L’ibridizzazione delle auto con una combinazione di motore a combustione ed energia elettrica si è affermata da tempo. I veicoli elettrici ibridi danno un importante contributo alla riduzione delle emissioni nel traffico stradale.
Nella maggiore parte dei veicoli ibridi elettrici si utilizza una trazione ibrida parallela. In un veicolo ibrido plug-in è il motore elettrico a fornire la trazione, da solo o in combinazione con il motore a combustione. Quando occorrono entrambi i motori, gli stessi lavorano contemporaneamente, vale a dire in parallelo. Ciò consente di dispiegare il massimo della potenza. In un veicolo ibrido, sia il motore elettrico che il motore a combustione sono più piccoli rispetto a un veicolo dotato soltanto di uno dei due sistemi.
Nella propulsione ibrida seriale i due motori – a combustione ed elettrico – non lavorano contemporaneamente bensì in successione. Solitamente il motore a combustione fornisce energia ad un generatore elettrico, che a sua volta fa funzionare il veicolo o ricarica la batteria. In questo caso il motore a combustione non è collegato direttamente con la trazione. Il principio dell’ibrido seriale viene anche impiegato nella cosiddetta estensione dell’autonomia (range extender). Lì il veicolo viene sempre azionato tramite il motore elettrico. Quando l’energia nella batteria sta per finire interviene il motore a combustione, che funziona come generatore per il motore elettrico.
L’elettrificazione dei motori è un passo importante verso una mobilità a zero emissioni. Ma chi non vuole o non può passare completamente all’elettromobilità già oggi ha la possibilità di viaggiare in modo più rispettoso del clima. Le moderne tecnologie rendono i motori a combustione più parsimoniosi. Nelle propulsioni ibride leggere, il motore a combustione è supportato da un generatore starter e da una piccola batteria agli ioni di litio. Sulle strade diritte o in discesa il motore a combustione si spegne per permettere all’auto di «veleggiare» senza rilasciare emissioni. Inoltre, il sistema ibrido leggero recupera energia in fase di frenata. Non è però possibile guidare un’auto ibrida leggera in modalità completamente elettrica.
Le auto azionate a benzina e gas vengono chiamate ibridi a gas. Dispongono di una grande autonomia e sono più ecologiche delle auto solamente a benzina o a gasolio, ma restano una presenza di nicchia.
Il gas per auto è un gas liquido composto da butano e propano. Si tratta di un prodotto secondario della produzione di petrolio più ecologico e conveniente dei combustibili fossili. Tuttavia sono pochissime le auto di serie che possono essere alimentate con gas liquido. La conversione di un’auto a benzina in veicolo bivalente conviene solo a chi percorre molti chilometri in auto. Di norma, un veicolo ibrido a gas per auto funziona a gas liquido. Quando il serbatoio del gas è vuoto, il sistema passa automaticamente all’alimentazione a benzina. In Svizzera i veicoli a gas per auto sono poco diffusi in quanto qui non vengono offerti.
Con e-fuel si intendono carburanti sintetici prodotti con elettricità da energia idroelettrica e biossido d’azoto e a impatto zero sul clima. Il principale vantaggio degli e-fuel risiede nel fatto che sarebbe possibile utilizzarli per auto esistenti con motori a combustione e commercializzarli tramite l’infrastruttura delle stazioni di servizio. Non occorrerebbe una conversione e le emissioni di CO2 si ridurrebbero immediatamente in tutto il mondo. Infatti, prima che tutte le auto con motore a combustione vengano sostituite da auto elettriche ci vorranno ancora decenni. Inoltre, gli e-fuel si potrebbero utilizzare anche per navi e aerei. Tuttavia, al momento la loro produzione richiede ancora molta energia e lavoro ed è costosa, e inoltre non è incentivata dalla politica. Per questo, poche case automobilistiche puntano su questa tecnologia.
Porsche rappresenta un’eccezione: insieme a Siemens Energy e altre aziende internazionali, in Cile Porsche sviluppa e realizza un progetto pilota da cui dovrebbe nascere il primo grande impianto a livello mondiale per la produzione di carburanti sintetici a impatto zero sul clima. Durante la fase pilota, nel 2022 dovrebbero essere prodotti circa 130 000 litri di e-fuel. Successivamente, entro il 2024 la capacità dovrà essere portata a circa 55 milioni ed entro il 2026 a circa 550 milioni di litri di e-fuel l’anno. Al di là dei motivi ecologici, alla base dell’impegno di Porsche vi è l’idea che le auto saranno guidate molto a lungo e che circoleranno ancora per molti anni come veicoli d’epoca.
Oliver Blume, CEO di Porsche, ha dichiarato al riguardo: «L’elettromobilità ha la massima priorità da Porsche. Gli e-fuel per automobili sono un’utile integrazione se vengono prodotti in parti del mondo dove vi è energia sostenibile in eccesso. Rappresentano un ulteriore tassello nel percorso verso la decarbonizzazione. Il vantaggio risiede nella loro facilità d’impiego: gli e-fuel si possono utilizzare nelle auto con motore a combustione e negli ibridi plug-in e sfruttano la rete di stazioni di servizio esistente.»
Con l’idrogeno si alimentano le auto a celle a combustibile, che però vengono considerate auto elettriche perché a bordo hanno installato un motore elettrico. La cella a combustibile funziona come un convertitore di energia che trasforma l’idrogeno in energia elettrica, che a sua volta fa funzionare il motore elettrico. Come nelle auto completamente elettriche non vengono rilasciate emissioni a livello locale, solo vapore acqueo. Il vantaggio delle auto a idrogeno è che il rifornimento presso le apposite colonnine di idrogeno dura soltanto pochi minuti. E, a differenza dell’energia elettrica, l’immagazzinaggio dell’idrogeno è più semplice. Tuttavia, la rete di distributori non è ancora abbastanza capillare. In più, a una colonnina è possibile rifornire soltanto sei veicoli l’ora circa in quanto si deve continuare a sviluppare pressione a sufficienza.
L’idrogeno continua ad essere chiamato il carburante del futuro anche se la produzione di idrogeno è molto dispendiosa e richiede molta energia. Inoltre, il suo grado di efficienza è nettamente inferiore a quello dell’elettricità. Infine, dovrebbe essere creata un’infrastruttura di distributori completamente nuova.
E85 sta a indicare un carburante composto per l’85 percento da bioetanolo e per il 15 percento da benzina senza piombo 95. Il bioetanolo è un alcool che viene prodotto a partire da residui agricoli e forestali, rifiuti biogeni nonché materie prime che si rigenerano rapidamente (cereali, barbabietole da zucchero, canna da zucchero, scarti di legno). L’E85 si è affermato in Brasile, Svezia, Repubblica Ceca e Stati Uniti, dove esistono una serie di veicoli che possono essere alimentati con questo carburante (i cosiddetti veicoli policarburante o modelli FFV).
Nella produzione di bioetanolo, innanzitutto la cellulosa nella biomassa viene scissa in glucosio per via enzimatica. Viene quindi fatta fermentare con l’ausilio di lieviti e distillata. Infine viene aggiunto il 15 percento di benzina 95 per migliorare la capacità di avviamento a freddo nel motore a combustione. Infatti, se un’auto con motore puramente a benzina fa rifornimento con E85 si rischia un danno al motore. Con l’utilizzo di etanolo nei veicoli si risparmiano le scorte di petrolio e i rifiuti biogeni vengono impiegati in modo utile. Questo sistema incontra tuttavia anche alcune critiche in quanto le superfici coltivate verrebbero eventualmente utilizzate non per produrre alimenti bensì carburanti.
