La potenza motrice dell'elettrone

L'anno da poco concluso è stato, per l'auto elettrica, quello della svolta definitiva. Per la prima volta è stata superata - e di molto - la soglia del milione di autoveicoli elettrici venduti, con 1 milione e 200mila consegne (Fonte: ZSW, 2018).

In breve, nel mondo all'inizio di gennaio circolavano 3,2 milioni di auto elettriche, di cui quasi la metà in Cina, seguita con 750mila unità dagli Stati Uniti. Da sola, la Cina ha immatricolato nel 2017 579.000 nuove auto elettriche. Seguono gli Stati Uniti con 195.140. La Norvegia, con soli cinque milioni di abitanti, grazie ai lauti incentivi ne ha immatricolati ben 62.320.

A quasi due secoli dalle geniali Riflessioni sulla potenza motrice del fuoco di Sadi Carnot (1824), il mondo si lascia alle spalle il motore a combustione interna nelle sue varie configurazioni e tipologie, aprendosi al motore elettrico alimentato dalle batterie agli ioni di litio.

Tutt'altra guida

A rendere disponibile istantanemente all'autista la potenza del motore elettrico - la cui coppia motrice ha il valore massimo a zero giri, cioè quando il mezzo è fermo - sono la corrente e la tensione che si generano nei pacchi batterie agli ioni di litio che alimentano i motori di auto, van e autobus elettrici.

A differenza del motore endotermico, quello elettrico è in grado di trasformare quasi tutta la potenza elettrica fornitagli, in potenza all’albero motore.

"Dopo aver guidato un'auto elettrica", ha scritto su Twitter il grande saggista libanese naturalizzato americano Nassim Taleb commentando il suo recente passaggio all'auto elettrica, "tornare a guidarne una vecchia vi sembrerà più o meno come guidare una barca".

Il modello Shenzhen

Da sola, la città di Shenzhen in Cina ha completato proprio nel 2017 il passaggio dell'intera flotta - 16mila autobus - dal diesel all'elettrico: accanto al conseguente crollo dei consumi di gasolio e al drastico miglioramento della qualità dell'aria per gli oltre 10 milioni di abitanti, questo avviene dando un deciso sostegno alla leadership dell'industria cinese nelle tecnologie della mobilità elettrica.

Per avere un'idea di questa leadership basti considerare che degli 1,2 milioni di autoveicoli elettrici consegnati nel 2017, il primo produttore non cinese in classifica ne ha forniti 86.700.

La differenza principale fra le varie batterie agli ioni di litio è relativa alla composizione del catodo. Al posto di un catodo contenenti cobalto, la cui disponibilità avrebbe presto costituito un problema, l'industria cinese ha scelto di realizzare batterie con catodo a basso costo e privo di cobalto: il ferrofosfato di litio.

In questo modo, e ottimizzando senza sosta l'intera componentistica delle batterie e l'elettronica di controllo, i tecnologi e le industrie cinesi hanno aperto la porta alla mobilità elettrica low-cost le cui cifre non sono più le impercettibili 2mila immatricolazioni annuali italiane ma, appunto, si misurano in milioni.

"A questo tasso di crescita", ha detto presentando questi dati pochi giorni fa ad Ulm il direttore di ricerca dello ZSW tedesco, Werner Tillmetz, "fra 8 anni nel mondo avremo 25 milioni di immatricolazioni di auto elettriche ogni anno".

Per il secondo anno consecutivo, infatti, il tasso di crescita è stato di quasi il 60%.

Bastano queste cifre per comprendere che si tratta - insieme alle industrie del le energie rinnovabili - del settore a maggiore valenza strategica per qualsiasi Paese industriale. Non stupirà fra pochi mesi constatare che i maggiori Paesi del mondo - dalla Russia all'India, dalla Germania al Giappone alla Francia - vareranno a breve grandi investimenti pubblici per la realizzazione degli stabilimenti per la produzione di questi sistemi di accumulo dell'elettricità.

Lo scorso 2 febbraio, ad esempio, sono stati annunciati i risultati di quasi tre anni di attività della prima nave ad alimentazione interamente elettrica, la MF Ampere - che alimentata da due gruppi batterie da 520 kWh - trasporta 34 volte al giorno un massimo di 120 auto e 360 passeggeri fra i 5,6 km che separano i due piccoli porti di Lavik e Oppedal nel fiordo di Sognefjord. Inquinamento azzerato e costi operativi crollati dell'80%: e 53 nuove navi elettriche ordinate al costruttore navale, la norvegese Fjellstrand.