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Auto elettriche VS Auto a carburante. Quale inquina di più?

26 Agosto 2021

Oggi vogliamo fornire una comparazione tecnica oggettiva e basata su principi scientifici tra l’auto elettrica e l’auto a carburante, che possa rispondere definitivamente al quesito più discusso dell’ultimo decennio: quale di queste inquina di più?

EMISSIONI INQUINANTI NEL CICLO DI VITA

Per una valutazione esaustiva dell’impatto ambientale di qualsiasi prodotto, bisogna considerare l’intero ciclo di vita dello stesso, che comprende le seguenti voci:

  1. Emissioni allo scarico;
  2. Altre emissioni durante l’utilizzo del veicolo;
  3. Emissioni per la manutenzione del veicolo;
  4. Emissioni evaporative;
  5. Emissioni per la produzione della fonte che alimenta il veicolo (carburanti o energia elettrica);
  6. Emissioni per la produzione del veicolo;
  7. Emissioni per lo smaltimento del veicolo.

Nei prossimi sottoparagrafi analizzeremo ogni singola voce e quantificheremo l’impatto ambientale per ogni tipologia di alimentazione (benzina, diesel, metano, gpl ed elettrica), fornendo tabelle comparative per consentire una consultazione facile e immediata.

1 – EMISSIONI ALLO SCARICO

Si riportano di seguito le emissioni allo scarico medie di automobili del segmento C (medie compatte) Euro 6 aventi potenza di circa 120 CV, per ogni tipologia di alimentazione

I dati riportati non sono quelli dichiarati dalle case costruttrici (poco attendibili) ma sono dati reali rilevati durante prove su strada certificate. Nell’ultima colonna si riportano le tonnellate di CO2 complessivamente emesse allo scarico in 500.000 km.

AUTOMOBILE GRAMMI DI CO2 EMESSI AL KM
TONNELLATE DI CO2 EMESSE IN 500.000 KM
Elettrica 0 0
Benzina 150 75
Gasolio (diesel) 135 67,5
GPL 120 60
Metano 120 60

Che l’auto elettrica non abbia emissioni allo scarico, è cosa nota e inconfutabile. La cosa che invece viene spesso trascurata è che questo valore nullo rimane sicuramente tale per tutta la vita dell’auto; al contrario, nelle auto a combustione interna le emissioni tendono ad aumentare con l’utilizzo del mezzo, a causa di guasti e della diminuzione di efficienza dei sistemi antinquinamento (catalizzatori e filtri antiparticolato). In alcuni casi, che possiamo definire drammatici, le auto a combustibile bruciano olio lubrificante in seguito al danneggiamento del motore (quante volte è capitato di vedere auto che emettono uno strano fumo bianco dallo scarico?) oppure emettono una incredibile nuvola nera, segno di uno smaltimento del particolato non ottimale. A proposito di particolato, quando un’auto diesel rigenera automaticamente il filtro antiparticolato, condizione che accade ordinariamente, emette fino a 10 volte in più.

2 – ALTRE EMISSIONI DURANTE L’UTILIZZO DEL VEICOLO

In realtà, l’inquinamento che si genera durante l’utilizzo del veicolo non è solo quello derivante dalle emissioni allo scarico. Anche la polvere di ferodo dei pattini freno genera polveri sottili. Nelle aree urbane, queste polveri costituiscono un terzo delle polveri sottili generate dai veicoli (gli altri due terzi sono generate dalla combustione dei carburanti nel motore, dall’usura degli pneumatici e dall’usura dell’asfalto). Tra l’altro, siccome i freni hanno lo scopo di rallentare l’auto e quindi di dissipare energia, queste emissioni di polveri sottili in seguito all’usura dei pattini sono la causa di un’inefficienza energetica. L’auto elettrica, invece, riutilizza questa energia per ricaricare la batteria attraverso un efficientissimo sistema di recupero dell’energia in frenata

3 – EMISSIONI PER LA MANUTENZIONE DEL VEICOLO

Un’altra importante causa di inquinamento è la manutenzione ordinaria del veicolo, che genera rifiuti speciali altamente inquinanti. Si pensi, ad esempio, all’olio esausto che deve essere sostituito al tagliando, così come il filtro olio, il filtro carburante, il filtro aria motore, il filtro abitacolo, i pattini e i dischi dell’impianto frenante, gli pneumatici. Per le auto a gas, il bilancio è ulteriormente aggravato dalla necessità di manutenere le bombole. Anche qui l’auto elettrica è molto più ecologica dell’auto con motore a combustione interna: tra i rifiuti sopra elencati bisogna considerare solo il filtro abitacolo, i componenti dell’impianto frenante (ma in misura minore perché con il recupero dell’energia in frenata si usurano meno) e gli pneumatici (elemento comune a tutte le alimentazioni, in egual misura).

4 – EMISSIONI EVAPORATIVE

“Un tipo di emissione […] decisamente poco conosciuto è quello delle cosiddette emissioni evaporative. Si tratta del rilascio di sostanze organiche volatili dovute alla presenza stessa del combustibile e del sistema per la sua distribuzione e alimentazione al motore. E’ un fenomeno che riguarda prevalentemente i veicoli a benzina, un combustibile molto più volatile rispetto al gasolio, che anche a temperatura ambiente rilascia vapori. Si pensi che un veicolo parcheggiato al sole in una calda giornata estiva rappresenta una sorgente non trascurabile di emissione di molecole organiche inquinanti. Analoghe emissioni evaporative si verificano ogni volta che facciamo rifornimento di carburante […], come si può facilmente constatare dall’odore pungente che si respira nelle vicinanze di un distributore”.

5 – EMISSIONI GENERATE PER LA PRODUZIONE DELLA FONTE CHE ALIMENTA IL VEICOLO

Così come le auto elettriche hanno bisogno di energia elettrica, le auto con motore a combustione interna hanno bisogno di carburante. Anche per produrre energia elettrica e carburanti si emettono inquinanti. Per questo, non è corretto considerare solo gli inquinanti emessi durante l’utilizzo del veicolo, ma, per un’analisi completa ed esaustiva, anche quelle relative alla produzione della “materia” necessaria per il loro funzionamento.

Cominciamo dal calcolo delle emissioni inquinanti per la produzione di energia elettrica. Prelevando energia dalla rete elettrica, considerando il mix di energia nazionale (già costituito dal 36,6% di energia proveniente da fonti rinnovabili), per produrre un kWh di energia si emettono 397 grammi di CO2eq 2. Tale valore è aggiornato al 2017 e negli anni successivi è migliorato ulteriormente, ma siccome non vi sono pubblicazioni ufficiali più aggiornate, lo consideriamo per il nostro calcolo, che sarà pertanto pessimistico.

Traducendolo in grammi di CO2 al km, considerando sempre la solita auto elettrica da 120 CV di riferimento, si emettono 57 grammi di CO2eq per ogni km percorso se si preleva energia dalla rete elettrica. Ovviamente, se si preleva energia da un impianto fotovoltaico, le emissioni di CO2 si azzerano.

Analogamente, riportiamo alcune considerazioni sulle emissioni inquinanti derivanti dalla produzione dei carburanti3. I carburanti, infatti, non si materializzano magicamente al distributore di carburante, ma devono essere prodotti e trasportati al distributore. Di seguito, si riportano le diverse fasi del processo di produzione dei carburanti in estrema sintesi (il processo è molto complesso e articolato):

  • RICERCA DEL PETROLIO.
    Le tecniche impiegate per l’attività di ricerca provocano ingenti danni alla flora, alla fauna e possono generare eventi sismici;
  • CREAZIONE DEL POZZO DI PETROLIO.
    Una volta individuata la potenziale presenza di petrolio, si procede alla perforazione di un pozzo, utilizzando appositi impianti di perforazione. Un pozzo di petrolio è un lungo foro praticato nel sottosuolo fino a profondità di 8 km. Comporta danno irreversibile della crosta terrestre e l’attività di trivellazione genera inquinamento;
  • ESTRAZIONE DEL PETROLIO.
    Il pozzo viene intubato calando diverse sezioni di tubi d’acciaio come rivestimento del foro. I tubi di rivestimento vengono cementati alla roccia per evitare fughe di idrocarburi o altri fluidi nell’intercapedine tubaggioroccia. Per velocizzare l’attività estrattiva, vengono utilizzate apposite pompe, alimentate con combustibili fossili, la cui combustione genera ulteriore inquinamento;
  • TRASPORTO DEL PETROLIO.
    Il trasporto del greggio avviene tramite oleodotti, via mare (con le navi cisterna, meglio note come petroliere), oppure via terra con autocisterna (solo per brevi percorsi). Il trasporto via mare del petrolio viene utilizzato per lunghi percorsi e implica rischi elevatissimi. In caso di incidente le conseguenze sull’ambiente sono ingenti e si ripercuotono fino all’uomo tramite la catena alimentare. I più grandi disastri ambientali della storia derivano proprio da tali incidenti e la loro entità è inquantificabile. In ogni caso, anche se non dovessero accadere incidenti, le petroliere sono alimentate con combustibili fossili e pertanto generano ulteriore inquinamento;
  • RAFFINAZIONE DEL PETROLIO.
    Il greggio viene portato alle raffinerie, grandi stabilimenti con cicli produttivi altamente inquinanti e molto pericolosi per la salute e la sicurezza dei lavoratori a causa della presenza di atmosfere esplosive. Un incidente all’interno di una raffineria può avere impatti rilevanti anche all’esterno della stessa, coinvolgendo le aree adiacenti e quindi la popolazione.
  • TRASPORTO DEI CARBURANTI.
    Dalle raffinerie il greggio viene trasportato tramite autocisterne presso i distributori di carburanti. Le autocisterne, a loro volta, utilizzano combustibili fossili e quindi generano ulteriore inquinamento;
  •  DISTRIBUZIONE DEI CARBURANTI.
    Le stazioni di rifornimento assorbono molta energia elettrica per garantire l’erogazione dei carburanti. Sono diffusissime su tutto il territorio nazionale (ce ne sono circa 21.000). Come già riportato prima, nell’aria circostante le stazioni di rifornimento c’è una concentrazione elevata di emissioni evaporative da carburanti, altamente dannose per la salute.

Risulta difficile quantificare l’incidenza di tutte queste voci sul singolo litro di carburante prelevato al distributore. Trascurando incidenti catastrofici non voluti ma ricorrenti, sversamenti dichiarati e non dichiarati ma comunque irregolari, eventi bellici orribili ma onnipresenti nei luoghi ricchi di petrolio (rif. Figura 3), alcuni studi sostengono che l’intero processo comporti emissioni pari a 1 kg di CO2 per produrre un litro di carburante e che il valore sia simile per tutti i carburanti. Considerando un consumo medio di 18 km/l, questo dato si traduce in 55 grammi di CO2 al km (che nell’intero ciclo di vita di un’automobile fanno numeri nell’ordine delle decine di tonnellate di CO2).

6 – EMISSIONI PER LA PRODUZIONE DEL VEICOLO

A questo punto, rimane solo da considerare l’inquinamento che si genera per produrre l’auto. Essendo l’auto elettrica molto diversa rispetto alle auto con motore a combustione interna, è immaginabile che vi siano evidenti differenze anche produttive. Infatti, ve ne sono. Per produrre un’auto elettrica si inquina circa il 57% in più rispetto ad un’auto con motore a combustione interna. Tali emissioni, tuttavia, vengono emesse una sola volta (quando il veicolo viene prodotto), pertanto incidono pochissimo sull’inquinamento complessivo che si genera durante tutto il ciclo di vita dell’auto.

7. EMISSIONI PER LO SMALTIMENTO DEL VEICOLO

Quando un’auto termina il suo ciclo di vita, viene smaltita. Tutte le parti riutilizzabili, vengono smontate e destinate a diventare ricambi. Le parti non riutilizzabili vengono invece smaltite in accordo alle norme vigenti.

Nel caso dell’automobile a combustione interna, vi saranno molti rifiuti speciali da gestire, in quanto all’interno dell’auto vi sono lubrificanti, combustibili, molti componenti contaminati da essi e non riutilizzabili (ad esempio, i filtri olio e carburante).

Nel caso dell’auto elettrica, invece, la percentuale di riutilizzo è molto superiore: basti pensare che la batteria e il motore possono essere recuperati al 99%.


CONCLUSIONI

Nella tabella seguente si riassumono le stime delle emissioni inquinanti per ogni tipologia di alimentazione, considerando un ciclo di vita di 500.000 km. Tali stime sono basate su dati empirici, quindi sono molto attendibili.

Il risultato è impressionante: rispetto ad un’auto a gasolio, un’auto elettrica inquina circa il 60% in meno (meno della metà) se si ricarica dalla rete elettrica nazionale e il 90% in meno (10 volte meno) se si ricarica con energia proveniente da un impianto fotovoltaico.

EMISSIONI BENZINA DIESEL GPL METANO ELETTRICA
allo scarico 75,0 67,5 60,0 60,0 0,0
per produrre carburanti o energia 27,50 22,50 27,50 27,50 da 0 a 28,5
per usura dell’impianto frenante 0,10 0,10 0,10 0,10 0,02
per la manutenzione 0,10 0,10 0,15 0,15 0,01
per produrre il veicolo 5,60 5,60 5,60 5,60 8,80
TOTALE 108,30 95,80 93,35 93,35 da 8,83 a 37,33

Questo articolo è stato realizzato da I.SE.T. sc
Studio di Ingegneria Ambiente – Energia – Mobilità – Sicurezza