Well-to-wheels dalla Norvegia parte 2
In the longer term especially hydrogen and fuel cell engines are likely to deliver significant results. Sergio Marchionne, CEO FIAT and ACEA President, May 15 2007
Avevamo recentemente menzionato lo studio norvegese Alternative fuels and sustainable mobility: is the future road paved by biofuels, electricity or hydrogen? di Karl G. Hoyer, Erling Holden, pubblicato sull’International Journal of Alternative Propulsion
Siamo lieti di poter fornire alcuni dettagli.
L’analisi di Hoyer e Holden sui sistemi di trazione per veicoli si situa nel più ampio dibattito sullo sviluppo sostenibile nel campo dei trasporti. Gli autori, ricordando che in Norvegia la legge del raddoppio ogni 20 anni è applicabile per i consumi di energia nei trasporti, il numero di auto private ed i km percorsi, distinguono i problemi del trasporto in problemi di intensità (inquinamento locale, traffico urbano) e di volume (consumi di energia ed inquinamento regionale e globale).
In questo ordine di idee, ricordano gli autori, è bene distinguere tra trasporto sostenibile e mobilità sostenibile : se “trasporto” implica solamente i requisiti fisici dei sistemi e delle infrastrutture di trasporto, il secondo si caratterizza per un significato più ampio, includendo i costumi sociali ed i volumi in movimento di persone e merci.
L’articolo discute i tre approcci fondamentali alla mobilità sostenibile:
strada dell’efficienza – viaggia efficientemente;
strada della sostituzione – viaggia diversamente;
strada della riduzione – viaggia di meno.
L’articolo discute l’approccio well-to-wheel – dal pozzo alle ruote – ricordando la grande mole di dati necessari al corretto svolgimento della ricerca che si configura come un’analisi del ciclo di vita delle filiere del trasporto. Una seconda difficoltà deriva dal fatto che le tecnologie analizzate non sono ancora sulle strade!
Come d’abitudine nell’analisi WtW si distingue in due fasi: dal pozzo al sebatoio e dal serbatoio alle ruote.
Lo schema di analisi è il seguente:
produzione materia prima
trasporto materia prima
produzione carburante
distribuzione e raffinazione del carburante
rifornimento
uso finale.
Gli studi di riferimento sono :Well-to-Wheel Analysis of Energy Use and Greenhouse Gas Emissions of Advanced Fuel/Vehicle Systems – A European Study e Well to Wheel Energy Use and Greenhouse Gas Emissions of Advanced Fuel/Vehicle Systems – North American Analysis uniti al software del Nowegian Institute of Technology.
I dati non sono empirici, dovendo modellizzare sistemi di trazione al 2010, si è preferito usare softwares avanzati di simulazione delle performances. La performance delle fuel cell in particolare, varia da 23 a 40% di efficienza secondo le diverse fonti, le filiere 11a e 11b riflettono il range minimo e massimo.
Le filiere energetiche analizzate sono riassunte nella tabella seguente:
Legenda
(1) CNG: Gas naturale compresso; LNG: Gas naturale liquido; GH2: idrogeno gassoso; LH2: idrogeno liquido; El: elettricita
(2) Il power train consiste di 3 parti separate: a) convertitore d’energia (da energia chimica/elettrica a meccanica, come un motore a scoppio o una cella a combustibile), b) trasmissione di energia (e.g. tra smission e meccanica o elettrica) e c) stoccaggio di energia (la batteria). Conventional = motore a scoppio convenzionale. Hybrid = motore a scoppio convenzionale + motore elettrico (in parallelo). OBR = on-board reformer. Tutte le Fuel cells sono ibride (fuel cell + motore elettrico).
I risultati secondo il consumo di energia (Mj/km) per un auto individuale in circuito misto, urbano e autostrada.
I risultati secondo l’emissione di gas -serra (grammi di equivalente CO2/km) per un auto individuale in circuito misto, urbano e autostrada.
I risultati secondo l’emissione di ossidi di azoto NOx (grammi di NOx/km) per un auto individuale in circuito misto, urbano e autostrada.
I risultati finali danno una valutazione globale dell’impatto ambientale di 16 catene energetiche nel 2010. I dati mostrano la posizione di ogni catena per ognuna delle tre categorie di impatto. Il Totale è la somma semplice (non ponderata) di ogni impatto:
Prime conclusioni.
Le auto convenzionali con motore a scoppio alimentate a benzina sono le perdenti, così le ibride a benzina; tutte le filiere a carburanti alternativi sono migliori della situazione attuale, ma una filiera fossile che estrae l’idrogeno per un’auto a fuel cell (alta efficienza, 11b) è al top. Terzo si posiziona il veicolo a metano ibrido.
Nonostante le apparenze, i risultati non indicano un vincitore assoluto : quando l’idrogeno è estratto dai combustibili fossili, secondo gli autori, non esiste un reale vantaggio.
