Auto nuova o auto usata? - Fondazione Bruno Kessler

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Auto nuova o auto usata? - Fondazione Bruno Kessler
La Bottega della Scienza                     Liceo “Andrea Maffei” - Fondazione Bruno Kessler (FBK)

                               Auto nuova o auto usata?
    Benedetti Chiara, Chiarani Sara, Daldoss Giada, Donati Noemi, Ferrari Irene,
     Girardi Alex, Lucchi Leonardo, Marcabruni Elia, Merli Sofie, Nodari Alice
                  Quaglia Daniel, Rosa Virginia e Sartori Gianna

                                                 Abstract
          This paper is about a research on the main differences between electric and traditional cars.
      To perform the task we were helped by professor Andrea Dorigato from the Department of
      Industrial Engineering of the University of Trento. The investigation was conducted in order to
      answer the questions posed by the citizen Mara Postral, who asked how polluting it is to build a
      new electric car and whether she would pollute more by keeping her 10-year-old car (she drives
      about 15000 km/year) or by buying a new one.
          Since we were not able to answer the questions in an exhaustive way, we set the work
      considering the main impact categories in order to find out the level of the overall pollution. In
      particular this research is focused on the materials that are used in the production of cars and
      on the carbon footprint, an indicator of carbon dioxide emissions. These two aspects are part
      of the LCA inventory analysis phase.

1     Introduzione                                           • L’analisi del ciclo di vita (LCA, life-cycle as-
                                                               sessment) è un metodo strutturato e stan-
    Per questa ricerca si è innanzitutto cercato di           dardizzato a livello internazionale che per-
capire cosa significhi effettuare un’analisi del ciclo         mette di quantificare i potenziali impatti
di vita dell’auto (LCA). Facendo ciò ci si rende              sull’ambiente e sulla salute umana associa-
conto della complessità e della vastità di questa            ti a un bene o a un servizio, a partire dal
ricerca e nel nostro caso abbiamo quindi deciso di             rispettivo consumo di risorse e dalle emis-
focalizzare l’attenzione su due aspetti che ci sono            sioni.
sembrati significativi per poter rispondere alla do-
manda della cittadina e che, considerando l’LCA,             • Nell’analisi dei materiali che compongono
fanno parte della fase di analisi dell’inventario.             un’automobile è stata posta attenzione al-
    Per prima cosa il presente lavoro si occupa dei            la loro provenienza, all’utilizzo di materie
materiali impiegati nella produzione di un’auto,               prime a rischio, e in particolare alla batte-
approfondendo le loro caratteristiche meccaniche               ria, in quanto è la componente caratteristi-
e le problematiche relative al loro reperimento.               ca “nuova” delle auto elettriche. É stata
In seguito si dedica all’analisi della carbon foot-            inoltre evidenziata l’esigenza di alleggerire
print e dopo aver scelto due modelli di automo-                i nuovi veicoli elettrici per aumentarne le
bile presenta i calcoli necessari al confronto tra le          prestazioni, menzionando alcune innovazio-
loro emissioni di CO2.                                         ni sia a livello di materiali sia di riciclo delle
                                                               batterie.

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    • La carbon footprint misura le emissioni di            2.2    Definizione di ambito e obiet-
      CO2 dell’intera vita dell’automobile, stret-                 tivo
      tamente collegate alla provenienza dell’ener-
      gia necessaria nelle fasi di produzione, uti-             La definizione degli ambiti e degli obiettivi che
      lizzo e smaltimento. Nel calcolo abbiamo              saranno presi in considerazione è una fase fonda-
      confrontato due automobili, una tradiziona-           mentale per decidere il livello di approfondimento
      le a benzina e una elettrica.                         del lavoro, in cui si esplicitano:

   Infine alla luce delle analisi fatte e delle in-            • i confini del sistema, che comprendono aspet-
formazioni trovate con le nostre ricerche abbiamo                ti temporali e spaziali (il contesto) oltre che
tentato di capire dal punto di vista dell’impatto                pratici e tecnici. Vanno quindi esplicita-
ambientale quale tipologia di macchina inquina                   ti i dati necessari all’indagine (di cui biso-
meno.                                                            gna indicare disponibilità, qualità e tipolo-
                                                                 gia) e i mezzi e le procedure utilizzabili per
                                                                 raggiungere l’obiettivo;
2      Life Cycle Assessment
                                                               • parametri che saranno presi in considerazio-
2.1     Introduzione                                             ne

    Il Life Cycle Assessment (LCA) è una proce-               • interessi specifici e scopo dell’analisi
dura standardizzata che permette di mettere in
                                                               • gruppi di persone a cui è indirizzata l’inda-
relazione un prodotto con le sue conseguenze eco-
                                                                 gine
logiche attraverso l’analisi di tutti i danni ambien-
tali che si hanno nelle fasi di estrazione della ma-           • domande per cui l’LCA può essere preso in
teria prima, produzione, consumo e smaltimento                   considerazione
del prodotto.
    Per realizzare un LCA secondo le normative                 • eventuali collegamenti con altre analisi ap-
ISO della serie 14040 bisogna seguire quattro fasi               partenenti a diversi ambiti
(vedi figura 1):
                                                               Per quanto riguarda i confini del sistema biso-
    1. definizione di ambito e obiettivo                    gna tenere conto di tre aspetti fondamentali:

    2. analisi dell’inventario                                 1. definizione dei limiti del sistema: si limitano
                                                                  i dati ad un campo d’indagine specifico, tra-
    3. stima dell’impatto                                         lasciando quelli che influenzano in maniera
    4. interpretazione                                            trascurabile il lavoro e il cui contributo è
                                                                  inferiore ad una soglia minima stabilita a
                                                                  priori.

                                                               2. definizione delle procedure di allocazione e
                                                                  ripartizione dei prodotti accoppiati (sostan-
                                                                  ze secondarie prodotte che possono essere
                                                                  utilizzate in altre fasi della produzione; i
                                                                  rifiuti non rientrano in questa categoria).

                                                               3. definizione delle funzioni o benefici dei siste-
                                                                  mi esaminati e delle loro unità funzionali: si
                                                                  dichiara la quantità di materia per cui ver-
                                                                  ranno studiati gli effetti ambientali in mo-
              Figura 1: Schema LCA                                do da permettere il confronto dell’oggetto
                                                                  dell’indagine con altri simili.

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2.3     Analisi dell’inventario                               ambientali, i flussi di materiale e di energia calco-
                                                              lati nell’analisi dell’inventario. Questa stima ser-
    Nell’analisi dell’inventario, i flussi di materiali
                                                              ve quindi ad analizzare e quantificare i possibili
ed energia devono essere descritti quantitativa-
                                                              effetti ambientali e permette di valutarli. Le prin-
mente e registrati in dettaglio, considerando l’in-
                                                              cipali categorie di impatto da considerare con le
tera vita del prodotto da esaminare. Il risultato
                                                              rispettive unità di misura sono:
dell’inventario è la stesura di una tabella d’in-
ventario che mostra tutti gli usi delle risorse, le              • Riscaldamento globale (GWP - kgCO2-
emissioni associate all’unità funzionale, comprese,               eq)
ad esempio, tutte le sostanze e i composti chimici
utilizzati.                                                      • Riduzione dell’ozono presente nella stra-
    Per descrivere tali flussi, vengono utilizzati i               tosfera (ODP - kgCFC-11-eq)
due principi fondamentali della fisica:
                                                                 • Formazione fotochimica dell’ozono nel-
   • principio di conservazione della massa                        la troposfera (POCP - kg ethene-eq): Rea-
                                                                   zione di composti specifici, come ossidi di
   • principio di conservazione dell’energia                       azoto e composti organici volatili, con l’os-
                                                                   sigeno e con le specie chimiche già presen-
   In un primo momento vengono determinati i                       ti nell’aria. Queste reazioni danno origi-
confini del sistema, affinché si abbia un suppor-                 ne all’ozono e ad altri prodotti dello smog
to per unire tutti i dati. Successivamente, per                    fotochimico.
tutti i processi inclusi nel confine del sistema è
necessario raccogliere i dati relativi a:                        • Eutrofizzazione (NP- kgPO43– -eq): Feno-
                                                                   meno di arricchimento delle sostanze nutri-
   • flussi elementari in ingresso e in uscita (ri-                tive in laghi, stagni e, in genere, corpi idri-
     sorse ed emissioni)                                           ci a debole ricambio; è dovuto all’erosione
                                                                   dei fertilizzanti usati nella coltivazione delle
   • flussi di prodotto in ingresso e in uscita (be-               terre circostanti o all’inquinamento organi-
     ni e servizi)                                                 co prodotto dalle attività umane o a prodot-
                                                                   ti di rifiuto industriali. Provoca le cosiddet-
   • flussi di rifiuti (acque reflue, rifiuti solidi e             te fioriture del fitoplancton che, abbassan-
     liquidi)                                                      do il tasso di ossigeno, rendono l’ambiente
                                                                   inadatto per altre specie (per es., pesci).
    Si ottiene quindi un diagramma di flusso che
è un modello, seppur approssimato, della realtà                • Acidificazione (AP kgSO2-eq): L’acidifi-
e che rappresenta, nel modo più fedele possibi-                   cazione degli oceani è il nome dato alla de-
le, gli scambi tra i singoli processi all’interno del              crescita del valore del pH oceanico, causa-
confine del sistema. Si calcolano quindi i risultati               to dalla assunzione di anidride carbonica di
dell’analisi di inventario, ovvero la combinazio-                  origine antropica dall’atmosfera. Circa un
ne di tutti gli input e gli output. Infine, tutti                  quarto della CO2 presente nell’atmosfera va
i flussi di materiale ed energia che sorpassano i                  a finire negli oceani dove si trasforma in
confini in precedenza stabiliti, vengono annotati                  acido carbonico (3 CO2).
quantitativamente (come unità di misura si usano
quelle impiegate nel Sistema Internazionale (SI)),               • Tossicità per l’uomo (HTP - 1,4-DCB-
riferendosi sempre all’unità funzionale.                          eq)
                                                                 • Eco-tossicità (ETP -1,4-DCB-eq): L’eco-
2.4     Stima dell’impatto ambientale                              tossicologia valuta gli effetti tossici degli agen-
                                                                   ti chimici e fisici sugli organismi viventi, riu-
    Lo scopo della stima dell’impatto ambientale
                                                                   niti in comunità all’interno di definiti ecosi-
è valutare, tenendo conto di specifici parametri
                                                                   stemi; essa comprende anche lo studio delle

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        modalità di diffusione di questi agenti e le nalisi, è possibile trarre delle conclusioni e fornire
        loro interazioni con l’ambiente.              delle raccomandazioni.

• Utilizzo del territorio (m2 )
       Le categorie di impatto descrivono i potenziali         2.6     Il nostro piccolo LCA
  effetti sull’uomo e sull’ambiente e si differenziano             Non avendo a disposizione i mezzi per effet-
  in base alla collocazione spaziale, ovvero se gli ef-        tuare tutte le procedure previste per la realizza-
  fetti sono globali, regionali o locali. Attenendosi          zione di un LCA completo descritte sopra, ci sia-
  alla norma ISO 14044 (2006), la valutazione del-             mo focalizzati sull’analisi dell’inventario. In par-
  l’impatto ambientale è formata da due fasi obbli-           ticolare abbiamo condotto delle ricerche sui ma-
  gatorie, la classificazione e la caratterizzazione, e        teriali con cui vengono costruite le automobili e
  tre fasi opzionali, la normalizzazione, il raggrup-          sulla carbon footprint.
  pamento e la pesatura. Nella fase di classifica-
  zione ogni flusso di materiale ottenuto nell’ana-
  lisi dell’inventario viene assegnato ad una o più           3     Materiali
  categorie di impatto, in base agli effetti che ha
  sull’ambiente. Durante la fase di caratterizzazio-           3.1     Introduzione
  ne si calcola il potenziale d’impatto, che rappre-
  senta la valutazione quantitativa di un possibile                In questo capitolo vengono analizzate le carat-
  impatto ambientale. Questo procedimento viene                teristiche dei materiali utilizzati nei veicoli elet-
  svolto per ogni categoria di impatto e i diversi             trici e nei veicoli tradizionali a benzina o diesel.
  risultati non sempre possono essere direttamente             Studiando le differenze fra questi modelli si osser-
  confrontabili fra loro. La fase di normalizzazio-            veranno alcune problematiche, ad esempio il peso
  ne consiste nell’esprimere i valori ottenuti nella           maggiore dell’auto elettrica per la presenza della
  fase precedente in percentuale rispetto ad un al-            batteria e le soluzioni che le case automobilistiche
  tro valore di riferimento. In questo modo i dati             hanno adottato per alleggerire i veicoli, aumenta-
  possono essere confrontati fra loro più facilmente.         re le prestazioni e ridurre le emissioni (vedi alcuni
  Durante la fase di raggruppamento i vari risultati           esempi in tabella 1). Nel seguente capitolo ven-
  vengono ordinati tenendo conto del loro impatto,             gono brevemente illustrate anche le tipologie di
  del livello di priorità o di un altro fattore scel-         batterie che si possono trovare nei veicoli, le cri-
  to personalmente. La fase di pesatura prevede                ticità di alcuni materiali e dei nuovi componenti
  che gli impatti potenziali relativi a ogni categoria         delle moderne vetture.
  di impatto vengano moltiplicati per un fattore di                Diventa pertanto un passaggio chiave per mi-
  pesatura, al fine di attribuire un peso a ciascuna           gliorare le prestazioni e per ridurre le emissioni
  categoria. Le modalità di calcolo sono molte e so-          di energia incorporata l’alleggerimento dei veicoli
  no collegate a scelte personali che possono quindi           elettrici. Per alleggerire i veicoli elettrici è neces-
  portare a risultati molto diversi.                           sario iniziare ad utilizzare materiali più leggeri e
                                                               sostituire i componenti della batteria con metal-
                                                               li meno pesanti. Nel seguente capitolo vengono
  2.5     Interpretazione                                      brevemente illustrati i materiali principali che si
      L’obiettivo della fase di interpretazione è l’a-        trovano in un’auto, le tipologie di batteria che si
  nalisi dei risultati ottenuti, ovvero la spiegazione         possono trovare, quali sono le criticità di alcuni
  del significato che essi assumono e delle restrizioni        materiali, in particolare di quelle che costituisco-
  che pongono. I risultati dell’analisi dell’inventa-          no la batteria e di altri componenti del veicolo
  rio e sulla stima dell’impatto ambientale, devono            introdotti nei nuovi mezzi, soprattutto elettrici.
  essere definiti e verificati in base alla loro comple-
  tezza, sensibilità e consistenza. Solo richiamando
  in questo passaggio le assunzioni fatte nella fase
  di definizione dell’obiettivo e dell’ambito dell’a-

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        Tabella 1: Confronto tra modelli                      to fragile. Offre un comportamento mol-
                                                              to più rigido e lavora meglio ad alta tem-
                 Massa (kg)     Potenza massima               peratura; per questo viene utilizzata nel-
 MODELLO
                                                              la realizzazione di componenti di motore e
 Opel                1455       100 kW (136 CV)               trasmissione e nei freni.
 Corsa-e
                                                             • Leghe di alluminio
 Opel Corsa          1158        96 kW (131 CV)               L’alluminio può sostituire, in dipendenza dal
 GS Line                                                      tipo di lega, sia l’acciaio in telaio e carroz-
                                                              zeria che la ghisa nei motori. Viene spesso
 Renault             1037         60 kW (81CV)                adottato quando si cercano maggiori presta-
 Nuova                                                        zioni in quanto è più leggero e più costoso
 Twingo                                                       dell’acciaio. È anche meno resistente però,
 Electric                                                     per questo motivo il suo impiego deve essere
 Renault             865          48 kW (65CV)                ben valutato in quanto un pezzo in allumi-
 Nuova                                                        nio rispetto a uno in acciaio dev’essere più
 Twingo                                                       grande.
 FIAT 500            1290         70 kW (95CV)
 Electric                                                    • Leghe di magnesio
 FIAT 500            900          51 kW (69CV)                Le leghe di magnesio hanno il migliore rap-
                                                              porto resistenza-peso tra tutti i metalli di
                                                              più comune uso strutturale, un’ecceziona-
                                                              le stabilità dimensionale e alta resistenza a
3.2    Materiali utilizzati in un’auto                        impatto e ad ammaccature; per la loro bas-
    I materiali principalmente utilizzati nella co-           sa inerzia rappresentano inoltre un’ottima
struzione di un’automobile negli ultimi anni sono             scelta per quelle parti meccaniche che su-
i seguenti:                                                   biscono frequenti e improvvisi cambi di di-
                                                              rezione ad alta velocità. Recentemente il
   • Leghe di ferro: acciai e acciai legati                   progresso fatto nello studio delle leghe di
      L’acciaio è una lega composta da ferro e car-          alluminio, insieme alla maggiore diffusione
      bonio in cui la percentuale di carbonio non             dei compositi, le hanno però rese poco con-
      è superiore al 2,06%. Sono presenti anche              veniente in termini di costi di produzione
      elementi leganti come manganese, silicio, ni-           relegandole ad un utilizzo di nicchia in fa-
      chel, cromo, titanio, rame e alluminio. È un           vore di altri materiali. Il magnesio fa parte
      materiale resiliente, economico, modulabile             dei Critical Raw Materials.
      nelle caratteristiche meccaniche e facile da
                                                             • Materie plastiche e loro leghe, anche
      lavorare. Con questo materiale si possono
                                                               rinforzate
      realizzare dalle lamiere per la carrozzerie,
      ai cerchi, ai componenti strutturali di telaio          I materiali plastici presenti in maggiori quan-
      e sospensioni. Ad esempio Fiat dichiara l’u-            tità nelle automobili sono poliuretano, che
      so di acciai altoresistenziali, cioè acciai con        rappresenta circa il 19% in peso di tutta la
      minor percentuale di carbonio ma composti               plastica; polipropilene (15% in peso), polie-
      da silicio, fosforo, zolfo, alluminio, titanio          tilene, poliestere, PVC (polivinilcloruro), e
      e niobio, gli ultimi due presenti anche nella           ABS (acrilonitrile-butadiene-stirene). Com-
      lista dei Critical Raw Material.                        ponenti in plastica sono il paraurti, ma an-
      La ghisa è una lega di ferro e carbonio (su-           che le luci hanno delle coperture in plastica,
      periore al 2,06%) come l’acciaio, si differen-          il cruscotto, le cinture di sicurezza, l’airbag,
      zia da quest’ultimo per il suo comportamen-             la tappezzeria ed altri elementi.

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   • Resine termoindurenti con fibra di                      le dell’acceleratore, cosı̀ facendo il motore va in
     vetro o carbonio                                        qualche modo ad “invertire” il suo funzionamen-
      La vetroresina è una plastica rinforzata con          to e l’auto inizia a frenare, recuperando energia
      vetro, usata in particolare nella carrozze-            dal naturale moto delle ruote (energia che altri-
      ria. Grazie alla sua leggerezza e alla sempli-         menti andrebbe sprecata, come di fatto succede
      cità di lavorazione oggi ci sono auto con la          con le macchine tradizionali). In questo modo,
      carrozzeria quasi interamente realizzata in            visto che la frenata è generata dal motore stes-
      vetroresina.                                           so, si va ad usare molto meno il pedale del freno
                                                             vero e proprio risparmiando sulle pastiglie, che
      La fibra di carbonio è un materiale molto             quindi sono state innovate per un nuovo uso che
      sottile utilizzato in genere nella realizzazio-        la macchina ne fa. Queste pastiglie sono anche
      ne di una grande varietà di ”materiali com-           più ecosostenibili, per seguire il percorso intrapre-
      positi”, ovvero costituiti da due o più mate-         so dall’immissione di auto elettriche sul mercato,
      riali, che in questo caso sono le fibre di car-        ovvero quello di annullare l’inquinamento dovuto
      bonio e una cosiddetta matrice, in genere di           alle automobili. Infatti queste innovative pastiglie
      resina la cui funzione è quella di tenere in          dei freni rilasciano molto meno particolato nocivo
      ”posa” le fibre resistenti, di proteggere le fi-       nell’ambiente.
      bre ed inoltre di mantenere la forma del ma-               Un esempio di questa nuova tecnologia sono
      nufatto composito. Tra i vantaggi di questo            le pastiglie freni Hella Pagid, nate dalla collabo-
      materiale ci sono l’elevata resistenza mecca-          razione tra TMD Fiction e Hella, prive di rame e
      nica, la bassa densità, l’elevato isolamento          forti nelle alte prestazioni. Anche ZF Aftermarket
      termico, la resistenza a variazioni di tempe-          ha presentato la linea di pastiglie dei freni Elec-
      ratura mentre lo svantaggio principale è il           tric Blue, che consente sia di ridurre il rumore,
      fatto che il materiale presenta una spiccata           sia di eliminare l’emissione di particolato genera-
      anisotropia, ovvero valore di una grandez-             to dalla polvere dei freni. Quest’ultimo aspetto
      za fisica come ad esempio la resistenza alla           è pericoloso per l’ambiente e per i bambini più
      rottura, non è uguale in tutte le direzioni           piccoli. Secondo TRW, importante società statu-
      della sostanza. Inoltre il processo di lavo-           nitense di ingegneria nell’aerospazio e automoti-
      razione, molto elaborato, determina un co-             ve, a dicembre 2018, il 97% delle auto elettriche
      sto elevato per il carbonio, che attualmente           montava queste pastiglie freni nel proprio sistema,
      viene utilizzato solo su veicoli di alta gam-          quindi è evidente anche il continuo miglioramento
      ma. Le applicazioni più frequenti riguarda-           delle auto elettriche, affinchè quest’ultime siano
      no prevalentemente la carrozzeria, i compo-            completamente eco-friendly. Inoltre questa linea
      nenti aerodinamici, gli inserti decorativi per         di pastiglie (Electric Blue) hanno ricevuto anche
      gli interni e i freni.                                 l’importante riconoscimento “Premio Innovazio-
                                                             ne” alla fiera internazionale Equip Auto a riprova
3.3    Altri componenti nell’auto                            di quanto le autovetture elettriche possano dav-
       elettrica                                             vero contribuire a combattere l’inquinamento e a
                                                             riprova che il settore è in continuo miglioramento
     Un altro importante aspetto da tenere presen-           per perseguire quest’obiettivo.
te riguardo all’inquinamento prodotto da un’auto
è sicuramente il particolato, dannoso per l’am-
biente, emesso dalle pastiglie dei freni. Le auto
                                                             3.4    Batterie nelle auto
elettriche moderne adottano un sistema di fre-                   La batteria è un oggetto in grado di accumu-
nata piuttosto innovativo nel sistema automobi-              lare energia chimica e di rilasciare quest’energia
listico; la frenata rigenerativa. Semplificando la           sotto forma di elettricità. Sulle auto elettriche o
descrizione di questo processo, la frenata rigene-           ibride questa energia elettrica viene trasferita al
rativa si attiva quando viene rilasciato il peda-            motore elettrico responsabile del movimento del-

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l’auto. Alla base del funzionamento della batteria             8 anni anche se non utilizzate. Infine, oltre
c’è un processo chimico che genera un flusso di               ad essere altamente infiammabili, lavorano
elettroni da una sostanza che li cede, tramite os-             correttamente soltanto in un range ristret-
sidazione, a una che li riceve, tramite riduzione.             to di temperature che va da -10° a +30° C.
Questo flusso di elettroni, grazie a una struttu-              Al di fuori di questa forbice si degradano
ra ordinata e a strati all’interno della batteria,             velocemente.
si muove all’interno di una terza sostanza, chia-
mata elettrolita, che può essere liquida o solida,          • Batterie allo stato solido
generando corrente continua.                                   Le batterie allo stato solido sfruttano una
                                                               sostanza solida anziché liquida come elettro-
   • Batterie al piombo                                        lita. Questa soluzione aumenta la densità
     Con questo nome ci si riferisce a quelle bat-             energetica della batteria, incrementandone
     terie definite “accumulatori al piombo aci-               di conseguenza la capacità di generare ener-
     do”. Rappresentano il primo tipo di bat-                  gia rispetto alle dimensioni. Quindi l’auto
     terie ricaricabili e sono state realizzate per            può percorrere lo stesso numero di chilome-
     la prima volta nella seconda metà dell’800.              tri con batterie più piccole o con batterie
     L’anodo e il catodo sono immersi in una so-               meno cariche. Questo tipo di batterie è
     luzione contenente acido solforico. Oggi so-              molto meno infiammabile.
     lo mezzi non autorizzati alla circolazione su
                                                             • Batterie a ricarica liquida
     strada usano ancora batterie al piombo.
                                                               Questa batteria si chiama Nessox ed è una
   • Batterie al nichel-metallo idruro                         batteria che si ricarica “facendo il pieno”
     Nelle batterie al nichel-metallo idruro (che              proprio come su un’auto a benzina o a ga-
     viene abbreviato in NiMH) l’anodo è com-                 solio. La differenza è che il liquido utilizzato
     posto da una lega metallica, mentre il cato-              è quello utilizzato per avviare la produzione
     do è in nichel. Oggi sono state quasi com-               di energia elettrica.
     pletamente sostituite dalle batterie agli ioni           Il tipo di batteria più comune nelle moderne
     di litio, perché più efficienti. Purtroppo con         auto elettriche è la batteria agli ioni di litio e
     ricariche parziali si riduce progressivamente            ai polimeri di litio, per via della loro elevata
     la capacità di ricarica e quindi anche l’auto-          densità energetica rispetto al loro peso.
     nomia della vettura. Rispetto ad altre bat-
     terie, però, quelle NiMH possono contare su
     un ciclo di vita abbastanza lungo anche di
                                                       3.5 Materiali nelle batterie al litio
     8 o 10 anni.                                          Attualmente le batterie agli ioni di litio sono
                                                       le più diffuse ed il motivo principale è che offro-
   • Batterie agli ioni di litio                       no prestazioni costanti nell’erogazione dell’ener-
     Le batterie agli ioni di litio hanno un anodo gia e che non hanno l’“effetto memoria” (cioè la
     in litio e un catodo in carbonio. Le batterie perdita di capacità nel tempo e di ricarica). La
     agli ioni di litio (spesso abbreviate in Li-ion) loro produzione dipende principalmente da mate-
     godono di una densità energetica molto ele- rie prime, come litio, grafite, manganese, cobal-
     vata. Il che significa che batterie relativa- to, nichel, rame, ferro e alluminio. Per il moto-
     mente compatte e leggere generano maggio- re vengono invece utilizzati neodimio, disprosio e
     ri quantità di energia elettrica rispetto ai ti- praseodimio.
     pi di batterie elencati in precedenza. Tra gli        Con il ritmo attuale la produzione annua di li-
     altri vantaggi c’è il fatto che possono essere tio, per soddisfare il fabbisogno di batterie, supe-
     ricaricate spesso e parzialmente senza per- ra circa i 3 milioni di tonnellate, cosa che in tempi
     dere il loro potenziale. Tra i contro, però, si recenti ha causato impennate dei prezzi. Utiliz-
     deve elencare la poca vita utile, al massimo zare il litio come materia prima, quindi estrar-

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lo, oggi è più semplice e conveniente che riciclar-       anidride carbonica (CO2), metano (CH4), pro-
lo. Questo però potrebbe cambiare grazie allo              tossido d’azoto (N2O), idrofluorocarburi (HFCs),
sviluppo delle nuove tecnologie.                            esafluoruro di zolfo (SF6) e perfluorocarburi (PFCs).
    Le riserve di litio sono concentrate in pochi               La tCO2e (tonnellate di CO2 equivalente) per-
Paesi. I maggiori giacimenti sono situati sotto i           mette di esprimere l’effetto serra prodotto da que-
laghi salati di Bolivia, Cile e Argentina. Il Suda-         sti gas in riferimento a quello prodotto dalla CO2,
merica assicura oltre l’80% della produzione an-            considerato pari a 1 (ad esempio il metano ha un
nua mondiale di litio; negli ultimi anni sono stati         potenziale serra 25 volte superiore rispetto alla
scoperti nuovi giacimenti in Africa e Asia.                 CO2, e per questo una tonnellata di metano viene
    La produzione applicata alle batterie e in par-         contabilizzata come 25 tonnellate di CO2 equi-
ticolar modo di quelle per auto, è situata in Asia,        valente). La misurazione della carbon footprint
dove sono concentrate la maggior parte delle prin-          di un prodotto o di un processo richiede in par-
cipali industrie specializzate, in modo particolare         ticolare l’individuazione e la quantificazione dei
tra Giappone e Corea del Sud.                               consumi di materie prime e di energia nelle fa-
    Accanto al litio, l’altro componente fondamen-          si selezionate del ciclo di vita dello stesso. Nel
tale è il cobalto (Critical Raw Material), un ele-         nostro caso è quindi necessario tenere conto del-
mento indispensabile per determinare la capacità           le emissioni di gas serra prodotte durante tutto
di accumulo di una batteria (basti pensare che in           il ciclo di vita dell’automobile per quantificare i
quelle dei nostri smartphone se ne trovano fino             carichi ambientali complessivi.
a 20 g, mentre in quelle per le auto elettriche si              Le fasi che prenderemo in considerazione per i
può arrivare a sfiorare i 15 kg). Il cobalto è un         calcoli sono la produzione e l’utilizzo. Un discorso
elemento più raro del litio e le riserve sono per          a parte va dedicato allo smaltimento dell’automo-
lo più concentrate nei fondali degli oceani, infatti       bile, nello specifico allo smaltimento e/o al riciclo
viene estratto in piccole quantità.                        della batteria dell’auto elettrica.
    Disprosio, neodimio e praseodimio sono a for-
te rischio di reperibilità. Per quanto concerne            4.2     Da dove proviene l’energia che
l’industrializzazione, questa è invece nelle mani
della Cina, che possiede il maggior numero di                       alimenta un’auto elettrica?
impianti per il raffinamento e la trasformazione.               La provenienza dell’energia che alimenta una
Alcune case automobilistiche stanno investendo              macchina e impiegata nella produzione dei com-
per eliminare la dipendenza da queste tre ultime            ponenti elettrica è un aspetto fondamentale che
sostanze e dal cobalto.[28]                                 la nostra analisi tiene in considerazione perchè il
                                                            livello di emissioni dei veicoli elettrici varia a se-
                                                            conda di come viene prodotta l’elettricità. Un’au-
4     Valutazione di impatto                                tomobile prodotta, alimentata e smaltita con elet-
      ambientale:                                           tricità proveniente da fonti rinnovabili ha minore
                                                            impatto ambientale e contribuisce in minor mi-
      la Carbon footprint                                   sura all’emissione di CO2 in atmosfera rispetto a
                                                            un’automobile che utilizza energia prodotta con
4.1    Che cos’è la carbon footprint?                      combustibili fossili.
    La carbon footprint è una misura che esprime               Analisi situazione in Italia (anno 2018) - fonte
in “CO2 equivalente” il totale delle emissioni di           dei dati Annuario Statistico 2018 - Ufficio stati-
gas ad effetto serra associate direttamente o indi-         stico di Terna [9]
rettamente ad un prodotto, un’organizzazione o                  Nel 2018 la richiesta di energia elettrica è stata
un servizio.                                                di 321,4 miliardi di kWh (sostanzialmente inva-
    In conformità al Protocollo di Kyoto (accor-           riata rispetto all’anno precedente). L’86,3% della
do internazionale entrato in vigore il 16 febbraio          richiesta è stato soddisfatto da produzione nazio-
2005) , i gas ad effetto serra da includere sono:           nale, per un valore pari a 277,5 miliardi di kWh,

                                                        8
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la restante quota di questo fabbisogno, il 13,7%
corrispondente a 43,9 miliardi di kWh, dalle im-
portazioni nette dall’estero (aumentate queste del
16,3% rispetto al 2017).

                                                         Figura 3: Fonte dei dati: Sviluppo e diffusio-
                                                         ne delle fonti rinnovabili di energia in Italia e in
                                                         Europa - anno 2018” pubblicato da GSE S.p.A
                                                         [10]

Figura 2: Fonte dei dati: Annuario Statistico
2018 - Ufficio statistico di Terna [9]
                                                      Figura 4: Dati espressi in Mtep (Megatep) mega
    Nel 2018 la produzione nazionale netta ha rag- tonnellate di petrolio [10]
giunto un valore di 279,8 miliardi di kWh, i dati
confermano una sempre minore dipendenza del 4.3 Scelta dei modelli da
sistema italiano dalle fonti di energia non rinno-
                                                             confrontare
vabili, con un incremento relativo alla fonte idroe-
lettrica (+32,9%) ed un decremento del termoe-           La scelta del modello di auto è stata motivata
lettrico tradizionale (-8,0%) rispetto al 2017. La in primo luogo dalla domanda della cittadina, che
produzione da fonti rinnovabili (idrica, eolica, fo- ha proposto un confronto tra la sua automobile
tovoltaica e geotermica) è complessivamente au- con cui percorre circa 15 000 km/anno e un’auto-
mentata del 10,1%, attestandosi a un valore di mobile elettrica nuova. In secondo luogo abbiamo
114,4 miliardi di kWh e con una incidenza sul optato per una casa automobilistica italiana e in
consumo interno lordo di energia elettrica ad un particolare per due modelli specifici di Fiat 500
valore pari al 34,5% (nel 2017 era il 31,3%).         con caratteristiche simili, in modo tale da poterli
    Volendo provare a confrontare in particolare i confrontare più facilmente.
dati sulle fonti rinnovabili possiamo osservare al-
cuni dati di confronto con la situazione Europea,            Tabella 2: Le due auto a confronto
relativi allo stesso anno il 2018.
                                                                        FIAT 500         FIAT 500
                                                                        1.2     lounge la       prima
    Questi dati sono pubblicati nel rapporto stati-
                                                                        (benzina)[12] (elettrica)[13]
stico “Sviluppo e diffusione delle fonti rinnovabili                    berlina       3 berlina      3
di energia in Italia e in Europa - anno 2018” pub-      modello
                                                                        porte 4 posti porte 4 posti
blicato da GSE S.p.A.- Gruppo Servizi Gestore           Anno        di
dei servizi energetici, società per azioni italiana,   immatricola- 2007                2019
interamente controllata dal Ministero dell’econo-       zione
mia e delle finanze. [10]

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                    149x163x355     153x168x363         4.4    Analisi d’impatto delle due au-
  dimensioni
                    cm              cm
                    185       −     185       −                to
  bagagliaio
                    185 dm3         550 dm3                 Per calcolare le emissioni di CO2 prodotte dal-
  passo             230 cm          232 cm              le due automobili prese in considerazione, si è de-
  coppia            102 Nm          220 Nm              ciso di utilizzare come riferimento l’indice “Well-
                    51 kW           43 kW               to-Wheel” (tradotto “dal pozzo alla ruota”).
  potenza
                    (69 CV)         (58 CV)
  omologata         5500
                    giri/min
  potenza in                        87 kW
  picco / boost                     (118 CV)
  Peso      lordo
  (compreso il
                    940 kg          1365 kg
  conducente
  75kg)
  serbatoio /
                    35 L            42 kWh
  batteria
  Emissioni di
                    115
  CO2 durante                       -
                    grammi/km
  l’utilizzo
  autonomia
  dichiarata        814 - 546 Km    313 Km
  dalla casa
                    urbano:
  consumo
                    6.4L/100km
  medio             extraurbano:    14.4 kWh /
  dichiarato        4.3 L/100km     100 Km
  dalla casa        misto:
                    5.1L/100km
  velocità mas-
                    160 Km/h        150 Km/h
  sima
  accelerazione
                    12.9 sec.       9 sec.
  0-100 km/h
                                                                 Figura 5: Schema indice WtW
    Nella ricerca si è deciso di utilizzare una vet-
tura a benzina e una elettrica di un modello mol-           Il principale obiettivo dell’indice WtW è quel-
to simile, dal design esterno e dai materiali per       lo di paragonare tra di loro differenti tecnologie
gli interni uguali. Per questo motivo si terranno       propulsive, come il tradizionale e l’elettrico, car-
in considerazione solo le effettive emissioni cau-      buranti e vettori energetici, offrendo un valido
sate dai fattori energetici e dal veicolo durante       strumento di valutazione dell’impatto energetico
l’utilizzo, ipotizzando che il processo produttivo      delle tecnologie e dell’impatto ambientale causato
della carrozzeria e degli interni delle due vetture     dalle emissioni di gas serra. Il confronto avviene
non presentino differenze significative, e quindi si    relazionando l’efficacia del mezzo, la prestazione
possano semplificare i calcoli.                         della tecnologia che consente di ottenere il car-
                                                        burante e il vettore energetico utilizzato sia per
                                                        trasportarlo che per stoccarlo. Il WtW non con-
                                                        sidera le emissioni riguardanti la produzione del
                                                        veicolo e gli aspetti dello smaltimento.

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    Il WtW si suddivide in due sotto-indici: il      produzione dell’energia elettrica con cui viene ri-
Well-to-Tank (WtT, dal pozzo al serbatoio) e il      caricato il veicolo. In Europa i valori di CI non
Tank-to-Wheel (TtW, dal serbatoio alla ruota).       sono uniformi, ma variano notevolmente a livello
    Il primo sotto-indice (WtT) si riferisce ai costinazionale. Quindi non si può parlare di impat-
energetici e le emissioni connesse all’elaborazione  to ambientale di un veicolo elettrico in Europa
della fonte primaria (il carburante), cioè estra-   senza fare delle generalizzazioni. In questo stu-
zione, lavorazione e trasporto. Il secondo sotto-    dio si è deciso di prendere l’Italia come paese di
indice (TtW) rileva il totale di energia utilizzato  riferimento.
per muovere il veicolo e si riferisce alle dirette        L’altro fattore di cui bisogna tenere conto so-
emissioni durante l’utilizzo della vettura, che di-  no le emissioni del BEV, Battery Electric Vehicle,
pendono dall’unione tra carburante e tecnologia      cioè le emissioni di un veicolo a batteria. Il valo-
di propulsione in uso.                               re BEV indica le emissioni di gas serra per ogni
                                                     chilometro percorso ed è espresso in gCO2e/km.
EMISSIONI MACCHINA A                                      Il veicolo soggetto del nostro studio è la “Fiat
    BENZINA:                                         nuova    500 La Prima Berlin”. Il suo consumo me-
    Fiat 500 1.2 Lounge                              dio è di circa 14.4 kWh/100km, mentre la capa-
                                                     cità della batteria è di 42 kWh. Come Paese di
    Per calcolare le emissioni di CO2 dell’auto a provenienza dell’energia elettrica abbiamo scelto
benzina, presa in considerazione (Fiat 500 1.2 Loun- l’italia il cui CI attuale è di 402 gCO e/kW h.
                                                                                             2
ge), bisogna tenere conto dell’indice sopra citato,
il WtW.                                                   Le Emissioni del BEV possono essere determi-
    Per ottenere il risultato bisogna sommare le nate moltiplicando tra loro la CI dell’elettricità in
emissioni di tipo WtT (500 gCO2e/l) e quelle TtW Italia e il consumo elettrico del BEV espresso in
(2.3 kgCO2e/l).                                      kW h /100km [riferimento?]:
    Considerando che quest’auto presenta un con-
sumo di carburante pari a 4.8 l/100 km e suppo-           Emissioni del BEV =
nendo di percorrere annualmente 15 000 km, pos-           402 gCO2e/kWh · 14.4kWh/100km =
siamo dire che che le emissioni annuali di CO2 di         5 788.8 gCO2e/100km
una Fiat 500 1.2 Lounge saranno 2200 kgCO2/yr.
                                                           Supponendo di percorrere annualmente
EMISSIONI AUTO ELETTRICA:                                  15 000 km si ha
  Fiat nuova 500 La Prima Berlina
                                                           5 788.8 gCO2e       X
    Anche per calcolare le emissioni di CO2 del-                         =           da cui
                                                               100 km      15 000 km
l’auto elettrica si utilizza l’indice WTW. In que-
sto modo è possibile fare una valutazione tota-                 5 788.8 gCO2e · 15 000 km
                                                           X=
le delle emissioni di CO2 di tutto il ciclo di vita                       100 km
dell’automobile.
    Le emissioni di gas serra di un veicolo elettri-       che dà X ' 868 kgCO2e
co sono strettamente condizionate dall’indice CI
dello Stato da cui viene presa l’energia. Il CI,            Nel calcolo complessivo di emissioni del vei-
Carbon Intensity, cioè intensità di carbonio o in-    colo a batteria bisogna sommare le emissioni di-
tensità di emissione è il tasso di emissione di un    rette, cioè dovute direttamente al veicolo duran-
dato inquinante rispetto all’intensità di una spe-     te la marcia, e indirette, cioè quelle dovute alla
cifica attività, o di un processo di produzione. Il    produzione dell’energia e alle perdite durante la
valore è espresso in gCO2e/kWh.                        trasmissione e la ricarica. Il valore stimato delle
    Nel caso studiato il CI è il valore che indi-      emissioni indirette è di 221 KgCO2e. Facendo la
ca le emissioni di anidride carbonica dovute alla       somma si ottiene:

                                                    11
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                                                               Un altro importante fattore di cui tener conto
                                                          è che la batteria di una macchina elettrica non du-
      Emissioni totali = (868 + 221) kgCO2e               ra quanto il motore di una macchina tradizionale,
                       = 1 089 KgCO2e                     questo vuol dire che dopo un certo numero di anni
                                                          bisogna cambiare batteria o macchina ed entram-
    Includendo dunque nel risultato la produzio-          be le possibilità hanno un costo significativo per
ne dell’energia e le perdite durante la trasmissio-       quanto riguarda le emissioni di CO2.
ne e la ricarica,la quantità di emissioni risultanti          Per il nostro studio abbiamo scelto di calcolare
conterà 1 090 kgCO2e/yr.                                 in modo approssimato (valore non riferito all’Ita-
    Come possiamo notare il numero è decisamen-          lia) le emissioni dovute alla produzione della bat-
te minore, meno della metà, delle emissioni causa-       teria affidandoci ad uno studio svedese del 2017
te dall’auto a benzina. Tuttavia il nostro studio         dal titolo “Mapping of lithium-ion batteries for
non termina qui, infatti deve essere considerato          vehicles”, a cura di Lisbeth Dahllöf, Mia Roma-
un altro fattore riguardo alla macchina elettrica         re and Alexandra Wu. Lo studio ha stimato che
che determina un’elevata quantità di emissioni: il       la quantità di CO2 emessa nella produzione della
processo di produzione della batteria.                    batteria agli ioni di litio è dai 150 ai 200 kg per
                                                          ogni kWh di potenza. Il veicolo soggetto del no-
4.5    La questione della produzione                      stro studio è dotato di una batteria con capacità
                                                          42kWh , quindi per la produzione della batteria
       della batteria
                                                          la CO2 emessa è pari a un valore compreso tra
    Nella fase di produzione dell’automobile la dif-      6300 e 8400 Kg.
ferenza fondamentale tra un’auto elettrica e un’au-            Uno studio più recente del 2019 ha stimato che
to a benzina è la batteria agli ioni di litio. Quin-     la quantità di CO2 emessa nella produzione della
di il primo fattore inquinate di cui bisogna tener        batteria agli ioni di litio è dai 61 ai 105 kg per
conto è proprio la produzione della batteria.            ogni kWh di potenza. Utilizzando questo dato si
    Le emissioni di CO2 diretta ed equivalente per        ottiene che la CO2 emessa nella produzione della
realizzare una batteria sono elevate. Riuscire a          batteria è pari a un valore compreso tra 2562 e
calcolare con esattezza le emissioni causate dal-         4410 kg.
la sua produzione è un’impresa estremamente ar-               Le ragioni di questo rapido miglioramento so-
dua, perché i fattori da considerare sono molti.         no dovute sia ad un avanzamento a livello in-
In primis le componenti della batteria sono co-           dustriale e teconologico, sia di un’efficienza mi-
stituite da numerosi materiali differenti, ognuno         gliorata nella fabbricazione di questi dispositivi,
dei quali richiede il proprio processo di raffinazio-     ma anche nel fatto che le aziende manifatturiere
ne, in modo da poter essere utilizzato nell’impiego       cercano di utilizzare sempre più fonti di energia
elettrochimico, e già questo rappresenta un vetto-       rinnovabile.
re altamente inquinante. Inoltre anche qui dob-
biamo considerare le emissioni dovute alla fonte          4.6    La questione del riutilizzo e del-
energetica impiegata per alimentare i macchinari,
e avendo un processo produttivo molto comples-                   lo smaltimento della batteria
so, le fasi di produzione della batteria avvengono            Concluso il ciclo di vita di una macchina elet-
in luoghi e stati diversi, quindi risulta difficile in-   trica uno dei componenti più difficili da trattare
dividuare il mix energetico a cui fare riferimento.       sono le batterie. Esse possono essere utilizzate
Infatti più è inquinante la produzione dell’energia,    con altre funzioni o essere riciclate.
maggiore sarà l’impatto ambientale della batte-              Un nuovo utilizzo per le batterie sono i magaz-
ria. Per esempio un Paese dove l’energia provie-          zini per lo stoccaggio di energia, infatti le batterie
ne principalmente da combustibili fossili produrrà       agli ioni di litio, finito il loro uso sulle macchine,
più emissioni di un Paese dove prevalgono le fonti       mediamente mantengono circa il 75% - 80% della
rinnovabili.                                              loro capacità originaria. Questo utilizzo potrebbe

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risultare importante con l’aumento dell’energia da       in altri paesi dell’area.
fonti rinnovabili. Grazie a questo utilizzo si cal-
cola un aumento nella durata della vita di una
batteria del 72% (10 anni) finendo il proprio ciclo      5     Conclusioni
di vita con una capacità di circa il 60% rispetto
                                                              L’obiettivo del lavoro era tentare di rispondere
a quella iniziale, diminuendo l’inquinamento dei
                                                         alla domanda di una cittadina, che richiedeva un
gas serra.
                                                         confronto tra un’auto tradizionale e un’auto nuo-
     Con la crescita del mercato delle macchine
                                                         va elettrica. Per farlo avremmo dovuto effettuare
elettriche il riciclo delle batterie sarà sempre più
                                                         un’analisi del ciclo di vita di un veicolo da quando
fattibile, cosa importante poiché la produzione
                                                         viene prodotto in tutte le sue parti a quando vie-
delle batterie è responsabile per circa la metà del-
                                                         ne smaltito. Nell’impossibilità di realizzare, con i
le emissioni del gas serra, mentre un riciclo dei
                                                         mezzi e le conoscenze a nostra disposizione, que-
materiali delle batterie avrebbe un’impronta del
                                                         sto tipo di analisi in modo completo, abbiamo
carbonio significativamente minore. Ad esempio
                                                         basato il nostro lavoro su studi e pubblicazioni di
l’alluminio riciclato produce il 95% di emissioni
                                                         altre persone o enti competenti nel settore e ci sia-
in meno rispetto ad estrarlo. Varie società stan-
                                                         mo concentrati solo su alcuni aspetti particolari
no facendo ricerca e stanno pianificando metodi
                                                         del problema.
per riciclare queste batterie. Una delle maggiori
                                                              Abbiamo dunque voluto focalizzare l’attenzio-
difficoltà riscontrate è la loro grandezza.
                                                         ne sul descrivere le fasi essenziali per costruire
     Volendo citare un esempio la compagnia IVL
                                                         un’analisi del ciclo di vita di un’auto (LCA), com-
(Istituto svedese di ricerca ambientale) ha presen-
                                                         prendere le problematiche legate ai materiali e
tato varie metodologie per implementare il riciclo
                                                         realizzare un’analisi d’impatto specifica.
delle batterie, concludendo che si risparmierebbe-
                                                              Lo studio di come si dovrebbe fare realizzare
ro 1–2.5 kg di CO2 per kg di batterie, traducen-
                                                         un LCA ci ha fatto capire come siano necessarie
dosi in 7%–17% delle emissioni per la produzione
                                                         diverse fasi che prendono in considerazione molte-
della batteria.
                                                         plici fattori, di come siano richieste analisi diverse
     In ogni caso, essendo che alcuni metodi per il
                                                         con passaggi rigorosi, tracciabili e chiari.
riciclo richiedono molta energia, dipenderà molto
                                                              L’analisi dei materiali ci ha fatto comprende-
dal luogo e da come viene prodotta, per valuta-
                                                         re come, nella realizzazione di un prodotto, ogni
re l’efficacia di queste metodologie di riciclo e la
                                                         scelta vada ponderata, prediligendo il materiale
diminuzione dell’impatto ambientale. Pertanto la
                                                         ottimale per quell’elemento ma tenendo in consi-
scelta del metodo più efficace per il riciclo delle
                                                         derazione la provenienza, la reperibilità, il costo
batterie è uno degli ambiti più complicati. At-
                                                         economico ed eventuali impatti su ambiente e sa-
tualmente le batterie al litio in Europa finiscono
                                                         lute di quell’elemento. Ad esempio oggi la vera
in gran parte in Germania, dove ci sono oltre 15
                                                         sfida per diffondere e promuovere l’auto elettrica,
operatori industriali in grado di recuperare corret-
                                                         è la reperibilità di materiali come litio e cobalto,
tamente i componenti e parte dei materiali. Mol-
                                                         o di come poterli riciclare o riutilizzare.
ti dei processi applicati, però, non sono in grado
                                                              Nel calcolo delle emissioni abbiamo tenuto con-
di recuperare correttamente i materiali contenuti
                                                         to della carbon footprint e della provenienza del-
nella cosiddetta Black Mass, ossia Litio, Manga-
                                                         l’energia con cui è alimentata l’auto elettrica, tra-
nese, Cobalto e Nichel . Buona parte della Black
                                                         scurando altre categorie di impatto. Per esempio
Mass viene per questo inviata in Estremo Oriente:
                                                         non abbiamo tenuto conto delle sostanza inqui-
principalmente in Corea e nelle Filippine, qui con
                                                         nanti che vengono emesse durante la circolazione
processi adeguati vengono estratti tutti i materia-
                                                         del veicolo dovute all’usura dei copertoni e delle
li. Le aziende cinesi, che sono nell’ordine delle de-
                                                         pastiglie dei freni.
cine, smaltiscono cosı̀ tutte le batterie del mercato
                                                              Tenendo presente i limiti della nostra analisi si
interno e partecipano, direttamente o indiretta-
                                                         possono confrontare le emissioni di una macchina
mente, alle attività economiche che si sviluppano
                                                         elettrica e una macchina a benzina.

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                                                                Confronto emissioni

                                30           t ) Fiat 500 1.2 Lounge
                                             — ) Fiat 500 elettrica (2017)                              7
                                                                                                   201
                                             — ) Fiat 500 elettrica (2019)
                                25
           Emissioni in tCO2e

                                20                                                                     9
                                                          Sostituzione batteria                    201

                                15
                                                                                      Sostituzione batteria

                                10

                                                      t    Emissioni = 2.2 tCO2e/yr (auto usata)
                                 5
                                                      — Emissioni nel 2017= (da 6.3 a 8.4) tCO2e+ 1.09 tCO2e/yr
                                                      — Emissioni nel 2019= (da 2.6 a 4.4) tCO2e+ 1.09 tCO2e/yr
                                 0
                                     0   1   2    3       4     5    6     7      8     9    10    11       12   13   14   15
                                                              Tempo di utilizzo in anni
Figura 6: previsione delle emissioni nel tempo; confronto tra motore termico già in possesso e motore
elettrico

    In Figura 6 abbiamo provato a sintetizzare i                            no compensate dalle emissioni più basse durante
nostri risultati. Per la macchina tradizionale, che                         il funzionamento. La macchina elettrica sarebbe
come dichiarato nella domanda della cittadina è                            ancor più conveniente se il mix energetico fosse
già in uso, non abbiamo considerato il costo di                            completamente, o almeno per la maggior parte,
produzione ma solo le emissioni di CO2 durante                              dominato da fonti rinnovabili.
l’utilizzo. Nel caso invece della macchina elet-                                Infine si può sottolineare come riguardo al-
trica, che viene acquistata, abbiamo considerato                            lo smaltimento dei materiali, in particolare delle
anche la produzione, che è la parte della vita del-                        batterie, in questi ultimi anni ci siano notevoli in-
la macchina nella quale viene emessa la maggiore                            teressi a migliorare i processi, spinti anche dalle
quantità di CO2, soprattutto per quanto riguarda                           stesse case produttrici, e sembrerebbe plausibile
la batteria. Oltretutto va considerato che que-                             pensare ad un più efficiente riutilizzo o riciclo di
st’ultima dopo circa 8 anni (o un totale di di cir-                         questi componenti nei prossimi anni.
ca 160.000 Km) va sostituita, pertanto con un
ulteriore incremento di quantità di CO2.
    Nonostante questo il grafico mostra che nel                             Fonti principali
tempo la macchina elettrica emette meno CO2,
                                                                               [1] https://www.oc-praktikum.de/nop/it/
anche se bisogna tener conto della provenienza
                                                                                   articles/pdf/LCAMethod_it.pdf
dell’energia con la quale viene ricaricata. I dati
mostrano che anche nel caso di un mix di elet-                                 [2] https://ecochain.com/knowledge/
tricità ancora dominato dalle centrali elettriche                                 impact-categories-lca/
convenzionali (in questo caso l’Italia), le emissio-
ni aggiuntive per la produzione della batteria so-

                                                                         14
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 [3] https://www.arpae.it/motap/ozono/         [16] https://www.nexxtlab.lu/co2-
     ozono.htm                                      emissions-calculator/

 [4] https://www.treccani.it/                  [17] https://ec.europa.eu/jrc/en/jec/
     enciclopedia/eutrofizzazione/                  activities/wtw

 [5] https://it.wikipedia.org/wiki/            [18] https://www.minambiente.it/pagina/
     Acidificazione_degli_oceani)                   cose-la-carbon-footprint

 [6] https://www.arpa.piemonte.it/             [19] https://motori.virgilio.it/green/
     approfondimenti/educazione-                    analisi-del-carburante-well-to-
     ambientale/coe/Monografia_                     wheel-significato-misurazione-
     ecotossicologia.pdf                            utilizzo/77080/

 [7] https://it.wikipedia.org/wiki/            [20] https://comunivirtuosi.org/wp-
     Analisi_del_ciclo_di_vita                      content/uploads/2017/11/Tesi-di-
                                                    Lurea-Alessio-Taglietti.pdf
 [8] http://www.dichep.unige.it/old_site/
     consulenza_ambientale/lca-fasi.htm       [21] https://www.europarl.europa.
                                                   eu/news/en/headlines/society/
 [9] www.terna.it                                  20190313STO31218/co2-emissions-from-
     Statistiche - Terna spa: DATI STATISTICI      cars-facts-and-figures-infographics
     SULL’ENERGIA ELETTRICA IN ITALIA
     -Terna S.p.A. e Terna Group              [22] https://www.ffe.de/attachments/
                                                   article/856/Carbon_footprint_EV_
[10] www.gse.it                                    FfE.pdf
     Sviluppo e diffusione delle fonti rinnovabili [23] https://www.sciencedirect.
     in Italia e in Europa 2018 - GSE S.p.A             com/science/article/pii/
[11] https://eur-lex.europa.eu/legal-                   S1361920916307933#t0010
     content/EN/TXT/?uri=CELEX:                    [24] https://www.focus.it/tecnologia/
     52020DC0474                                        motori/quanto-inquina-davvero-l-
     Critical Raw Materials Resilience (documen-      auto-elettrica
     to della COMMISSIONE EUROPEA del
     3/9/2020)                                   [25] https://www.ucsusa.org/resources/ev-
                                                      batteries#:~:text=Most%20electric%
[12] https://www.quattroruote.it/auto/                20vehicle%20batteries%20are,
     fiat/500-2007-2016/500-12-lounge-                graphite%20and%20other%20primary%
     075147200707                                     20components.

[13] https://www.quattroruote.it/auto/         [26] https://avtotachki.com/it/
     fiat/nuova-5002/500-la-prima-                  tehnicheskaya-stat-ya-kakie-
     berlina-136932202008                           materialy-ispol-zuyutsya-v-
                                                    proizvodstve-kuzovov/#:~:text=
[14] https://www.terna.it/it/sistema-               Di%20questi%20cinque%20materiali%
     elettrico/dispacciamento/dati-                 20per,magnesio%20e%20fibra%20di%
     esercizio                                      20carbonio.
[15] https://www.terna.it/it/sistema-          [27] https://it.motor1.com/features/
     elettrico/statistiche/pubblicazioni-           269206/materiali-batterie-auto-
     statistiche                                    elettrica/

                                             15
La Bottega della Scienza           Liceo “Andrea Maffei” - Fondazione Bruno Kessler (FBK)

[28] https://valori.it/litio-cobalto-co-
     lauto-elettrica-scatena-la-guerra-
     dei-metalli/

[29] https://it.motor1.com/features/
     262506/come-fatta-e-quanti-tipi-
     batteria-esistono-auto-elettrica/

[30] https://www.ucsusa.org/resources/
     afterlife-electric-car-batteries

[31] http://sitn.hms.harvard.edu/flash/
     2019/how-electric-cars-can-become-
     truly-green-once-and-for-all/

[32] https://insideevs.it/reviews/450594/
     fiat-500-elettrica-piattaforma-
     batteria-motore-tecnica/#:~:
     text=L’elettrica%20pesa%20385%20kg,
     (3%20cm%20in%20pi%C3%B9).

[33] https://insideevs.it/news/402264/
     fiat-500-elettrica-mini-cooper-se-
     hondae/

[34] https://www.automobile.it/magazine/
     recensioni-modelli/fiat-500-
     elettrica-25589

[35] https://www.youtube.com/watch?v=
     CWulQ1ZSE3c

[36] https://www.greenstart.it/tutto-
     quello-che-manca-auto-elettrica-
     termica-confronto-11487

[37] https://www.researchgate.net/search?
     q=inquinamento%20auto%20elettriche

[38] https://copperalliance.org.uk/
     knowledge-base/education/education-
     resources/electric-motors/

[39] http://www.trwautoservice.it/blog/
     pastiglie-freno-electric-blue-trw/

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