Emissioni CO2 auto elettrica: tutto quello che devi sapere

Auto elettriche, emissioni di CO2 e sostenibilità

Le auto elettriche con emissioni CO2 pari allo 0 hanno acquisito una notevole attenzione come soluzione potenzialmente più ecologica rispetto ai veicoli a combustione interna. Questa percezione è in gran parte dovuta alla loro natura a zero emissioni durante l’uso, che le rende indubbiamente più pulite in termini di emissioni locali.

Tuttavia, per comprendere appieno l’impatto ambientale delle vetture elettriche, è essenziale considerare l’intero ciclo di vita del veicolo, dalla produzione delle batterie allo smaltimento delle stesse.

Un fattore molto importante nell’impatto ambientale delle auto elettriche è la produzione delle batterie agli ioni di litio. Questo processo richiede l’estrazione di metalli come litio, cobalto e nichel, che può portare a deforestazione e inquinamento delle acque. Molti produttori, però, stanno cercando di mitigare questo impatto attraverso il riciclaggio e l’uso di materiali alternativi.

Quali sono le emissioni CO2 di un’auto elettrica?

In termini di emissioni di CO2 durante il ciclo di vita, le auto elettriche si dimostrano significativamente più efficienti rispetto alle loro controparti con motore endotermico. Secondo uno studio, le emissioni di CO2 di un’auto elettrica sono del 55% inferiori rispetto a un veicolo endotermico a benzina e del 47% inferiori rispetto a uno diesel. Queste differenze crescono ulteriormente in scenari di maggiore utilizzo di energia rinnovabile, con una riduzione delle emissioni fino all’80% in un contesto compatibile con il mantenimento del riscaldamento globale entro 1,5 gradi dai livelli pre-industriali​.

Dal punto di vista dell’utilizzo, gli EV non emettono gas di scarico, ma è importante considerare anche l’impatto ambientale della produzione di energia elettrica usata per alimentarli. Se quest’ultima proviene da fonti rinnovabili, l’impatto ambientale è notevolmente ridotto.

In generale, anche quando l’elettricità deriva da fonti non rinnovabili, le auto elettriche hanno comunque un impatto ambientale inferiore rispetto ai veicoli termici.

Per quanto riguarda lo smaltimento, le batterie delle auto elettriche alla fine della loro vita devono essere smaltite o riciclate. Il riciclaggio può aiutare a mitigare l’impatto ambientale recuperando materiali preziosi e riducendo la domanda di risorse naturali. Tuttavia, il processo di riciclaggio può essere energeticamente intenso e richiedere l’uso di sostanze chimiche potenzialmente inquinanti. Inoltre, l’Unione Europea sta adottando delle misure per ridurre l’impatto ambientale delle batterie, come il Regolamento UE 2023/1542, che mira a migliorare la sostenibilità della produzione e dello smaltimento delle batterie.

Le emissioni di un’auto elettrica: cosa rilasciano realmente?

Come detto poco fa, le auto elettriche stanno guadagnando popolarità come una soluzione più ecologica rispetto ai veicoli tradizionali. Tuttavia, per valutare correttamente il loro impatto ambientale, è fondamentale considerare le emissioni CO2 auto elettrica durante l’intero ciclo di vita, non solo durante l’uso.

Produzione e assemblaggio

Un fattore significativo nelle emissioni di CO2 di un’auto elettrica è associato alla produzione delle batterie, specialmente l’estrazione dei materiali come litio, cobalto e nichel. Ad esempio, le auto costruite e assemblate in Cina, dove il mix energetico è ancora fortemente dipendente dai combustibili fossili, hanno un’impronta di carbonio superiore del 35% rispetto a quelle costruite in Europa, dove il mix energetico è più green​.

Utilizzo e ricarica

Le vetture full electric non emettono gas di scarico durante l’utilizzo, rendendole apparentemente più pulite. Tuttavia, l’impatto ambientale della produzione di energia elettrica usata per la ricarica è un fattore importante. Ad esempio, l’uso di energia rinnovabile, come quella fotovoltaica, può ridurre notevolmente la carbon footprint di un EV rispetto all’uso di energia elettrica da fonti fossili.

Variazioni nella carbon footprint

Le emissioni di CO2 delle auto elettriche possono variare notevolmente a seconda di vari fattori. Ad esempio, una Tesla Model 3 può produrre emissioni che possono variare da 10,1 a 263,8 g/km, con il divario che si amplia ulteriormente a seconda delle abitudini di spostamento​.

Confronto con i veicoli tradizionali

In confronto, una vettura a benzina ha in genere delle emissioni stimabili in 146 g/km CO2, mostrando come, anche nel peggiore dei casi, le auto elettriche possono essere più efficienti rispetto ai veicoli tradizionali in termini di emissioni di anidride carbonica​.

Come funzionano le auto elettriche e le loro emissioni di CO2

Come sono strutturate le auto elettriche?

Le vetture elettriche si distinguono nettamente dalle auto a combustione interna per la loro struttura e funzionamento. Sono costituite da elementi essenziali come uno o più motori elettrici per la trazione, un inverter per convertire la corrente, un accumulatore, un caricabatterie e gli organi di trasmissione. Nonostante una struttura apparentemente più semplice, sono generalmente più pesanti a causa delle dimensioni e del peso delle batterie attualmente disponibili.

Ricarica e frenata rigenerativa

Le auto elettriche si ricaricano principalmente tramite fonti esterne come colonnine di ricarica, prese di corrente domestiche o wallbox. Un aspetto interessante è la frenata rigenerativa, che, pur non essendo sufficiente per una ricarica completa, aiuta a recuperare energia durante le decelerazioni, riducendo l’usura dell’impianto frenante. L’autonomia delle auto elettriche, invece, dipende da vari fattori.

Guida e prestazioni

Dal punto di vista della guida, le vetture elettriche si comportano come i veicoli dotati di cambio automatico (approfondisci qui le auto con cambio automatico per neopatentati). Non possiedono una trasmissione tradizionale, fatta eccezione per alcuni modelli sportivi. Queste auto vantano un’efficienza dei motori superiore all’80%, garantendo risposta immediata in termini di coppia e potenza, il che le rende particolarmente veloci anche in contesti urbani.

Tipologie di motori

Gli EV utilizzano principalmente due tipi di motori: sincroni a magneti permanenti e asincroni (o ad induzione). Entrambi presentano hanno componenti chiave come il rotore e lo statore, ma differiscono nelle specifiche e nelle prestazioni. Alcune auto possono avere una doppia motorizzazione (una per asse) o addirittura tre o quattro.

Sistemi di ricarica alternativi

Oltre alla ricarica standard, esistono modelli con range extender, che prevede un motore termico che funge da generatore e non è connesso all’asse di trazione. Questo sistema consente di estendere l’autonomia. Un’altra soluzione innovativa è rappresentata dalle celle a combustibile a idrogeno (Fuel Cell), che producono energia elettrica reagendo con l’ossigeno ed emettono solo vapore acqueo, permettendo l’uso di batterie più compatte e leggere. Ecco quanto costa a guidare un’auto elettrica.

Innovazioni future per ridurre ulteriormente le emissioni di CO2

Tecnologie di ricarica avanzate

• Ricarica V2G (Vehicle-to-Grid): questa tecnologia innovativa consente alle auto elettriche di non solo ricevere energia dalla rete, ma anche di esportarla. Attraverso il sistema V2G, i conducenti diventano “prosumatori”, fornendo flessibilità e contribuendo all’equilibrio della rete elettrica​.
• Ricarica wireless: la ricarica wireless per veicoli, simile a quella presente sugli smartphone più moderni, utilizza la tecnologia di ricarica induttiva. Questa offre vantaggi come la ricarica simultanea di più veicoli e la possibilità di essere una soluzione di ricarica su strada per coloro che non dispongono di parcheggi privati​.
• Ricarica ultra-rapida: i nuovi sistemi di ricarica ultra-rapida stanno diventando realtà, riducendo significativamente i tempi di ricarica. Ad esempio, auto come la Kia EV6 e la Hyundai Ioniq 5 possono aggiungere 96 km di autonomia con soli 5 minuti di ricarica utilizzando un caricatore da 250 kW​.
• Caricatori pop-up e caricatori su pali della luce: innovazioni come caricatori pop-up e caricatori installati su pali della luce aiutano a ridurre l’ingombro urbano dei punti di ricarica. I caricatori pop-up possono essere attivati tramite app per smartphone e scompaiono nel terreno quando non sono in uso​.
• Strade elettrificate: la tecnologia delle strade elettrificate, già operativa in Svezia dal 2018, permette ai veicoli di ricaricarsi mentre sono in movimento. Questo sistema funziona tramite un braccio mobile collegato al veicolo che riceve energia da binari elettrificati incorporati nella strada​​.

Ovviamente esistono anche altre tipologie di ricarica avanzate, caratteristiche dei paesi in cui la machina viene prodotta. Questo è il caso della Xiaomi SU7 che può contare su 700 km di autonomia con una singola ricarica secondo il ciclo cinese CLTC.

Innovazioni nella tecnologia delle batterie

• Batterie allo stato solido: queste batterie sostituiscono l’elettrolita liquido con materiali solidi come ceramica, offrendo maggiore densità energetica e tempi di ricarica ridotti. Grazie alla loro composizione, le batterie allo stato solido migliorano anche la sicurezza riducendo il rischio di incendi. Aziende come Quantumscape stanno lavorando per commercializzare questa tecnologia, con previsioni di implementazione in auto elettriche entro il 2025.
• Batterie agli ioni di sodio: queste batterie offrono un’alternativa meno costosa alle batterie agli ioni di litio grazie all’uso del sodio, una risorsa più abbondante. Tuttavia, potrebbero non essere in grado di soddisfare completamente le esigenze di autonomia e tempo di ricarica delle auto elettriche, quindi sono attualmente mirate a impieghi meno esigenti.
• Innovazioni nelle batterie agli ioni di litio: ci sono sforzi per migliorare ulteriormente le batterie agli ioni di litio attuali. La ricerca si concentra su nuovi materiali per gli anodi, come il silicio, per aumentare la densità energetica e la velocità di ricarica, e sullo sviluppo di materiali per i catodi più economici, come il fosfato di ferro e litio (LFP).

Confronto tra auto elettriche, ibride ed endotermiche: un’analisi delle emissioni

Emissioni allo scarico

Le auto elettriche, a differenza dei veicoli a benzina, metano o ibridi, registrano emissioni nulle di CO2 allo scarico. Per esempio, una utilitaria elettrica ha emissioni zero, mentre una analoga a benzina produce almeno 0,124 kg di CO2 al km, 0,103 kg per una a metano e 0,113 kg per una ibrida. Tutti i vantaggi e gli svantaggi delle auto ibride ne abbiamo descritto in questo articolo.

Emissioni totali nel ciclo di vita

Quando si considera l’intero ciclo di vita del veicolo, il divario nelle emissioni si riduce. Per una percorrenza di 75.000 km, un’auto a benzina comporta emissioni complessive di 15,1 tonnellate di CO2, seguita da quella elettrica con 12,2 tonnellate, l’ibrida con 13,8 tonnellate e quella a metano con 13,1 tonnellate. Questo mostra che, sebbene le vetture elettriche abbiano un vantaggio in termini di emissioni allo scarico, il loro impatto complessivo dipende anche da altri fattori come la produzione e la ricarica.

Emissioni di CO2 in base al tipo di veicolo

Un confronto più dettagliato rivela che le emissioni complessive di CO2 generate dalla produzione, alimentazione e utilizzo di un’auto elettrica top di gamma possono superare quelle di un’utilitaria a benzina per una percorrenza di 8500 km. Questo sottolinea l’importanza di considerare le diverse categorie di veicoli nel confronto delle emissioni.

Il futuro delle emissioni CO2 nel settore automobilistico

Riduzione delle emissioni e normative

Il settore automobilistico è in un momento critico per quanto riguarda la riduzione delle emissioni di CO2. Con obiettivi fissati dai governi e direttive come il Green Deal europeo e l’Accordo di Parigi, l’industria automobilistica è incoraggiata ad adottare soluzioni più sostenibili. Il nuovo Regolamento UE 2023/851 mira a una riduzione significativa delle emissioni per le auto nuove e i veicoli commerciali leggeri, con l’obiettivo di ridurre di almeno il 55% le emissioni di gas serra entro il 2030 rispetto ai livelli del 1990​​.

Innovazione e sfide

Per affrontare queste sfide, l’industria automobilistica sta puntando sui veicoli elettrici come soluzione principale. La circolarità della produzione e la considerazione del ciclo di vita completo delle batterie diventano elementi cruciali. Tuttavia, rimangono delle sfide, come l’autonomia delle auto elettriche, i costi di ricarica e la necessità di una maggiore efficienza operativa e sostenibilità nella catena del valore. Per raggiungere gli obiettivi di sostenibilità, è fondamentale che le organizzazioni del settore automobilistico riducano le emissioni complessive lungo tutta la catena del valore, inclusi i processi di fine vita delle batterie.

Prospettive future

La strada verso la riduzione delle emissioni di CO2 nel settore automobilistico è chiara ma richiede uno sforzo collaborativo da parte di governi, industrie e consumatori. Con l’adozione di nuove tecnologie e l’incremento della produzione di veicoli elettrici, insieme a normative più stringenti e innovazioni nella sostenibilità, il settore si sta muovendo verso un futuro a basse emissioni. Questo cambiamento radicale rappresenta non solo una sfida ma anche un’opportunità significativa per l’industria automobilistica di reinventarsi e contribuire alla lotta contro il cambiamento climatico.