CO2 BEV vs ICE: quante emissioni dopo 200.000 km di guida?

Le emissioni di gas climalteranti come la CO2 sono da svariati anni al centro di un piano di trasformazione della mobilità a zero emissioni. Per raggiungere questo obiettivo la tecnologia su cui si sta puntando sono le auto elettriche con batterie agli ioni di litio. Per capire quanta CO2 viene emessa un veicolo elettrico rispetto a un veicolo equivalente ICE, l’analisi di Alessandro Cavuoto pubblicata inizialmente sulla rivista Nuova Energia di maggio 2023 e successivamente su Linkedin, effettua un confronto diretto a parità di km percorsi e nell’intero ciclo vita delle emissioni di CO2 di 4 modelli di auto considerando anche l’origine dell’energia elettrica con sistemi di produzione a basso impatto (Francia) o medio-alto (Italia e Germania).

ANALISI EMISSION CO2 SU AUTO BENZINA, DIESEL, IBRIDE ED ELETTRICHE A CONFRONTO

Il dibattito sulle emissioni di CO2 da auto elettriche in confronto alle auto ICE, è stato già analizzato dallo studio recente Projected Costs of Generating Electricity dell’International Energy agency. E’ proprio a partire da questa analisi che Cavuoto, ingegnere industriale, fa una disamina dei dati. Lo studio IEA mostra (immagine sotto) che l’utilizzo di un’auto elettrica rispetto a una a benzina comporta un’impronta carbonica più bassa solo oltre percorrenze di 200.000 km e in presenza di un mix energetico sul modello della Francia, basato prevalentemente su basse emissioni di CO2 per la produzione di elettricità. A patto quindi di escludere l’utilizzo di un mix energetico gas o carbone come in Italia o Germania (e altri Paesi Europei). L’analisi di Cavuoto punta invece a valutare quanta CO2 emette un veicolo elettrico rispetto a uno ICE nell’intero ciclo di vita a parità di km percorsi, tipologia di auto e potenza.

QUANTA CO2 EMETTONO LE AUTO DURANTE LA PRODUZIONE

Le valutazioni si sono focalizzate su modelli di auto con tecnologie attualmente più diffuse in commercio (Peugeot 208 elettrica, benzina, diesel; Opel Corsa elettrica, benzina, diesel; Renault Clio benzina e diesel; Toyota Yaris full hybrid). Il confronto delle emissioni totali CO2 attribuibili alla produzione e al funzionamento è avvenuto secondo i criteri seguenti.

Emissioni di CO2 dalla produzione di auto elettriche e ICE:

emissioni CO2 in produzione delle auto, stimate in 6,5 t (diesel); 6,3 t (benzina /ibride benzina) e 5 t (elettriche) per la produzione di parti comuni tra le varie tipologie, stimate dall’Aragonne National Laboratory in uno studio del 2022.
emissioni di CO2 per la produzione della batteria. Mentre le auto elettriche non hanno molti componenti ICE, le emissioni di CO2 da BEV ammontano a circa 160-250 kg per kWh di capacità di una batteria NMC – Nichel Manganese Cobalto (l’analisi di Cavuoto considera il valore più basso). Di conseguenza le emissioni di CO2 per la produzione delle batterie dei modelli nell’analisi risultano rispettivamente: 8 t di CO2 per la batteria da 50 kWh agli ioni di litio di Peugeot 208 e Opel Corsa e 122 kg di CO2 per la batteria da 0,76 kWh agli ioni di litio della Toyota Yaris Hybrid;

Secondo le seguenti valutazioni, l’analisi attribuisce quindi emissioni di CO2 totali dalla produzione di 6,3 t per i modelli a benzina, 6,5 t per i modelli diesel e 6,42 per gli ibridi e 13 t per i modelli elettrici. Questi valori sono stati impiegati nel calcolo delle emissioni di CO2 totali nell’intero ciclo di vita dei modelli a confronto.

QUANTA CO2 EMETTONO LE AUTO DURANTE L’UTILIZZO

Emissioni CO2 nell’uso di auto elettriche e ICE:

emissioni Well to Tank (WTT) attribuite ai veicoli endotermici per l’estrazione, lavorazione e trasporto del combustibile;
emissioni Tank to Wheel (TTW) attribuite ai veicoli endotermici per l’utilizzo del combustibile (la combustione);

Il rapporto tra WTT e TTW è tale che per ogni 100 grammi di CO2 emessi per la combustione, tra 10-25 grammi sono dovuti a estrazioni, lavorazione e trasporto.

emissioni di CO2 TTW delle auto elettriche sono praticamente zero, mentre c’è una quota di emissioni di CO2 WTT generate dalla produzione di energia elettrica e dall’efficienza di ricarica della batteria. Non tutta l’energia erogata da una colonnina di ricarica, infatti finisce nella batteria. Per ogni kWh si disperdono circa 0,11-0,25 kWh.

Secondo le stime sui consumi auto ufficiali dei modelli nell’analisi di Cavuoto e i valori di emissioni di CO2 WTT e TTW, le auto elettriche mostrano un contributo di riduzione di emissioni di CO2 maggiore in Francia, grazie al suo mix energetico a bassa impronta di carbonio.

QUANTE EMISSIONI DI CO2 NELL’INTERO CICLO DI VITA DELLE AUTO ICE ED EV

Per rispondere alla domanda centrale dello studio, cioè quali sono le emissioni di CO2 dalle auto elettriche e ICE nell’intero ciclo di vita, Cavuoto ha considerato:

un arco temporale di 16 anni, dal 2023 al 2038;
percorrenza di 12500 km/anno e 200000 km di vita utile;

La stima delle emissioni totali dei modelli di auto considerati variano in funzione della produzione del mix e di conseguenza impattano sul reale beneficio delle singole tecnologie in base al Paese:

in Francia, il modello energetico basato su rinnovabili e nucleare, rende più efficiente l’uso delle auto elettriche nell’intero ciclo di vita;
in Italia (mix energetico gas), dopo 200 mila km, un’auto a benzina come la Renault Clio emette 825 kg di CO2 totali in più rispetto a una Peugeot 208 elettrica, mentre la Toyota Yaris solo +375 kg. La riduzione delle emissioni di CO2 stimata varia da 1,4% a 26%.

In Paesi come l’Italia e la Germania dove il mix energetico ha un’impronta carbonica maggiore, le emissioni di CO2 totali di Renault Clio benzina e Toyota Yaris Hybrid in 15 anni equivalgono alle emissioni di CO2 di una Peugeot e-208 in 16 anni. A patto che – sottolinea l’analisi – si utilizzi lo stesso pacco batteria per 200 mila km. Diversamente “in caso di una sostituzione prematura, le auto elettriche supererebbero le emissioni di tutti i modelli a motore endotermico negli scenari Italia e Germania, e perderebbero una parte significativa di CO2 altrimenti evitata nello scenario in Francia”.

L’analisi che si può approfondire nel post Linkedin di Alessandro Cavuoto conclude che “Nei Paesi ad emissioni medio-alte come Italia e Germania la sostituzione di auto con motore endotermico con auto elettriche non porta riduzioni significative delle emissioni di CO2 correlata. Le emissioni di gas climalteranti verrebbero solo trasferite e concentrate verso gli impianti di generazione elettrica”.