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Auto elettriche e riscaldamento globale

Posted in auto elettriche, fotovoltaico by jumpjack on 7 settembre 2018

Il 100% dell’energia estratta dalle batterie di un’auto elettrica finisce per diventare, sempre e comunque riscaldamento globale dell’atmosfera:

  • il calore disperso dai freni riscalda l’aria;
  • il calore prodotto dalle ruote che toccano la strada scalda l’asfalto che a sua volta scalda l’aria;
  • il movimento stesso dell’auto nell’atmosfera scalda l’aria aumentandone l’agitazione delle molecole.

Quindi è bene che l’energia delle batterie venga dal sole, perchè se viene dai combustibili fossili è come se viaggiasse nel tempo da 1 miliardo di anni fa ad oggi: sempre di energia solare si tratta, ma accumulata 1 miliardo di anni fa da piante e animali che poi sono diventati petrolio.

Penso che sia come se oggi risplendessero migliaia soli invece che uno solo; cioè, se per formare 1 litro di benzina ci sono volute, che so, 10 tonnellate di piante marcite, putrefatte e diventate petrolio, che erano cresciute in 6 mesi, e poi bruciamo questo litro in 1 giorno , vuol dire che è come se in quel giorno risplendesse l’equivalente di 6 mesi di sole, o che risplendesse un sole 180 volte più intenso.

 

Ma proviamo ora a fare un calcolo un po’ spericolato:

1)il mix energetico italiano ha raggiunto il 40% di rinnovabili e 60% di fossili;
2) una centrale a combustibili fossili ha efficienza del 50% invece che 25% come un’auto;
3) con un litro di benzina (10 kWh) un’auto a benzina fa 15km, un’elettrica fa 70km.

Dovrebbe significare:
1) 0.6 * 6 = 3.6 mesi di sole invece che 6
2) 0.5 * 3.6 = 1.8 mesi di sole invece che 3.6
3) 15/70 * 1.8 = 0.38 mesi di sole invece che 6, cioè 1/16

Cioè, se ho fatto bene i conti, vorrebbe dire che un’auto elettrica riscalda il pianeta 16 volte meno di un’auto a benzina.
Sarà vero? Sono calcoli decisamente strampalati… 🙂

Quanto consuma un’auto a benzina, una a diesel, una a idrogeno, una elettrica,…?

Posted in ambiente, auto elettriche, scooter elettrici by jumpjack on 14 luglio 2013

Ecco un’interessantissima tabella che risponde a questa domanda per ben 33 motorizzazioni diverse!

Consumi

Tratta da questa chilometrica ma interessantissima tesi (p.111):

http://itee.uq.edu.au/~serl/_pamvec/PhD_Thesis_AGS_050420.pdf

Può essere utile affiancargli la tabella delle densità gravimetriche (energia/peso) e volumetriche (energia/volume) di p.21:

Densità energetiche

Notare come l’altissima densità energetica della benzina (ULP = UnLeaded Petrol = Benzina senza piombo)  (37300 MJ/kg, cioè 10400 Wh/kg), di fatto è come se fosse molto più bassa, perchè in un motore a benzina, diesel, GPL o altri idrocarburi l’energia del carburante può essere sfruttata al massimo per un 28% (quinta colonna della prima tabella), il che significa che meno di un terzo dell’energia contenuta nel carburante viene utilizzato per muovere l’auto, il resto si disperde in calore; come dire che ogni volta che si mettono 50 euro di carburante, 33 se ne vanno letteralmente in fumo, mentre 17 servono a far muovere la macchina! E questo nel caso dei carburanti migliori, tipo il diesel, ma il rendimento può scendere fino al 23%, arrivando a farci buttare 38 euro per ogni pieno da 50 euro!

Nel caso dell’auto elettrica, l’efficienza del “carburante”, cioè della batteria, è del 90% come minimo, e fa sì che su 50 euro, appena 5 euro vadano sprecati, e 45 vengano effettivamente utilizzati per muovere la macchina.

Per un’ibrida i “soldi buttati” sono intorno ai 35 euro su 50, quindi simile alle auto diesel.

Ma non è tutto: fin qui abbiamo parlato  di valori MASSIMI; in realtà, il rendimento varia molto anche in base al tipo di percorso, e può scendere fino al tristissimo livello del 9% in una città trafficata (ciclo NYCC): come dire che dei nostri 50 euro ne buttiamo 45! In questo tipo di situazione, un’auto elettrica mantiene comunque un’efficienza del 49% (93% * 53%). Questi ultimi dati si evincono da quest’altra tabella:

efficienze

Per qualche motivo in questa tabella le efficienze a volte sono ragruppate (solo “engine” per le auto con motore a scoppio) o separate (batteria, motore+elettronica nell’elettrica; batteria, cella a combustibile e motore+controller nelle ibride). Perchè i dati siano confrontabili bisogna quindi “accorpare” i rendimenti, cioè moltiplicarli tra loro: 44%, 95% e 65% si possono esprimere come 0,44 , 0,95 e 0,65, che “accorpati” danno 0,44*0,95*0,65=0,27, cioè 27%: il rendimento di un’auto ibrida a celle a combustibile.

Gli acronimi:

ICV = Internal Combustion Vehicle – Veicolo con motore a combustione interna, cioè motore a scoppio.

PHEV: Parallel Hybrid Electric – Ibrido parallelo (motore elettrico e a benzina entrambi collegati alle ruote) . In alcuni testi pare però che con PHEV si intenda Plugin Hybrid Electric, intendendo gli ibridi che si possono ricaricare anche dalla presa di corrente.

SHEV:Serial Hybrid Electric – Ibrido seriale (motore a benzina funzionante solo come generatore, mai collegato alle ruote)

FCEV: Fuel Cell Eletric – solo celle a combustibile, che alimentano direttamente il motore

FCHEV: Fuel Cell Hybrid Electric – celle a combustibile + batteria

BEV: Battery Electric – solo batteria

Un altro dato interessante che si evince dall’ultima colonna della prima tabella, è che un’auto a GPL (LPG) consuma solo poco meno di una a benzina (2,69 MJ/km contro 2,78), ma più di una diesel, che richiede 2,25 MJ=km. In questo caso però entrano in gioco i prezzi molto diversi tra GPL e Benzina/Diesel.

I dati sono però da verificare perchè a prima vista sembrano corrispondere a consumi eccessivi (2,69 MJ/km significherebbe 9 km/Litro o 21 mpg).

Ecco un grafico che mostra l’evoluzione dei consumi delle auto negli anni, espressi in miglia per gallone (15 mpg= 6 km/L, 33 mpg = 14 km/L):

fuel-economy-history

http://www.pewenvironment.org/uploadedFiles/PEG/Publications/Fact_Sheet/History%20of%20Fuel%20Economy%20Clean%20Energy%20Factsheet.pdf

 

Il grafico dice che il consumo medio si assesta sui 33 MPG, che corrispondono a 14 km/L; considerando i 7000 Wh/L della benzina, significa 7000/14 = 583 Wh/km, che corrispondono a circa 2,10 MJ/km, mentre ai 2,69 MJ/km della tabella corrispondono 747 Wh/km o 9,37 km/L, cioè 21 MPG, che stando al grafico soprastante corrisponderebbe ai consumi di un’auto degli anni ’80 o di un moderno SUV.

 

Mettiamo vicini tutti i numeri per averli a portata di mano.

Benzina:

  • 7000 Wh/litro
  • 2,78 MJ/km ==> 772 Wh/km
  • 1,85 Euro/litro
  • 7000 Wh/L  /  772 Wh/km  = 9 km/L
  • 1,85 Euro/L  / 9 km/L  = 0,21 Euro/km

 

Diesel:

  • 8000 Wh/Litro
  • 2,24 MJ/km ==> 622 Wh/km
  • 1,75 Euro/litro
  • 8000/622 = 12,8 km/L
  • 1,75 / 12,8 = 0,14 Euro/km

 

GPL:

  • 4600 Wh/Litro
  • 2,69 MJ/km ==> 747 Wh/km
  • 0,65 Euro/litro
  • 4600/747 = 6,15 km/L
  • 0,65/6,15 = 0,10 Euro/km

 

Anche con i dati di consumo di 20 anni fa è evidente la convenienza economica del GPL su Diesel e Benzina, mentre a livello di inquinamento il GPL risulta peggiore (ma, come detto, forse si tratta di dati vecchi).