- Due fonti energetiche come l’elettricità e i combustibili fossili hanno diverse caratteristiche di base e la tecnologia elettrica compete con un duro rivale in termini energetici, oltretutto con oltre un secolo di costante evoluzione alle spalle.
- Quanta energia fornisce un litro di carburante? Quanta energia può immagazzinare un’auto a combustione interna ed un’auto elettrica? Qual è il consumo di un veicolo elettrico rispetto a un’auto a propulsore termico? Sono alcune delle domande a cui vogliamo dare risposta.
Le auto a combustione interna hanno raggiunto livelli incredibili di efficienza ma, per loro natura, continuano a rilasciare emissioni, seppur ridottissime. Un combustibile, qualunque sia la sua origine, è una sostanza che, quando reagisce con l’ossigeno (normalmente quello dell’aria) dà origine ad altre sostanze (gas e particelle della combustione) e all’energia termica. Il rispetto per l’ambiente e il miglioramento della qualità dell’aria nelle nostre città hanno guidato in tempi recenti lo sviluppo della tecnologia elettrica, che punta a competere con un duro rivale in termini di energia e con oltre un secolo di costante evoluzione alle spalle.
Elettricità e combustibili fossili sono due fonti energetiche molto diverse tra loro, ma che “lottano” per svettare quanto a consumo, prestazioni energetiche, capacità di accumulo di energia e costo dell’energia per chilometro percorso, tra una vettura elettrica ed una dotata di tradizionale propulsore endotermico, benzina o Diesel che sia.
L’impegno di PEUGEOT e di Groupe PSA per l’elettrificazione è sotto gli occhi di tutti. La Casa del Leone commercializza già due modelli 100% elettrici: Nuova PEUGEOT e-208 e Nuovo SUV PEUGEOT e-2008. La sua offerta elettrificata include anche la tecnologia ibrida plug-in, declinata da una gamma di 4 modelli: PEUGEOT 508 Hybrid, PEUGEOT 508 SW Hybrid, SUV PEUGEOT 3008 Hybrid e SUV PEUGEOT 3008 Hybrid4 con trazione 4×4. È stato poi recentemente svelato il Nuovo PEUGEOT e-Traveller, 100% elettrico, ma saranno tante altre le novità in tale direzione che la Casa presenterà nei prossimi mesi, con l’obiettivo di avere una gamma 100% elettrificata entro il 2023.
La misura del kilowatt
Come qualsiasi altro veicolo, un’auto elettrica accumula energia (in una batteria, mentre un veicolo a combustione interna lo fa in un serbatoio di carburante) e la utilizza per trasformarla in movimento. Ma il fatto che sia alimentato elettricamente significa che si devono usare altri parametri e unità di misura, come kW, kWh, kWh/100km… Ciò rende spesso non facili i confronti con le auto tradizionali, ma nient’affatto impossibili. Elemento che talvolta disorienta anche gli utenti, che sono abituati, ad esempio, a misurare il consumo in litri ogni 100 chilometri (o in km per litro) e riconoscere le scale di riferimento basate su altri valori.
Quanta energia fornisce un litro di carburante?
I combustibili fossili hanno un eccellente rapporto tra l’energia che possono fornire e la massa e il volume che occupano: hanno un’alta densità energetica e consentono di immagazzinare molta energia in uno spazio piccolo e relativamente leggero. Questo è il motivo del loro successo per oltre un secolo come fonte di energia per veicoli a propulsione interna destinati al trasporto, nei quali si deve ottimizzare peso e spazio.
Per unità di volume, un litro di benzina ha un potere calorifico di circa 9,6 kWh / l (chilowattora per litro). Il gasolio, che è più denso, fornisce invece 10,7 kWh / l. Per unità di massa, i valori sono rispettivamente di 12,2 kWh/kg (chilowattora per chilo) e 12,7 kWh/kg. Questi parametri così esplicitati sono fondamentali per confrontare prestazioni e consumi con un sistema di propulsione elettrico.
Quanta energia può immagazzinare un’auto?
Un altro vantaggio del carburante è che si tratta di un fluido liquido, che necessita solo di un contenitore adattato alle sue caratteristiche per essere immagazzinato. L’accumulo di elettricità è un processo molto più complesso che richiede una batteria che riceve elettricità e la trasforma in energia chimica per immagazzinarla. Una batteria agli ioni di litio rappresenta una tecnologia all’avanguardia (utilizzata ad esempio dalle nuove PEUGEOT e-208 e SUV e-2008) ed offre una densità di energia di circa 0,14 kWh/kg.
La versione a benzina della Nuova PEUGEOT 208, dotata di un serbatoio da 44 litri di capacità, può immagazzinare fino a 422,4 kWh di energia. Nella variante Diesel, con un serbatoio pieno da 41 litri, questa cifra sale a 438,7 kWh. La batteria ad alta capacità della PEUGEOT e-208 o del SUV PEUGEOT e-2008 può accumulare fino a 50 kWh di energia.
Se aggiungiamo l’elevata densità energetica del carburante con il suo semplice serbatoio, l’energia che le auto a combustione sono in grado di accumulare è leggera e occupa poco. Un litro di benzina pesa circa 750 grammi (850 grammi per litro il gasolio); quindi una PEUGEOT 208 a combustione interna “costa” solo 30,75 chili di benzina o 37,4 chili di gasolio, più il peso del serbatoio stesso, per trasportare una grande quantità di energia. Il sistema di batterie completo di una PEUGEOT e-208 o e-2008 elettrica immagazzina 50 kWh e contiene il peso in 356 chili, grazie al fatto di essere al Litio.
Qual è il consumo di un’auto elettrica rispetto a un’auto a combustione?
Un’auto elettrica può immagazzinare molta meno energia, però ha bisogno di molta meno energia per muoversi, perché la trasforma in modo molto più efficiente. I motori a benzina più efficienti al mondo hanno un’efficienza energetica di circa il 40%, che aumenta al 45% sul Diesel. In altre parole, trasformano in movimento solo il 40-45% dell’energia che ricevono, mentre il resto viene perso nella generazione di calore. Un motore elettrico, invece, ha un’efficienza superiore al 90%.
Trasferendo questi parametri a kWh di energia consumata ogni 100 chilometri, si notano le grandi differenze tra le due propulsioni. Una PEUGEOT 2008 benzina PureTech 130 CV ha un consumo WLTP medio di 5,8 l/100 km, mentre una Diesel BlueHDi 130 CV consuma 4,9 l/100 km. Queste cifre corrispondono a un consumo di energia di 55,68 kWh/100 km nella versione benzina e 51,94 kWh/100 km nella versione Diesel. Il consumo del modello corrispondente della gamma elettrica è molto più basso: 17,6 kWh/100 km. Però, mettendo in relazione i 50 kWh della batteria con i 320 km di autonomia WLTP (di e-2008), si ottiene un valore più basso e di 16,1 kWh/100 km. Questa differenza deriva dall’energia fornita dal sistema di rigenerazione dell’energia in frenata.
Qual è l’autonomia di un’auto elettrica rispetto a un’auto a combustione?
Come abbiamo visto, le auto a combustione interna immagazzinano circa 8 volte più energia, ma consumano anche circa 3,5 volte di più. Di conseguenza, una PEUGEOT 2008 PureTech 130 CV a benzina potrebbe percorrere 758 chilometri con un consumo medio di 5,8 l/100 km, 836 chilometri una BlueHDi 130 CV, tenendo conto del suo consumo medio di 4,9 l/100 km. L’autonomia WLTP di una PEUGEOT e-2008 è invece di 320 chilometri.
Qual è il costo per 100 km di un’auto elettrica rispetto a un’auto a combustione interna?
In questo ambito, la propulsione elettrica ha un buon vantaggio. Considerando un costo a kWh di 0,2 euro per la ricarica domestica e di 0,45 per quella effettuata presso le colonnine pubbliche in corrente alternata, ricaricare completamente una PEUGEOT e-208 o e-2008 può costare tra 10 e 22,5 euro. Ciò si traduce in un costo energetico per 100 chilometri compreso tra 2,94 (3,12 per e-2008) e 6,6 (7,03 per e-2008) euro. Nel caso di una PEUGEOT 2008 PureTech 130 il costo del carburante è di 7,92 euro/100 km mentre nel caso del BlueHDi 130 il costo del carburante è di 6,15 euro/100 km*. Si comprende bene quanto sia il vantaggio economico anche nei confronti del Diesel se si ricarica a casa.