Il Settore dei Trasporti è fondamentale per il funzionamento dell’economia e lo sviluppo dell’intera società: si pensi infatti che quello europeo conta attualmente 10 milioni di impiegati e contribuisce al 5% del PIL. Accanto ai benefici, esso genera però anche una serie di costi sociali, economici e soprattutto ambientali pagati dalla società nel suo complesso. Questo settore è infatti cruciale non solo per una crescita economica costante e la creazione di nuovi posti di lavoro, ma anche per il suo impatto sull’ambiente, la qualità dell’aria e la salute di tutti noi. Ne parliamo con l’Ing. Giovanni Pede, Responsabile Laboratorio Veicoli a basso impatto ambientale dell’ENEA (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile).
Qual è l’impatto ambientale dei trasporti di superficie? E quali le sfide che esso impone per il risparmio energetico e la salvaguardia della nostra salute?
I trasporti di superficie sono responsabili del 20% dei gas a effetto serra e dell’uso del 31,7% dei consumi finali di energia. Tra le sfide prioritarie che il settore della mobilità oggi deve affrontare ricordiamo:
- riduzione dell’impatto ambientale: la Commissione Europea ha posto l’obiettivo di aumentare del 20% l’efficienza energetica dell’Unione, incrementando al 20% le fonti rinnovabili e l’uso dei biocarburanti entro il 2020;
- aumento della sicurezza: in Europa ci sono ancora più di un milione di incidenti l’anno, di cui circa 31.100 mortali (dato 2010): l’obiettivo che l’Unione si era prefissato, nello specifico per il trasporto su strada, di dimezzare la mortalità entro il 2010 rispetto al 2001 è stato conseguito solo parzialmente (-42,8%), con l’Italia quasi allineata a questo dato;
- miglioramento della mobilità: nella comunicazione “Keep Europe moving” del 2006, la Commissione europea ha sottolineato l’importanza di ottimizzare l’uso di tutte le modalità di trasporto e la loro interconnessione sia per il trasporto merci che per quello passeggeri: in questo quadro, la Ricerca è di fondamentale importanza per lo sviluppo e la diffusione di nuove tecnologie per trasporti meno inquinanti.
Quali sono i combustibili e i tipi di automobile migliori da questo punto di vista?
La meno inquinante in assoluto è la mobilità elettrica, che va estendendosi dal settore ferroviario (lì il problema delle batterie non esiste) a quello stradale; di più immediata applicazione sono i biocombustibili, anche gassosi come il metano sintetico, e soprattutto (poiché il problema è sistemico) l’applicazione su vasta scala dei sistemi di trasporto “intelligenti”. Un esempio? L’implementazione di sistemi di supervisione del traffico in area urbana più affidabili di quelli di ora, perché si basano non sullo stato attuale del traffico, bensì sulla sua previsione a breve termine: il traffico diventa così più fluido e si riducono sia i consumi che l’inquinamento.
Vanno messi in opera anche interventi strutturali? Occorrono politiche integrate per ridurre l’utilizzo del veicolo privato?
La sostenibilità delle aree urbane non può prescindere da un nuovo modello di mobilità basato sull’intermodalità (l’uso combinato di differenti mezzi) tra trasporto individuale a basso impatto e trasporto pubblico. In questo quadro, se da un lato l’auto privata effettua percorsi medi più brevi, il che rende possibile l’uso dell’auto elettrica con ridotte autonomie di percorrenza, dall’altro il trasporto pubblico deve essere più efficiente, facilmente accessibile e maggiormente integrato. In questo ambito, avrà un ruolo importante la micro-mobilità privata (city car e micro vetture) e la diffusione del car-sharing (condivisione dell’automobile), meglio se elettrico.
Quali i combustibili più indicati per i trasporti?
Gli unici combustibili o, meglio, gli unici vettori energetici che consentono di utilizzare le fonti rinnovabili nei trasporti (il solare, il vento, le biomasse, cioè la frazione biodegradabile dei prodotti) sono il vettore energetico “energia elettrica”, l’idrogeno e i biocombustibili, sia liquidi (il biodiesel e l’ETBE), che gassosi (il biometano). Attualmente il biogas prodotto presso le aziende agricole viene utilizzato per la produzione di energia elettrica. Dopo la sua purificazione a biometano, potrebbe essere usato con immissione diretta in rete o quale carburante per le automobili. Tuttavia, oltre a sottolineare la scarsa normativa specifica, si sono evidenziati problemi analitici e tecniche riguardanti alcune tipologie di composti presenti, anche se in quantità modeste, nel biogas una volta purificato a biometano.
Biodiesel e ETBE come sono composti?
Il biodiesel è un combustibile ottenuto dalla transesterificazione (trasformazione di un estere in un altro estere per reazione con un alcol) degli oli vegetali, lo ETBE (ethyl tert-butyl ether) è un etere ottenuto per sintesi a partire da etanolo e isobutilene. Esso è già utilizzato insieme allo MTBE (metilter- butil-etere) come ossigenante delle benzine, e per quello di origine agricola gli unici problemi (ma del massimo rilievo) sono di costo e volumi di produzione. Il costo di produzione del biodiesel è infatti elevato perché elevato è il costo della materia prima, quindi il suo utilizzo è attualmente possibile solo in regime di totale esenzione dell’accisa. Altro ostacolo all’utilizzo massiccio del biodiesel sono le rese agricole: si stima che, alle rese attuali, per ogni tonnellata di biodiesel sia necessario coltivare (principalmente a colza e girasole) poco meno di un ettaro di terreno agricolo. Un problema analogo, anche se con rese agricole migliori, per la produzione di etanolo da colture in grado di produrre alcol. L’uso dei biocarburanti, in special modo del biodiesel, salvo alcuni problemi di carattere tecnologico (tra l’altro agilmente superabili), presenta innegabili vantaggi sia in termini di riduzione delle emissioni che in termini di riduzione della CO2.
E per quanto riguarda l’elettrico?
Come già accennato, nella fase d’avvio del mercato un settore d’applicazione dell’auto elettrica particolarmente promettente è quello del car-sharing e delle imprese di autonoleggio, con una preferenza da darsi alle autovetture di piccola taglia (Classe A, sub-A e quadricicli). Ciò grazie alle elevate percorrenze annue dei mezzi in car sharing e al costo intrinsecamente ridotto della batteria delle micro vetture, insieme alla possibilità di ricaricarsi in parcheggio con sistemi “contactless” (che non richiedono l’inserimento fisico della spina nella presa), pratici e sicuri. Le piccole vetture da città rappresentano il principale mercato dell’auto a batteria: secondo la “”Strategic Analysis of the European Microcars Market” (Frost & Sullivan, 2011), questo settore diventerà una delle principali fonti di reddito per oltre 30 concorrenti del mercato, incluse 7 tra le 10 maggiori case automobilistiche a livello globale. Lo studio prevede che oltre il 75% delle miniauto annunciate consisterà di veicoli elettrici a batteria.
Eventuali limiti?
È sicuramente vero che la microvettura ha dei limiti di trasporto e il suo utilizzo è circoscritto all’ambito urbano, ma la scelta di un’auto elettrica di ridotte dimensioni al posto di un’auto convenzionale di piccola-media cilindrata non crea particolari modifiche agli stili di vita e alle abitudini degli automobilisti: il parco circolante italiano è costituito per la maggior parte da auto di piccola-media cilindrata, e circa il 70% degli spostamenti avvengono in ambito urbano con percorrenze perfettamente compatibili con l’autonomia garantita dalle citycar.
I centri storici delle città italiane ospitano un patrimonio storico e monumentale che non ha eguali nel mondo e sono tra i contesti meno adatti per l’uso dell’auto: l’Enea sta quindi contribuendo alla loro salvaguardia, oltre che alla nostra salute?
Sì, stiamo collaborando con l’industria nazionale e proponendole la possibilità di produrre veicoli da città di piccola taglia in configurazione elettrica ed elettrico-ibrida. Il Laboratorio UTTEI-VEBIM ha implementato, con l’Università di Pisa e quella di Padova, innovativi sistemi di accumulo elettrico con batterie Li-Io (agli ioni di litio) “autogestite” o che utilizzano insieme supercondensatori ed economiche batterie piomboacido; ha in corso la sperimentazione di un piccolo power-train (gruppo di componenti che generano potenza) ibrido-parallelo e di sistemi di ricarica “senza contatto” delle batterie; il tutto avvalendosi di attrezzature specialistiche, in particolare due banchi a rulli, sale prova motori, apparecchiature per la prova delle batterie. I veicoli elettrici e ibridi offrono i vantaggi di basse spese chilometriche, nessun inquinamento in città, limitate dimensioni e, quindi, fluidità nel traffico e facilità di parcheggio. In questo ambito, ma anche in quello dei veicoli con alimentazione a gas combustibili, abbiamo collaborato in passato e continuiamo a farlo con i produttori di autobus e di mezzi per il trasporto merci: ricordiamo ad esempio il progetto europeo Mhybus, con la regione Emilia-Romagna, recentemente inserito tra i miglior progetti sviluppati in ambito europeo.
Cosa manca ancora perché questi veicoli diventino una presenza familiare sulle nostre strade?
Oltre alle classiche colonnine, mancano stazioni di “rifornimento” sulle strade urbane ed extraurbane di potenza sufficiente perché si possa caricare la batteria del veicolo in tempi contenuti. Sono infatti noti progetti in USA, Giappone e alcuni Paesi europei per attrezzare nodi ad alta frequentazione in aree urbane o in strade veloci e autostrade. L’intermodalità tra trasporto pubblico, possibilmente elettrico, e trasporto individuale a basso impatto ambientale richiede poi interventi sulla struttura del trasporto urbano, con parcheggi di scambio attrezzati per la ricarica. In tal caso si può agevolmente ricaricare a potenza più bassa, e la ricarica “senza contatto”, più pratica e sicura, è sempre più richiesta dalle grandi Case automobilistiche. Premessa a tutto ciò è che i sistemi d’accumulo elettrico siano in grado di accettare correnti elevate senza danno. In questo ambito, il Laboratorio UTTEI-VEBIM già dispone di un laboratorio di prova batterie tra i più completi tra quelli disponibili in ambito nazionale e ha in corso una serie di attività teorico-sperimentali che si tradurranno nella disponibilità, presso i nostri laboratori della Casaccia, di una Stazione “Fast charge” per veicoli di taglia medio-bassa e di una stazione di ricarica “senza contatto” per microvetture. Inoltre, grazie a specifici finanziamenti, l’ENEA ha potuto svolgere specifiche attività di sperimentazione della ricarica rapida per le batterie Li-Io per lo studio del comportamento termico delle batterie e la definizione della modalità di raffreddamento, ad aria o ad acqua.
