Auto
Per le auto il concetto di mobilità sostenibile è sinonimo di progressiva elettrificazione dei veicoli. Non solo auto full electric ma anche auto ibride ed ibride plug-in che associano motori endotermici a motori elettrici.
Micromobilità
Hoverboard, segway, monopattini e monowheel ma anche ebike usate per raggiungere l'ultimo miglio in città. Si tratta di micromobilità elettria e urbana che si sta sviluppando in perfetta integrazione con l'auto.
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Smart cities, green city, città intelligenti e tecnologie ICT. Ma cosa è davvero una smart city? Quali elementi contribuiscono a renderla tale? Lo scopriremo con i focus di mobilitasostenibile.it
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Smart & Connected Mobility Summit 2020: la corsa al Mobility-as-a-service, la nuova Mobility experience digitale e il futuro dell’auto
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Università Ca’ Foscari, al via il Master in Mobility innovation and management
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Auto elettriche
Uno, ovvero le elettriche pure (chiamate anche BEV, dall’inglese Battery Electric Vehicle), che hanno esclusivamente un motore elettrico alimentato a batterie.
Spesso si tende a confondere auto elettriche e auto elettrificate – queste ultime sono auto che utilizzano solo parzialmente l’energia elettrica. Sono chiamate ibride e hanno un motore a combustione e uno elettrico.
In particolare, le full hybrid (HEV, Hybrid Electric Vehicle), sono dotate di batterie che si ricaricano in fase di decelerazione e frenata e poi forniscono energia quando si accelera; l’autonomia in modalità puramente elettrica è molto limitata e la vettura è alimentata con il carburante tradizionale (benzina o Diesel).
Le ibride plug-in (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle) invece hanno una batteria più grande che si ricarica anche dall’esterno (plug-in vuol dire, letteralmente, attaccare la spina) e possono percorrere alcune decine di chilometri senza utilizzare il motore termico.
Ci sono punti di ricarica pubblici e privati, dedicati alle ibride plug-in e alle pure elettriche. Ogni utente può installare una colonnina nel proprio garage o in un parcheggio condominiale, ovviamente rispettando tutte le norme di sicurezza e i requisiti di legge. Generalmente il 70% delle operazioni di ricarica si effettua a casa o al lavoro.
Allo stesso tempo, la rete pubblica di ricarica cresce di giorno in giorno. Oggi in Europa ci sono circa 100.000 stazioni, e secondo le stime della Commissione Europea entro il 2025 diventeranno 2 milioni. Il tempo di ricarica dipende dalle caratteristiche dell’auto e dal tipo di impianto utilizzato
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L’autonomia dipende dalle dimensioni e dalla capacità della batteria. Può andare da 200 km, nei modelli più compatti pensati per un uso prettamente cittadino, fino a oltre 500 km nelle vetture di segmenti superiori, progettate anche per affrontare lunghi viaggi.
La percorrenza dipende anche dal tipo di utilizzo, perché al contrario delle auto a combustione, le elettriche consumano di meno in città.
Un’auto elettrica ha zero emissioni locali, ma non solo: è anche l’opzione più sostenibile considerando l’intero ciclo di vita, dal momento che genera tra il 17 e il 30% in meno di emissioni rispetto a una vettura Diesel o benzina. Inoltre, se l’energia utilizzata per ricaricare la batteria proviene da fonti rinnovabili, come eolico o solare, allora le emissioni totali che produce sono quasi il 90% in meno rispetto a quelle di un’auto convenzionale, nell’arco dell’intero ciclo di vita.
In vari Paesi sono attive diverse forme di incentivazione per promuovere questa forma di mobilità: dai bonus per l’acquisto alla tassazione agevolata per chi sceglie un’auto elettrica, che si affiancano ai vantaggi specifici come parcheggio e pedaggi gratuiti, corsie privilegiate e accesso libero alle zone a traffico limitato, realtà in molte città europee.
I veicoli elettrici stanno diventando sempre più economici. L’obiettivo di molti costruttori è quello di rendere l’e-mobility accessibile a tutti. L’evoluzione tecnologica contribuisce ad abbassare il prezzo: per esempio, il costo delle batterie è diminuito dell’80% negli ultimi 10 anni.
Un altro aspetto da considerare è il costo dell’energia elettrica, sensibilmente più basso di quello di benzina o gasolio. Globalmente si calcola che i costi di mantenimento di un’auto elettrica siano circa un terzo rispetto a quelli di una a combustione interna, senza considerare gli incentivi all’acquisto disponibili nei vari Paesi.
Anche se entrambe hanno una presa per la ricarica, c’è una differenza fondamentale. Un’auto plug-in ibrida – PHEV, ovvero Plug-in Hybrid Electric Vehicle – è spinta da un tradizionale motore a combustione coadiuvato da un motore elettrico, che si può ricaricare tramite una presa elettrica oppure recuperando l’energia cinetica durante la guida. Questa energia può essere utilizzata per guidare l’auto in modalità esclusivamente elettrica, ma l’autonomia non supera i 50 km. Un’auto elettrica, invece, non ha alcun motore a combustione e le sue batterie hanno una capacità maggiore, garantendo percorrenze fino a 500 km.
Ci sono molti modi per ricaricare un’auto elettrica. Ogni vettura ha a bordo un kit di cavi ma non è detto che siano compatibili con tutti i tipi di connettori e di stazioni di ricarica pubbliche o private. Ovviamente le auto elettriche si possono connettere a una normale presa casalinga, ma i tempi di ricarica si allungano e un’ora di ricarica genera solo 10/15 km di autonomia. Quindi per le auto più piccole, che hanno tra i 100 e i 200 km di autonomia, può bastare una sola notte che però non è sufficiente per quelle più grandi. Gli impianti elettrici con connettori a 16 o 32 pin sono più potenti, ma è necessario che la rete elettrica possa fornire più kW. Infine ci sono le stazioni di ricarica veloce, che hanno una capacità compresa tra 40 e 135 kW e consentono centinaia di chilometri di autonomia per ogni ora di ricarica.
Sì, non c’è nessun pericolo di danneggiamento dell’auto, di corto circuito o di shock elettrici. Ci sono molti livelli di protezione, sia all’interno dell’auto che nel punto di ricarica; se la connessione non è sicura la corrente non passa e tutto il sistema è completamente isolato. Inoltre, quando si stacca il connettore dall’auto il flusso di corrente è stato già interrotto precedentemente. Non ci sarebbero pericoli anche qualora un’auto elettrica finisse in mare o dentro una piscina.
Come le auto con motore a combustione, anche quelle elettriche consumano di più con il freddo ma non così tanto da pregiudicarne le prestazioni, come dimostra il fatto che i due Paesi con il maggior numero di auto elettriche sono il Canada e la Norvegia. Le batterie sono mantenute alla corretta temperatura durante la guida e siccome la totale efficienza del motore elettrico non genera calore residuo, il riscaldamento dell’abitacolo viene gestito elettricamente; inoltre l’interno dell’auto si può pre-riscaldare già durante la ricarica, senza utilizzare l’energia stoccata nelle batterie.
Il ciclo di vita delle batterie di un’auto elettrica è molto lungo, visto che anche dopo 200.000 o 300.000 chilometri mantengono dal 75 al 90% della loro capacità originaria. In ogni caso, negli ultimi anni il costo per la loro sostituzione è diminuito e sono comunque coperte da garanzie aggiuntive e inserite nei programmi di manutenzione. La loro durabilità è tale che quando le prestazioni non sono più idonee per le auto, possono essere riciclate in altre modalità di utilizzo statico.
No, supera con ottimi risultati gli stessi crash test delle auto con motore a combustione. Le batterie sono completamente isolate dal resto del veicolo e non esplodono in caso di incidente, mentre a bordo non c’è la quantità di olio – altamente infiammabile – richiesta dal motore, dal cambio e dalla frizione. In generale, dunque, le auto elettriche hanno componenti meccanici molto più semplici rispetto a quelle tradizionali. Inoltre le batterie hanno una buona resistenza termica e anche qualora prendano fuoco, l’incendio si propaga lentamente sebbene ci voglia più tempo per spegnerlo.
Si guida come un’auto tradizionale con il cambio automatico. Ci sono i pedali dell’acceleratore e del freno e la leva del cambio con le classiche posizioni P, R, N e D. Il rumore e le vibrazioni sono azzerate e la potenza viene erogata in modo istantaneo e continuo, senza interruzioni dovute ai cambi di marcia. Il pedale del freno si usa poco, perché il recupero dell’energia che si attiva sollevando il piede dall’acceleratore è già in grado di rallentare l’auto. La maneggevolezza, infine, è ottima perché le batterie sono posizionate in basso e il loro peso abbassa il baricentro.
No, perché si trovano sotto il pavimento dell’auto e i motori elettrici sono molto più piccoli di quelli a combustione. Dato che la trasmissione è meno ingombrante, i designer hanno maggiore libertà nel progettare abitacoli spaziosi.
No, perché si tratta di due tecnologie indipendenti. I sistemi di guida autonoma sono presenti anche su alcune auto tradizionali, mentre su molte auto elettriche non sono disponibili. La guida autonoma è inquadrata in cinque diversi livelli, a seconda di quali sono le capacità dell’auto e il tipo di situazioni che può gestire senza l’intervento del conducente. Attualmente la maggior parte delle nuove auto raggiungono i livelli uno o due, in cui l’adaptive cruise control può accelerare e frenare, seguendo il veicolo antistante, eventualmente supportando la sterzata. Con il livello tre, ancora non permesso dalla legge in molti paesi, il guidatore può staccare gli occhi dalla strada in alcune situazioni predefinite, come la marcia in autostrada.
Con il livello quattro, invece, le auto saranno in grado di muoversi senza l’intervento del conducente, mentre con il cinque potranno anche affrontare situazioni estreme e la guida off-road.
Auto ibride
Proprio come un’auto normale, quindi non c’è nulla di cui temere, ma godendo al contempo di maggiore reattività, fluidità ed efficienza.
Sono chiamate ibride e hanno un motore a combustione e uno elettrico.
In particolare, le full hybrid (HEV, Hybrid Electric Vehicle), sono dotate di batterie che si ricaricano in fase di decelerazione e frenata e poi forniscono energia quando si accelera; l’autonomia in modalità puramente elettrica è molto limitata e la vettura è alimentata con il carburante tradizionale (benzina o Diesel).
Le ibride plug-in (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle) invece hanno una batteria più grande che si ricarica anche dall’esterno (plug-in vuol dire, letteralmente, attaccare la spina) e possono percorrere alcune decine di chilometri senza utilizzare il motore termico.
Efficienza e risparmio. Guidare una vettura ibrida significa consumare meno carburante rispetto a un’automobile convenzionale. Consumare meno carburante significa meno rifornimenti alla stazione di servizio, ossia minori costi di gestione legati alla benzina. Usare meno carburante significa anche ridurre le emissioni, il che è positivo per tutti.
Allo stesso tempo, la rete pubblica di ricarica cresce di giorno in giorno. Oggi in Europa ci sono circa 100.000 stazioni, e secondo le stime della Commissione Europea entro il 2025 diventeranno 2 milioni. Il tempo di ricarica dipende dalle caratteristiche dell’auto e dal tipo di impianto utilizzato
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Grazie alla frenata rigenerativa che recupera l’energia che andrebbe altrimenti dissipata in calore e polveri, le pastiglie dei freni di una Toyota Hybrid si consumano di meno e durano molto di più.
Il motore elettrico e le sue componenti inoltre non sono sottoposte alle dure sollecitazioni dei motori a scoppio e non richiedono praticamente manutenzione né pulizia. Ma allo stesso tempo alleggeriscono il lavoro del motore a benzina, che dura quindi di più.
Le Toyota Hybrid infine non hanno bisogno di alcuni componenti come la frizione, il motorino di avviamento, le cinghie di trasmissione e l’alternatore, che sono stati completamente rimossi riducendo ulteriormente il rischio di rotture e costi imprevisti in futuro.
Il tasto EV-mode rende possibile attivare la sola modalità elettrica, con cui si può guidare fino ad una velocità di 50 km/h. Non cercate comunque di arrivare a 50 in solo elettrico: rischiate di stressare la batteria e ridurne, nel tempo, le prestazioni. L’autonomia in solo elettrico, ad ogni modo, è davvero molto bassa nelle Full Hybrid: un paio di chilometri. Mentre nelle ibride plug-in può superare i 50 chilometri.
Con uno stile di guida adeguato i consumi in autostrada possono essere ridotti e pari a quelli di un diesel: importante l’uso della tecnica di «veleggiamento».
Auto diesel
Sì, i motori diesel solitamente consumano il 20-25% di carburante in meno rispetto agli equivalenti a benzina. Dal momento che i costi dei due carburanti sono molto simili, le automobili diesel possono rappresentare la scelta migliore.
Gli automobilisti dovrebbero basare la propria decisione sul tipo di automobile da acquistare in base alle loro specifiche necessità. È essenziale decidere quale tipo di alimentazione sia migliore per il proprio utilizzo e vale la pena dedicare del tempo per considerare le modalità d’uso del proprio veicolo.
Con un’alta economia di carburante ed avanzata efficienza, le automobili diesel sono più economiche da mantenere rispetto a quelle a benzina. Tendono inoltre a mantenere il valore dell’usato, in particolar modo i veicoli di dimensioni più grandi. Ciò li rende la scelta ideale per la guida sulle lunghe distanze.
Anche se il divario del risparmio di carburante dei motori diesel e benzina è stato ridotto, il funzionamento dei motori diesel fornisce un vantaggio difficilmente colmabile anche dai più sofisticati motori benzina. Grazie ai continui miglioramenti tecnologici, un motore diesel è più efficiente in termini di consumo di carburante rispetto ai motori a benzina di cilindrata simile.
Mentre i motori benzina utilizzano una scintilla per innescare la miscela di aria e carburante, nei motori diesel la miscela aria-carburante altamente compressa, si innesca spontaneamente. Le pressioni elevate in camera di combustione raggiunte da un motore diesel, unitamente al fatto che questo non parzializza l’aria in entrata, determina un’efficienza più elevata in termini di consumo carburante.
A parità di potenza quindi, un motore diesel essendo più efficiente consumerà meno carburante.
Un litro di diesel contiene circa il 15% in più di energia rispetto a un litro di benzina. Ciò significa che, anche se l’efficienza dei due tipi di motori fosse uguale, un veicolo diesel viaggerebbe più a lungo con un pieno.
Prendendo in considerazione sia la differenza di densità dell’energia del carburante che l’efficienza del motore stesso, l’efficienza generale del motore diesel rimane maggiore del 20% rispetto a quella del motore a benzina. Per quegli automobilisti che percorrono lunghe distanze, si tratta di un ottimo motivo per scegliere un diesel.
L’efficienza superiore in termini di consumo carburante del motore diesel li rende anche i veicoli più economici da mantenere, influenzando il valore dell’usato.
Se si sta decidendo di acquistare un nuovo veicolo e si trascorre molto tempo in strada, la maggiore concentrazione di energia del diesel e il suo minor consumo di carburante lo rendono la migliore scelta possibile.
L’elettrificazione completa alimentata da fonti rinnovabili è ben lontana dall’adozione su larga scala, ma il diesel continua a rappresentare un’opzione percorribile per i conducenti, oggi e in futuro.
Nello scorso decennio, i motori diesel hanno compiuto grandi passi nel miglioramento della propria efficienza. Ciò si è tradotto in vantaggi in termini ambientali e di costo, per i conducenti e per la società in generale.
Tuttavia, il recente scandalo sulle emissioni noto come “dieselgate”, seguito da notizie riguardo a restrizioni nazionali e locali sui veicoli diesel più vecchi, ha portato a una certa confusione riguardo al futuro del motore diesel.
I vantaggi della scelta di veicoli diesel rimangono i medesimi: essi forniscono un’ottima economia del carburante e costituiscono un modo efficiente in termini di costo per decarbonizzare il trasporto su strada. I moderni veicoli diesel inoltre possono essere paragonati ai motori a benzina in termini di emissione di ossido di azoto (NOx).
Le automobili diesel che soddisfano le attuali norme Euro 6 relative alle emissioni continueranno a offrire una scelta importante per i conducenti.
Come riconosciuto dal Gruppo GEAR 2030 nel proprio report sulla competitività e la crescita sostenibile dell’industria automobilistica nell’Unione Europea, i veicoli a combustione rimarranno una parte importante della flotta fino al 2030 e oltre.
L’Accordo di Parigi e il Climate & Energy Framework del 2030 dell’UE richiederanno forti tagli alle emissioni di CO2 derivanti dai trasporti. Attualmente, il 25% di tutte le emissioni di gas serra dell’UE deriva dai trasporti e il 40% di questa percentuale deriva dai veicoli destinati al trasporto di passeggeri. E’, inevitabile un passaggio a propulsori più puliti.
I veicoli elettrici offrono chiari vantaggi nelle aree urbane, dal momento che non emettono emissioni inquinanti nel luogo di utilizzo e dunque non hanno alcun impatto sulla qualità dell’aria a livello locale. Anche i veicoli elettrificati, come quelli ibridi, possono circolare a emissioni zero nelle aree urbane.
Il parco vetture del 2030 sarà marcatamente diverso da quello attuale, a causa delle politiche ambientali e sulla qualità dell’aria. I costi sempre più ridotti delle batterie renderanno i veicoli elettrici un’opzione più allettante per i consumatori. Molte più persone si muoveranno (lentamente ma certamente) verso una mobilità condivisa grazie all’automazione e alla rivoluzione digitale.
La Commissione europea, sottolineando le complessità di questa sfida, nel 2017 ha stimato che senza nuove misure, il 90% dei veicoli in UE nel 2030 funzioneranno ancora esclusivamente con motori a combustione interna (internal combustion engine, ICE).
Nel frattempo, la motorizzazione dominante più probabile nelle nuove automobili del 2030 sarà l’ibrido. Questo offre emissioni di CO2 più basse rispetto ai veicoli diesel e benzina convenzionali. Solitamente questi veicoli affiancano ad un motore diesel o benzina, un motore elettrico. A basse velocità spesso utilizzano solo il motore elettrico, mentre la frenata rigenerativa recupera l’energia cinetica trasformandola in potenza elettrica. Tali sistemi sono economici ed eco-compatibili per via della tipica guida “stop-start” nelle aree urbane.
Allo stesso tempo, nelle aree urbane dove è più semplice dislocare infrastrutture di ricarica grazie alla più alta densità abitativa, è probabile che la quota di veicoli elettrici a batteria aumenterà negli anni fino al 2030.
Le automobili diesel, moderne e più pulite, possono fornire la base per soddisfare gli obiettivi europei in materia di ambiente e di qualità dell’aria. L’efficienza delle moderne automobili diesel può contribuire a soddisfare gli obiettivi in termini di CO2 e a mitigare le emissioni di GHG derivanti dal trasporto su strada.
Le automobili diesel hanno solitamente hanno emissioni di CO2 del 15% inferiori rispetto alle automobili a benzina equivalenti. L’aumento delle vendite di automobili a benzina nel Regno Unito sta contribuendo direttamente all’aumento delle emissioni di CO2, mettendo a rischio le possibilità di soddisfare gli obiettivi in termini di CO2 dell’UE.
Le moderne automobili diesel rappresentano una nuova generazione di veicoli, costruita con una tecnologia di controllo delle emissioni che converte fino al 99% degli inquinanti di scarico dei motori a combustione (idrocarburi, monossido di carbonio, ossidi di azoto e particolati), migliorando la qualità dell’aria e aiutando l’UE a raggiungere i propri obiettivi di sostenibilità.
I filtri antiparticolato diesel (Diesel Particulate Filters, DPF) e di riduzione catalitica selettiva (Selective Catalytic Reduction, SCR) sono stati creati per ridurre le emissioni pericolose: il primo, intrappolando la fuliggine e le altre particelle di combustione; il secondo, attraverso la conversione degli ossidi di azoto in azoto biatomico inerte (il principale componente, ovvero il 78%, dell’aria nell’ambiente) e acqua.
Lanciato a febbraio 2019, Green NCAP [New Car Assessment Program (Programma per la valutazione delle nuove automobili)] è gestito dalla stessa organizzazione indipendente che ha fornito informazioni sulla sicurezza dei veicoli Euro NCAP da oltre 20 anni. Nonostante contenesse inizialmente solo i dati di 12 auto, il suo database si arricchirà nel tempo. Utilizza lo stesso sistema di valutazione a cinque stelle adottato per la classificazione dei test di sicurezza. “Clean Air” e “Energy Efficiency” sono voci misurate separatamente, mentre la valutazione “star” del titolo Green NCAP le unisce in un unico punteggio. Dal momento che per ora prende solo in considerazione il tubo di scarico, il database tende a premiare i veicoli elettrici e ibridi. È quindi importante prendere in considerazione il punteggio individuale Clean Air se si desidera controllare le emissioni inquinanti.
Il Green NCAP, ad esempio, evidenzia che i moderni motori diesel, conformi alle ultime norme Euro 6d-temp, hanno un indice Clean Air migliore rispetto ai modelli più vecchi (come mostrato di seguito) e quindi beneficiano di un punteggio complessivo più alto. Infatti, gli unici veicoli non ibridi o non elettrici che hanno i punteggi più alti sono quelli con certificazione Euro 6d-temp. I cicli di test di laboratorio sono stati estesi per coprire una gamma di condizioni più ampia e realistica rispetto al ciclo di certificazione standard, offrendo maggiori garanzie ai potenziali acquirenti di automobili. Anche i test su strada per controllare le emissioni di guida reale (Real-Driving Emissions, RDE) sono stati resi più impegnativi, con l’intenzione di garantire ai consumatori le prestazioni della macchina in qualsiasi condizione.
Le norme Euro 6 sulle emissioni sono le più severe. Ma che cosa rappresentano per le automobili diesel e benzina e come vengono attuate?
L’UE ha adottato un ambizioso quadro di regolamentazione per ridurre le emissioni inquinanti dei veicoli destinati al trasporto di passeggeri e dei veicoli pesanti. Si tratta delle norme sulle emissioni “Euro”.
Dal 1992, diverse normative Euro hanno imposto limiti sempre più rigidi sulla quantità delle emissioni inquinanti che un veicolo può emettere, come particolato (PM), ossidi di azoto (NOx), idrocarburi incombusti (HC) e monossido di carbonio (CO).
I risultati sono impressionanti: mentre nel 1992 ad un’auto diesel era concessa l’emissione di 140milligrammi di particolato al chilometro, questo numero è sceso a solo 4,5 milligrammi nel 2014. Nello stesso periodo, le emissioni regolamentate di NOx sono passate da 970 (in combinazione con idrocarburi incombusti) a 80 milligrammi per chilometro.
Questo calo progressivo nelle emissioni è il risultato dell’impegno dell’UE e del settore automobilistico nel miglioramento della qualità dell’aria. I progressi tecnologici, uniti all’ambizione legislativa, hanno portato a veicoli più puliti.
Le ultime norme Euro 6 richiedono che le automobili diesel siano dotate di sistemi di scarico altamente efficienti nella riduzione e controllo delle emissioni di NOx.
Con l’introduzione di nuovi sistemi di controllo, i dati sulle emissioni in condizioni reali di particolato (come numero di particella o PN) e ossidi di azoto (NOx) devono essere pubblicati per tutte le nuove auto da settembre 2019 in poi. Gli acquirenti di auto possono ricavare queste informazioni dai documenti ufficiali (brochure o specifiche) forniti dal produttore dell’auto o disponibili presso la concessionaria auto. Le informazioni sulle emissioni vengono pubblicate anche dall’Associazione europea di costruttori di automobili (Association des Constructeurs Européens d’Automobiles, ACEA), anche se con modalità non destinata ai consumatori.
I nuovi veicoli diesel certificati in base alla norma Euro 6d-temp sono i primi a essere considerati a basse emissioni, riflettendo gli standard sulle emissioni che sono stati impostati per la guida in condizioni reali.
Sebbene la certificazione sia basata solo su queste cifre ufficiali, altre fonti di informazione possono facilitare la comprensione dei dati e il confronto tra i veicoli.
Anche se le normative di accesso urbano sembrano porre restrizioni su dove sia possibile guidare un veicolo diesel, i modelli Euro 6 moderni continueranno a essere i benvenuti nella maggior parte delle città europee.
Milano, Italia
Londra, Regno Unito
Bruxelles, Belgio
Stoccarda, Germania
Parigi, Francia
Barcellona, Spagna
Il sito web delle Normative per l’accesso urbano fornisce informazioni complete sui regimi normativi per l’accesso urbano, incluso il pedaggio per le strade urbane, le ZTL e altri regimi di restrizione d’accesso in UE. Il Centro europeo dei consumatori fornisce inoltre una panoramica delle ZTL negli Stati Membri dell’UE per le persone che guidano in tutta l’UE.