I benefici ambientali della transizione energetica della Mobilità

Due aspetti sono immediatamente percepibili quando si utilizza un’auto elettrica: la silenziosità e l’assenza di emissioni allo scarico. Già queste due caratteristiche implicano un forte potenziale per il miglioramento della qualità della vita all’interno delle aree urbane, garantendo una sensibile riduzione dell’inquinamento acustico (con aumento del comfort sia all’interno che all’esterno dei veicoli) e della concentrazione di sostanze inquinanti. Ciò avviene proprio nelle zone a maggior densità abitativa e dunque maggiormente critiche in termini di impatti negativi sulla salute di entrambi gli aspetti appena citati.

Naturalmente, fermarsi alla percezione immediata non basta per rappresentare correttamente e compiutamente quelli che sono gli effetti ambientali della transizione verso la mobilità elettrica, sui quali gioca un ruolo estremamente significativo il sistema elettro-energetico nel suo complesso, così come le filiere di produzione dei veicoli e dei componenti al loro interno.

Per quantificare i benefici ambientali della mobilità elettrica esistono quindi due metodologie principali, entrambe utilizzate in RSE in maniera integrata e complementare l’una con l’altra. Nel primo caso, l’analisi punta a valutare gli effetti in termini di qualità dell’aria e di salute dei cittadini di uno (o più) scenari futuri che vedano un forte incremento della mobilità elettrica. Più nel dettaglio, il sistema modellistico realizzato in RSE permette di analizzare come, a fronte di un nuovo scenario di mobilità (diversa ripartizione tra veicoli tradizionali, gas, ibridi ed elettrici, così come diverse percentuali di utilizzo dei mezzi pubblici e privati), si presenterà un nuovo scenario emissivo e come, a fronte di questo nuovo scenario emissivo e in virtù dei fenomeni di chimica e trasporto nell’atmosfera, cambieranno le concentrazioni di sostanze inquinanti nelle aree analizzate.

Alcuni risultati dell’applicazione di questa metodologia, piuttosto complessa dal punto di vista modellistico, sono riportati nelle figure sottostanti, che mostrano l’effetto su scala nazionale dell’applicazione dello scenario di mobilità inserito nel PNIEC (Piano Nazionale Integrato Energia e Clima) in termini di concentrazione media annua di NO2 nell’aria. La mappa di sinistra rappresenta la concentrazione di biossido di azoto nella configurazione attuale, mentre la mappa di destra mostra le riduzioni ottenibili mettendo in atto lo scenario PNIEC. Lo scenario prevede una sostanziale conferma dell’attuale domanda di mobilità, ma che verrà soddisfatta da un parco circolante significativamente rinnovato. In particolare lo scenario prevede la presenza di 1,6 milioni di veicoli elettrici puri e di 4,4 milioni di ibridi plug-in al 2030. I risultati evidenziano una riduzione sensibile delle concentrazioni, fino a 3 ppb, equivalenti a circa il 20% di diminuzione della concentrazione media annua, in particolare proprio nelle aree ad oggi più critiche in corrispondenza delle grandi città e della pianura padana.

Concentrazione di biossido di azoto nella configurazione attuale e riduzione ottenibile grazie all’implementazione dello scenario di mobilità del PNIEC

Un ulteriore tassello modellistico, in fase di sviluppo e test in RSE, permetterà di quantificare anche gli effetti sanitari del miglioramento della qualità dell’aria. Alcuni risultati preliminari indicano, per lo scenario appena rappresentato, un potenziale di riduzione di quasi 17.000 ricoveri all’anno, con oltre 3.300 morti premature evitate.

Analisi simili possono essere realizzate anche a livello urbano, con un dettaglio che può arrivare sino ai 20 metri di precisione. Nelle figure seguenti si mostrano gli effetti della messa in atto di policy sulla mobilità urbana su un’area centrale di Milano, relativi ancora alla media annua degli ossidi di azoto. Più in particolare, la figura di sinistra mostra le riduzioni ottenibili attraverso un maggior utilizzo di combustibili a basso impatto (20% di auto elettriche, 20% di auto a metano/gpl e solamente il 60% di auto a combustione tradizionali). Nella figura di destra si riportano invece i risultati nel caso in cui, oltre a quanto implementato nel caso precedente, si inseriscano una serie di interventi a favore del trasporto pubblico, ciclabile e pedonale. Gli effetti di riduzione, già evidenti nel primo caso, diventano ancora più significativi nel secondo, a conferma della potenzialità dell’integrazione tra mobilità elettrica, mobilità collettiva e mobilità dolce.

Riduzione della concentrazione di NOx nel centro di Milano ottenibile tramite l’incremento della mobilità elettrica (figura di sinistra) ed il contestuale potenziamento del trasporto pubblico, ciclabile e pedonale (figura di destra)

Come già accennato, a fianco della metodologia appena descritta, legata ad aspetti di scenario e calata su un’area geografica specifica, RSE quantifica i benefici della mobilità elettrica anche attraverso dei veri e propri confronti tra tecnologie, calcolando l’impatto ambientale di veicoli con diversa alimentazione e inserendo nella valutazione tutte le fasi della loro vita, secondo un approccio di cosiddetto “Life Cycle Assessment” (LCA). Più in particolare, le analisi LCA più recenti hanno permesso di confrontare gli effetti in termini di inquinamento locale e di contributo all’effetto serra generati dalla produzione, utilizzo e dismissione di un’auto di fascia media (in particolare una Volkswagen Golf) nelle sue versioni benzina, diesel ed elettrica[1]. Vale la pena ricordare che le analisi LCA indagano estremamente a fondo le fasi della vita dell’auto: quando si parla di produzione del veicolo, si includono pertanto non solamente il processo industriale in sé, ma anche tutte le attività precedenti di produzione dei singoli materiali e componenti, così come l’approvvigionamento (tipicamente l’estrazione) delle materie prime e il loro trasporto dai luoghi d’origine. Analogamente, quando si analizza l’utilizzo del veicolo, si computano nel dettaglio anche gli impatti legati alla produzione dei vettori energetici, siano essi combustibili fossili o energia elettrica, così come gli effetti ambientali “indotti” dall’uso dell’auto, quale il consumo del manto stradale e la conseguente attività di ripristino. Lo studio di RSE considera inoltre i luoghi specifici in cui avvengono le varie fasi della vita del veicolo, potendo così utilizzare parametri rappresentativi delle aree coinvolte. A titolo di esempio, per la generazione di energia elettrica necessaria per la guida del veicolo si utilizzano i dati del sistema energetico italiano, mentre per il consumo di energia legato alla produzione, che nel caso di una Golf avviene in Germania, si utilizzano i dati del sistema energetico tedesco.

La figura seguente mostra i risultati relativi agli effetti climalteranti, espressi come kg di CO2 per km percorso, considerando un utilizzo urbano dei veicoli. Risulta piuttosto evidente il vantaggio del modello elettrico, caratterizzato da una riduzione delle emissioni pari a circa il 50% rispetto alla versione diesel e quasi il 60% rispetto alla versione benzina.

Confronto delle emissioni climalteranti in tutto il ciclo di vita di una Volkswagen Golf diesel, elettrica e benzina

Osservando il contributo delle varie fasi della vita, si nota come il veicolo elettrico abbia un maggior impatto in termini di produzione del vettore energetico (colore verde), ma come questo sia più che compensato dall’azzeramento delle emissioni in fase di guida (colore viola). Anche il contributo dato dalla produzione delle batterie (colore rosso), non presente nelle versioni a combustione, non sposta in maniera significativa il rapporto tra le tre motorizzazioni.

Come passaggio ulteriore del confronto, RSE ha applicato una metodologia di “conversione” dei tipici parametri di impatto ambientale (quali i kgCO2/km appena presentati) in un parametro unico, facilmente aggregabile, confrontabile e comprensibile: il “costo esterno” espresso in €/1000km. Il passaggio ai costi esterni, che avviene a partire dai risultati della LCA attraverso opportune funzioni di monetizzazione, permette tra le altre cose di sommare gli effetti legati alle emissioni di gas climalteranti e quelli legati alle emissioni di sostanze inquinanti (particolato, ossidi di azoto, ossidi di zolfo e altri composti), ottenendo un parametro di confronto quasi omnicomprensivo in termini di impatto delle emissioni atmosferiche.

La figura seguente riporta i risultati di quest’ultima fase di studio, includendo sia il caso di percorrenze urbane sia di percorrenze extraurbane.

Confronto dei costi esterni dovuti alle emissioni inquinanti e climalteranti in tutto il ciclo di vita di una Volkswagen Golf diesel, elettrica e benzina, sia con utilizzo urbano che extraurbano

Come per il caso precedente, anche in questo caso la versione elettrica risulta la migliore delle 3: ogni 1000 km percorsi in area urbana, una Golf elettrica “costa” circa 12 € di effetti ambientali, significativamente meno delle versioni omologhe benzina (circa 21 €) e diesel (circa 24 €). Le migliori prestazioni dei motori endotermici in ambito extraurbano riducono lo scarto, che rimane però ancora sensibile.

Conclusioni

Quanto appena riportato, sintesi del lavoro dei ricercatori RSE negli ultimi anni, mostra in maniera evidente come la progressiva introduzione di veicoli elettrici nella realtà trasportistica nazionale comporti sensibili effetti positivi in termini ambientali.  L’evoluzione nei prossimi anni del sistema energetico nazionale, delle tecnologie di trazione (anche per diesel e benzina) e delle tecniche di produzione dei veicoli e batterie andranno ad influenzare i risultati ottenuti, presumibilmente favorendo ancora la soluzione elettrica che si trova ad oggi in una fase di primo sviluppo. Obiettivo di RSE è continuare a monitorare gli impatti della transizione, mettendo a disposizione i propri strumenti modellistici e di analisi per la quantificazione numerica dei benefici ottenibili. 


[1] Gli allestimenti specifici sono stati scelti a parità di potenza erogata

CONDIVIDI ...

Lascia una recensione

Please Login to comment
  Subscribe  
Notificami