso anche lo studio pubblicato da Volkswagen che raffronta le emissioni della sua e-Golf con l’analogo modello a motore termico. E il dibattito che ne è scaturito fra le tre “grandi” dell’auto tedesca (leggi). Enzo, nostro assiduo seppur elettro-scettico lettore (leggi qui), ha ripescato il report di Volkswagen e uno analogo di Mercedes.

Rielaborando i dati con quattro calcoli ha concluso che la CO2 prodotta dall’auto elettrica è più di quella prodotta dal diesel a parità di percorrenze totali (200 mila km). Questo a causa di due elementi “oggettivi”: il maggior dispendio energetico nella produzione delle batterie e il mix rinnovabili-fossili nella generazione elettrica. Sulla base di queste sue conclusioni, Enzo è intervenuto più volte nella sezione “Commenti” per contestare i vantaggi ambientali della mobilità elettrica.

Ha ragione? Sono corrette e credibili le sue rielaborazioni? L’abbiamo chiesto al professor Massimo Ceraolo, Full Professor of Electric Power System del Dipartimento Energia, Sistemi, Territorio e Costruzioni dell’Università di Pisa, che già era intervenuto su Vaielettrico con questa ampia analisi.

Ecco il suo commento:

CO2 e auto elettrica: perchè VW la penalizza?

co2 e auto elettrica
Massimo Ceraolo

I numeri di Volkswagen sono estremamente più severi verso l’elettrico degli studi più prestigiosi esistenti a livello mondiale. I numeri della Mercedes sono una storia un po’ a parte in quanto non si tratta più di una berlina compatta ma di un SUV che notoriamente consuma (e impatta) molto di più.

Ho letto con attenzione il rapporto della Volkswagen, ma certamente un ricercatore e docente come me preferisce gli studi di enti terzi, e soprattutto gli studi che consentono di andare a vedere i dettagli dei calcoli: oltre ai numeri finali per me è importante poter vedere sotto quali ipotesi essi sono stati calcolati.

La letteratura scientifica internazionale, e di questo sono convinto, si sforza in tutti i modi di essere terza, cioè obiettiva. Siccome la comunità scientifica è  fatta da uomini, non è perfetta;  quindi non raggiungerà l’oggettività al 100%. Ma se si considerano studi svolti e vagliati da una moltitudine di persone (come quelli citati nel mio articolo), si hanno le massime garanzie di serietà e oggettività. E’ il caso dello studio JEC (JRC-Eucar-Concawe): è vero che ci sono i “petrolieri” (Concawe) e i costruttori di automobili (Eucar); ma averli messi insieme, uniti alla presenza davvero terza del JRC della Commissione Europea, limita le possibilità di produrre studi orientati (come si dice in inglese biased).

Dello studio Volkswagen non abbiamo dettagli e ipotesi di calcolo. Certo stride la discrepanza con risultati ottenuti da altri, in particolare quelli che ho citato io, per i quali sono invece disponibili, se si vuole spulciare, informazioni molto dettagliate su come sono stati fatti i calcoli, e soprattutto sulle ipotesi alla base di essi.

E gli studi che ho citato io dicono con chiarezza che l’EV è molto vantaggioso per l’ambiente già ora (soprattutto se non esagera con la dimensione in kWh della batteria a bordo e se le batterie sono realizzate con processi efficienti), e lo sarà ovviamente sempre di più man mano che la produzione di elettricità si decarbonizzerà.

In sintesi estrema: i risultati Volkswagen cozzano fortemente (a sfavore dell’elettrico) con quelli disponibili nelle migliori fonti terze internazionali. Quelli della Mercedes sono poco confrontabili in quanto relativi ad un SUV.

Devo ammettere che sono molto sorpreso dei risultati della Volkswagen con il German Mix. Per valutare come si rapportano questi risultati di Volkswagen agli studi da me citati, si può fare un raffronto sull’EU mix.

CO2 e auto elettrica: se il mix energetico è del 2011…

In questo caso per Volkswagen la parte Well-To-Wheels è 59 g/kWh contro circa 50 dell’UE mix 2011, e circa 40 dell’UE mix 2020 dello studio JEC. Già qui c’è una differenza significativa, sicuramente dovuta a differenti ipotesi e modalità di calcolo. Personalmente ritengo più utili quelli dello studio JEC, in quanto è possibile andare a verificare i dettagli del calcolo. Per quanto ne sappiamo la differenza potrebbe anche essere dovuta al fatto che nel caso della Volkswagen il mix considerato possa essere relativo ad alcuni anni fa, quando le emissioni medie erano effettivamente superiori.

Per la CO2 relativa alla costruzione della batteria ci possiamo riferire ai risultati da me presentati presi dalla IEA (International Energy Agency). Purtroppo nello studio citato da Enzo non è specificato per il grafico del PowerMix di quale Id3 si tratta: potrebbe essere quella da 62 kWh o 82 kWh. Posso solo immaginare che si tratti di quella da 82 kWh.

Nel documento Volkswagen la CO2 per costruire la batteria è stimata in 60 g/km. Lo studio della IEA che io ho citato si riferiva per la produzione di elettricità al mix medio mondiale 2018, inclusivo delle perdite di trasmissione e distribuzione nella rete elettrica, pari a 512 g/kWh, e la vita utile dell’auto considerata era di 10 anni con 15000 km/anno. Quindi per una batteria da 80 kWh possiamo stimare, per realizzazione “efficiente” della batteria (solo verde non tratteggiato nel grafico presentato nel mio articolo) 5 tonnellate di CO2 che corrispondono a 5000000/150000=33.3 g/km: circa la metà di quanto citato da Volkswagen!

Se invece la batteria, come dice Enzo, è da 58 kWh (e non 80) le stime di Volkswagen divengono 2,5 volte quelle della IEA, basate sul world mix, con ulteriore svantaggio per l’elettrico nel caso dello studio Volkswagen.

Qualche parola sul mix: Le emissioni delle varie nazioni EU possono essere trovate su https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/overview-of-the-electricity-production-3/assessment  (dove fra l’altro si vede che l’Italia sta messa molto bene). Quindi i mix tedesco è il 42,5% superiore al mix EU, quindi giusto che per il German mix la barra verde sia molto più alta di quella EU28, anche se le percentuali non tornano gran che.

CO2 e auto elettrica: se la batteria dura 300 mila km…

Infine sulla vita: lo studio IEA considera come ho detto 150 000 km in 10 anni, il che è sfavorevole all’elettrico. Come ho scritto anche in un post sulla vostra rivista, si può ragionevolmente pensare di avere 1000 cicli di carica/scarica profondi prima del fine vita (70-80% di capacità residua). Il che significa con un’autonomia di 300 km, 300 000 km di vita utile; se le scariche non sono profonde i “cicli equivalenti” aumentano, e con essi il chilometraggio per l’intera vita del veicolo.

In realtà occorre dire che oltre alla vita in cicli c’è una “calendar life” (alcuni la chiamano “shelf life”), cioè la vita di calendario, che di solito si stima in 10 anni: la batteria invecchia anche a prescindere da quanto cicla. Per questo è saggio fare come ha fatto la IEA di fermarsi a 10 anni. Certo se ogni anno invece di 15000 km ne faccio 30000 allora sì che posso pensare di arrivare a 300000 km con un’unica batteria. Ovviamente non si hanno molti dati sulla shelf life, in quanto per ottenerli occorre sperimentare per molto tempo e nel corso di questo tempo la tecnologia evolve e quindi anche la calendar life attesa. Comunque con le batterie è molto frequente considerare 10 anni di calendar life (durata come dicevo presa a riferimento da IEA).

Dal documento VW si legge che il TUV (Technischer Überwachungsverein organismo di certificazione tedescp n.d.r.), certifica solo l’origine green dell’energia elettrica di Volkswagen Kraftwerks. Non sembra proprio certificare, per quanto si riesce a capire dal documento linkato, i risultati dell’analisi LCA.

Da quello che leggo sul certificato, il TUV certifica che la VW ha un Environmental Management System,  che i risultati dei loro calcoli sono stati verificati attraverso una LCA. Non mi sembra proprio che certifichi la bontà dell’LCA fatta, e delle ipotesi di lavoro che sono sottese. Mi sorprenderebbe che facesse una cosa del genere.

CO2 e auto elettrica: di che batterie stiamo parlando?

 Rispetto a quanto ho detto sopra ribadisco che è molto deludente che nel documento Volkswagen la presentazione del grafico non sia associata all’informazione sulla dimensione della batteria: come abbiamo visto è di grande importanza.

Comunque sopra ho mostrato che anche se fosse da 80 kWh le emissioni della Id3 sarebbero fortemente sovrastimate rispetto alla letteratura scientifica internazionale; a maggior ragione lo sarebbero con 58 o, ancora di più, 35.8 kWh

Da quello che leggo sul certificato, il TUV certifica che la VW ha un Environmental Management System,  che i risultati dei loro calcoli sono stati verificati attraverso una LCA. Non mi sembra proprio che certifichi la bontà dell’LCA fatta, e delle ipotesi di lavoro che sono sottese. Mi sorprenderebbe che facesse una cosa del genere. 

CO2 e auto elettrica: con un SUV tutto cambia

co2 e auto elettrica

Quanto al documento Mercedes Ceraolo scrive:

Se non capisco male la EQC è un SUV. E’ sicuramente un veicolo molto più grosso e pesante della Golf. Gli studi che ho citato io facevano riferimento ad una berlina media compatta, proprio come la Golf. Come si sa, il peso incide molto sui consumi. Sia perché la resistenza al rotolamento è proporzionale al peso, sia perché la frenata a recupero non recupera tutta l’energia persa durante le accelerate ma solo una parte. E l’energia spesa per accelerare è proporzionale alla massa.

La parte  dei consumi proporzionale al peso è quella dominante in ambito urbano.

In autostrada (a partire usualmente da velocità di circa 80 km/h) il consumo è dominato dalla resistenza aerodinamica e non dalla massa. Ma anche in questo caso il SUV ha consumi estremamente superiori ad una berlina compatta. A parità di Cx, infatti, la resistenza aerodinamica è proporzionale alla sezione frontale, che nel SUV è molto superiore. Inoltre anche il Cx è usualmente peggiore per via della forma meno efficiente.

Auto elettrica: quel che non va nel WLTP

Sull’attendibilità dei dati di autonomia secondo lo standerd WLTP aggiunge:

La WLTP è il frutto di uno studio mondiale pluriennale ed è affidabile. Anche da possessore di auto elettrica posso dire che in assenza di climatizzatore e escludendo i giorni molto freddi, con una guida regolare le autonomie WLTP sono realistiche. Certo se amiamo la guida brillante (e io sono fra quelli), le autonomie si abbassano. Nel mio caso se si esclude Dicembre, con una guida mediamente divertente con la mia Zoe ho un’autonomia di circa 360 km invece di 385. Non troppo bassa, quindi. Certo se vado a 130 in autostrada cambia tutto, ma questo ormai lo sanno anche i muri. A dicembre le autonomie sono crollate (ora sono 250-260 km). E non solo per il condizionatore: anche perché le batterie quando fa freddo erogano meno energia. E’ come se la capacità si riducesse temporaneamente per via del freddo.

co2 e auto elettrica

Ho fatto una mia battaglia personale (perdendola) con coloro che sviluppano e mantengono ev-database.org nel cercare di convincerli di inserire fra i dati del loro bel sito anche i consumi a 110 km/h costanti, che sarebbero utilissimi, ma non c’è stato verso di convincerli.

Non piace neanche a me il fatto che la WLTP preveda di tenere spento il climatizzatore. So che gli effetti di quest’ultimo dipendono molto dalla temperatura esterna. Ma qualche indicazione si dovrebbe trovare il modo di darla agli utenti finali, altrimenti si sentono presi in giro.

In conclusione al WLTP mancano info sul climatizzatore e sulla marcia autostradale (schematizzabile con velocità costante a 110 km/h, il riferimento da prendere per i veicoli elettrici). Per il resto è un ottimo riferimento per le autonomie, molto più efficace del precedente NEDC.

Una polizza a vita sulla batteria?

Le batterie secondo VW

Infine sull’ipotesi di una garanzia a vita per le batterie, ecco cosa scrive il professore:

Si può rovesciare la domanda: Abbiamo una garanzia fino a fine vita delle altre parti del veicolo? Inoltre se questa garanzia fosse fornita ovviamente comporterebbe dei costi aggiuntivi per il venditore, che si ripercuoterebbero sul prezzo d’acquisto. Vorrebbero questo tutti gli acquirenti? Comunque lo spunto di Enzo non è male. Sarebbe forse da fornire a richiesta una prestazione assicurativa sulla batteria fino a fine vita. Chi la vuole se la paga; probabilmente ci sarebbero abbastanza acquirenti, così come ci sono quelli che si fanno le polizze infortuni».

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32 COMMENTI

  1. Considerare il mix energetico per calcolare l’emissione delle auto elettriche sembra un trucchetto per farle apparire più ecologiche. Il mix energetico fotografa la situazione con un certo fabbisogno, ma se le rinnovabili non coprono oltre il 100% del fabbisogno, ogni kwh consumato in più (per esempio sostituendo un’auto termica con una elettrica, ma anche una scopa con una aspirapolvere) è interamente generato dalle peggiori fonti fossili a disposizione, quelle che sarebbero le prime a essere dismesse se ce lo potremmo permettere.

    • Questa è una teoria balorda, Benedetto. Quando lei accende a lavastoviglie, forse, ogni kWh consumato in più è “interamente generato dalle peggiori fonti fossili”? Via, non scherziamo. Tenga presente che ci sono anche forntori di ricariche per auto elettriche che erogano solo energia 100% da fonti rinnovabili. Senza contare chi ricarica da casa con energia autoprodotta.

      • Massimo, sarò più chiaro con una metafora. Se uno spende tutti i mesi 1.000 euro, coprendo le spese con 500 euro di pensione e 500 prendendoli dalla banca, quando dovrà spenderne 2.000 euro invece di 1.000, non è che la pensione gli aumenterà magicamente a 1.000 euro perché il suo “mix” è 50/50, sarà costretto a prendere 1.500 euro dalla banca (se glieli dà).

        In quanto ai fornitori che erogano solo energia 100% rinnovibile: è puro marketing, quell’energia sarebbe stata prodotta comunque e destinata ad altri impieghi a cui devono sopperire centrali termiche. Idem per l’energia autoprodotta, a meno di non essere slacciati dalla rete elettrica.

        Finché la coperta delle rinnovabili è corta è così, per il futuro si spera siano considerazioni superate.

        • Ma la coperta delle rinnovabili non è di misura fissa. Si allunga ogni giorno, si è allungata l’anno scorso e si allungherà quest’anno con l’entrata in funzione di nuovi impianti per alcuni GWh ogni anno. Anche l’Italia, come tutti i Paesi europei, deve rispettare una scaletta di avvicinamento agli obiettivi europei che prevedono il 55% di quota rinnovabile entro il 2030 e la decarbonizzazione totale entro il 2050. La ricarica dell’auto elettrica ai livelli di penetrazione previsti per i prossimi anni, genera poi un aumento irrilevante del fabbisogno complessivo.

  2. Sono l’autore dell’intervento.
    Non lo chiamerei “articolo”: è solo una lista di considerazioni che ho fatto su alcune delle considerazioni svolte da Enzo. Fra l’altro, leggendolo qui, mostra tutti i difetti di una lista di risposte più che un articolo. Un mio intervento più organico è come sapete in https://www.vaielettrico.it/i-veicoli-elettrici-a-zero-emissioni/

    Quando ho tempo mi piace leggere con attenzione le cose da chi scrive in buona fede, come Enzo, e in effetti alcune delle sue osservazioni mi trovano consenziente, prima di tutto il fatto che non dobbiamo trasformare la discussione su veicoli elettrici e ambiente una lotta fra posizioni di principo (non fare i “tifosi da bar”).
    Concordo con lui che fintanto che fonti che comunque sono dotate di prestigio (come la Volkswagen e la Mercedes) daranno informazioni contrastanti con quelle di altre (come quelle che io ho preso a riferimento e che, mi perdonino Volkswagen e Mercedes, considero più autorevoli), coloro che hanno veramente a cuore l’ambiente saranno sempre disorientati, e questo non fa bene allo sviluppo di tecnologie più favorevoli all’ambiente di quelle attuali.
    Un altro spunto di Enzo che ho trovato interessante ha riguardato l’idea di poter introdurre un’assicurazione sulla vita della batteria, ovviamente a fronte del pagamento di un premio.

    Vorrei fare ora quelche osservazione sugli interventi di Nicola.
    Concordo che l’impatto ambientale è molto di più del solo effetto serra (il quale a sua volta non è dovuto solo CO2 ma anche a CH4, N2O, SF6 e altro).
    Negli studi più completi si considerano oltre che l’effetto serra anche il potenziale di acidificazione (causa delle famose piogge acide), l’ipertrofizzazione (impropriamente detta eutrofiazzazione), gli effetti sulla salute umana (a sua volta classificata in effetti respiratori, radiazioni ionizzanti, svuotamento ozono, e altro).
    Oggi siamo tutti molto concentrati sull’alterazione del clima perché è estremamente preoccupante non solo per noi ma anche per le generazioni future; comunque ho letto negli anni scorsi alcuni studi che allargavano il discorso agli altri fattori di impatto ambientale, e usualmente anche questi attribuivano un vantaggio all’elettrico, anche se con diverse sfumature.
    Ovviamente per l’elettrico la tossicità deriva quasi esclusivamente dalle emissioni di talune centrali elettriche: anche su questo il progressivo incremento della quota di generazione rinnovabile (soprattutto solare e eolica) sta migliorando progressivamente la situazione.

    Infine un caveat: io sono ingegnere elettrotecnico e professore di Veicoli a Propulsione Elettrica e Ibrida (all’Università di Pisa); non sono quindi un vero esperto di impatto ambientale. L’impatto ambientale l’ho studiato e lo studio per fornire informazioni scientificamente valide e chiare ai miei allievi, ma non faccio ricerca scientifica su questo tema. Per questo anche su Vai Elettrico altro non faccio altro che presentare studi di enti che hanno il necessario prestigio e la necessaria competenza per parlare autorevolmente su questi complitcatissimi temi.

    • Grazie professore per queste ulteriori informazioni. Penso che anche il nostro amico Enzo, tra l’altro suo concittadino, non potrà che esserle grato.

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