Saranno davvero le leggi e la volontà politica a spegnere i motori termici dal 2035? La sorpresa, in grado di azzerare il fervente dibattito tra i pro e i contro, si sta materializzando all’orizzonte. A mettere fuorigioco il motore a combustione sarà qualcosa di poco politico e per nulla ideologico: la tecnologia e i suoi prorompenti progressi. A cavallo del 2030, perfino in anticipo rispetto alla scadenza fissata dalla Ue per lo stop alla produzione e vendita dei motori a combustione (con una momentanea deroga per le moto e le auto a carburante biologico o sintetico) il motore elettrico potrebbe farsi largo, da solo, a colpi di vantaggi su tutti i fronti: costi di produzione, gestione e manutenzione e perfino autonomia del mezzo che lo ospita. L’unica vera incognita: le reti di ricarica, punto dolente nella lenta marcia all’elettrico di molti paesi, tra cui nostro. Ma anche qui, con un orizzonte di almeno una decina d’anni per rimediare, la sfida non è impossibile.
I segnali del prorompente progresso ci sono tutti. Ne citiamo tre, solo per limitarci agli esempi più eclatanti. I primi due riguardano la tecnologia pura. Parliamo della corsa, che sembra vicino al traguardo, delle nuove batterie allo stato solido, capaci di moltiplicare il rapporto tra ingombro e peso (ora ingenti) e capacità energetica, con un costo di almeno due o tre volte minore rispetto all’attuale. E parliamo anche del motore vero e proprio: ecco, già marcianti, i prototipi dei nuovi propulsori elettrici a 800 volt, pesanti poco più della metà, con una potenza di picco superiore di almeno il 20% e un progresso almeno analogo in termini di efficienza (il consumo di energia rispetto alle prestazioni). Il terzo segnale riguarda la combinazione tra la tecnologia e le infrastrutture: sta diventando realtà il cosiddetto Vehicle To Grid (V2G), ovvero la connessione sistemica tra le auto a elettroni e le reti elettriche, per creare un sistema di compensazione e scambio reciproco in grado di moltiplicare la sicurezza delle reti elettriche e rendere allo stesso tempo più economico il processo di ricarica e uso dell’energia non solo in mobilità ma anche, ad esempio, nelle nostre abitazioni. Ecco, qui di seguito, qualche dettaglio in più.
Auto elettrica: batterie solide pronte al decollo
In corsa ci sono tutti i protagonisti dell’industria automobilistica, con un intenso gioco di alleanze con l’industria elettronica. Saranno le batterie allo stato solido a moltiplicare le prestazioni tagliando i costi. Caratterizzate da una struttura a wafer simile a quelle dei microprocessori. Faranno a meno del gel, elemento semi-liquido in cui sono annegate ora le batterie aumentandone il peso e creando una serie di problemi irrisolti (dilatazioni, surriscaldamenti, durata). L’ultimo annuncio in ordine di tempo arriva dalla giapponese Toyota: i costi, ora molto più alti rispetto alle batterie con gel, si stanno abbattendo. E si stanno risolvendo anche gli altri due fattori critici: durata e densità energetica. Arriveranno davvero tra il 2027 e il 2028 i veicoli elettrici Toyota di nuova generazione alimentati dalle nuove batterie allo stato solido al ferro-litio-fosfato bipolari, senza involucro? Le promesse, tutte da verificare, sono eclatanti: ricarica in 10 minuti, autonomia di 1500 km con costi tagliati del 40% .
Incalzano, tra gli altri, le principali industrie americane del settore, che puntano invece sulle nuove batterie al litio senza cobalto e cavalcano proprio l’eliminazione di questo materiale insistendo sulla sostenibilità ambientale e soprattutto sociale di questa soluzione, visto che l’estrazione del cobalto viene almeno per un terzo delle forniture mondiali da miniere spesso illegali, concentrate prevalentemente in Congo, con un intenso sfruttamento del lavoro minorile. La promessa? Batterie più “pulite” nella filiera produttiva, con una durata garantita per 1.000 cicli al termine dei quali rimarrà ancora il 95% della capacità iniziale.
Auto elettrica: la sfida già vinta dei nuovi motori
Batterie più efficienti ma anche motori che promettono di sfruttarne molto meglio la capacità. Merita credito l’annuncio del colosso ZF, la multinazionale tedesca dell’automazione industriale a cui si devono tra l’altro i cambi automatici delle automobili più prestigiose. ZF sta orientando la sua ricerca e le sue nuove attività proprio sui motori elettrici delle nuove auto. Il nuovo motore a 800 volt EVSys800 è stato presentato, funzionante, su una Porsche Taycan: più di 350 cavalli e una coppia massima di 5200 Nm con un peso di appena 74 kg, 40 in meno rispetto alla precedente generazione, con un ingombro inferiore del 10%. Un impegno che paga, se è vero che ZF si è assicurata ordini di componenti per auto elettriche e ibride plugin per la bellezza di 25 miliardi di euro.
Nel frattempo una chiara dimostrazione della maggiore efficienza complessiva del motore elettrico sta venendo dalla formula delle auto ibride che affianca un tradizionale motore a combustione a un motore elettrico ma prevede la trazione permanente con il solo motore elettrico lasciando al motore a combustione il solo compito di ricaricare la batteria. Sembra un controsenso ma funziona, come stanno dimostrando Honda e Nissan con le loro ibride a trazione solo elettrica già in commercio: il motore termico, che si accende automaticamente solo quando deve caricare la batteria, è conformato per lavorare sempre nella situazione di massima efficienza, ad un regime di giri costante e prefissato, massimizzando il rendimento rispetto ai consumi, per trasferire l’energia al motore elettrico che invece ha un rendimento pressoché costante indipendentemente dalla potenza che si chiede in quel momento.
Cosa succede con l’auto “in rete”
L’auto in rete, in grado di scambiare energia secondo i bisogni reciproci, con importanti benefici per il sistema elettrico nazionale, contribuendo al nuovo sistema di accumuli dell’energia prodotta con le rinnovabili. È il Vehicle To Grid la rivoluzione più rilevante del futuro dell’auto elettrica concepita come un elemento del nuovo panorama energetico frutto dell’integrazione tra tecnologie e soluzioni che comprendono anche la mobilità. Anche su questo versante la gara tra imprese, non solo automobilistiche, si sta facendo serrata, per accelerare uno sbarco commerciale su larga scala.
Proprio in Italia l’integrazione della ricerca e delle sperimentazioni tra operatori elettrici e industria automobilistica ha forse il suo avamposto più avanzato, anche grazie alle iniziative di due campioni nazionali dell’energia: Enel e l’operatore della rete nazionale Terna. Ben affiancati dalle grandi istituzioni della ricerca italiana, Enea in testa.
Già nella seconda metà del 2020 Terna ha allestito a Mirafiori con FCA (ora Stellantis) e l’operatore energetico Engie un progetto per integrare nel Vehicle to grid le grandi aree di stoccaggio (o anche semplicemente di sosta) di grandi flotte di veicoli come elementi di una mega-batteria in grado di mantenere la carica ma allo stesso tempo di servire le necessità di una rete, grazie a un continuo scambio coordinato di energia.
Sullo stesso concetto si sta muovendo l’Enel attraverso Enel X Way, la società del Gruppo dedicata alla mobilità elettrica, con un nuovo modello di centralina bidirezionale (anche in versione domestica) che mutua la tecnologia già proposta da Enel per partecipare in Italia e nel mondo, ad esempio negli Stati Uniti, a molte gare internazionali per le soluzioni V2G anche nei grandi sistemi di trasporto pubblico: lo scambio è gestito da un algoritmo complesso capace di distribuire il flusso di energia tra la batteria del mezzo e le necessità della rete facendo delle batterie in ricarica un elemento “cuscinetto” per sostenere momentaneamente la rete in caso di bisogno. Nel caso delle grandi flotte di trasporto pubblico i benefici di uno scambio con la rete elettrica locale possono essere davvero significativi, come nel caso del progetto coordinato da Terna. Ma è intuibile il vantaggio di questa applicazione anche nei sistemi casalinghi, dove lo scambio di energia con l’abitazione, grazie a una centralina di ricarica specifica controllabile direttamente dal nostro smartphone, è in grado di metterci tra l’altro al riparo dagli eventuali blackout, o può semplicemente soddisfare una momentanea richiesta supplementare di energia.
È una corsa che coinvolge tutti, naturalmente. L’ultima promessa in ordine di tempo viene dalla Francia. La futura Renault 5 elettrica permette di portare una tecnologia V2G analoga a quella messa in campo dall’Enel nelle case dei francesi e dei tedeschi entro prossimo anno per sbarcare in Inghilterra l’anno successivo. Ma intanto l’Enel alza ulteriormente la posta, studiando ad esempio soluzioni per integrare i sistemi V2G con le nascenti Comunità energetiche rinnovabili (CER) massimizzando i vantaggi economici previsti per gli scambi di energia di queste ultime. Una bella gara.