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Prestazioni, consumi, gas di scarico
Nel 2018 sono stati immatricolati 90 055 nuovi veicoli diesel, il 20.4% in meno rispetto all’anno precedente. Questa diminuzione è in parte riconducibile allo scandalo sulle emissioni che ha coinvolto alcuni costruttori. Ciò non toglie che il motore diesel ha un’efficienza superiore al ciclo Otto, cioè dei modelli alimentati a benzina. Tuttavia, in termini di prestazioni su strada le due motorizzazioni si equivalgono (accelerazione, elasticità e velocità di punta). Contrariamente a questi ultimi, la coppia molto elevata permette di raggiungere ottime prestazioni già a partire dai 1600 giri/minuto. Questa caratteristica si sposa perfettamente con le odierne esigenze di guida economica (Eco-Drive).

A seconda dei modelli confrontati, un diesel consuma dal 20 al 30 % meno carburante (in litri) rispetto al benzina. Le emissioni di CO₂ si riducono del 10 – 15 %, data la maggiore densità energetica del diesel rispetto alla benzina. Sul mercato sono peraltro disponibili anche dei benzina ad iniezione diretta che presentano valori di consumo paragonabili ai diesel.

Provvedimenti per ridurre i gas di scarico
I filtri antiparticolato sono in grado di eliminare pressoché completamente le emissioni di polveri sottili dei veicoli Diesel. Rappresentano lo stato tecnologico attuale e sono montati su tutti i modelli, per cui oggi non si vendono più Diesel nuovi sprovvisti di filtro antiparticolato. Da notare che la tecnologia andrebbe applicata in via generalizzata anche ai benzina con motore ad iniezione ispirato al ciclo diesel vistone l’accresciuto numero di particolato. Quanto agli ossidi di azoto (NO_x), i motori a benzina sono sempre avvantaggiati rispetto ai Diesel. A meno che si tratti di un’auto a gasolio moderna dotata di SCR (selective catalytic reduction). Il sistema di abbattimento degli ossidi di azoto prevede l'iniezione di una soluzione ureica acquosa (AdBlue) nella linea di scarico (via pompa di dosaggio o erogatore) dotata di catalizzatore. Qui i NOx vengono eliminati dai gas di scarico tramite appunto riduzione catalitica selettiva. Questi catalizzatori di nuova generazione sono molto efficaci e già istallati su un gran numero di veicoli.

Economicità
A seconda dei modelli confrontati, la versione Diesel costa quanto o più del benzina. Per un automobilista che percorre almeno 15  000 chilometri l’anno può essere applicata la seguente regola approssimativa: il modello Diesel nuovo può costare fino a CHF 500 in più, purché consumi almeno 1.5 litri in meno ogni 100 km.

Vantaggi Diesel

• 20 – 30 % di consumo (litri) in meno
• 10 – 15 % di emissioni di CO₂ in meno (il gasolio ha una densità energetica più elevata rispetto alla benzina)
• buona ripresa già ai bassi regimi (dai 1600 giri/ min. circa)
• con un pieno si percorrono molti chilometri
• all’estero il gasolio è più conveniente

Vantaggi benzina

• prezzi del veicolo e della benzina spesso più bassi
• di conseguenza costi d’esercizio in parte inferiori
• emissioni di NO_x nettamente ridotte rispetto alle autovetture Diesel senza catalizzatore SCR
• nessun rumore all’accensione a freddo

Tassazione su Diesel e benzina

 (Source: DFF / 10.2023)

Il gas naturale, il biogas e il Kompogas sono costituiti in gran parte da metano (CH₄). Una volta raffinati, vengono utilizzati come carburanti. Il 60 % del gas naturale importato in Svizzera proviene dall’UE e dalla Norvegia, il 35 % dalla Russia e l’5 % da altri paesi.

A gennaio 2019 le stazioni di rifornimento di gas naturale/ biogas in Svizzera erano 145. I veicoli a gas sono dotati di due serbatoi, uno per il gas ed uno per la benzina. Il motore può passare dall’alimentazione a benzina al gas e viceversa senza che il conducente avverta alcuna differenza. Questi veicoli hanno autonomie, a serbatoi combinati, da 500 a oltre 1000 km.

Aspetti ambientali
In termini globali, i veicoli a gas naturale rilasciano meno sostanze nocive delle vettura diesel o benzina. Le emissioni di ossidi risultano essere il 50% di quelle dei benzina e del 95% inferiori ai motori diesel. Le emissioni di particolato sono ridotte e quelle di CO₂ minori rispetto al benzina e diesel.

Il biogas prodotto e raffinato per uso carburante in Svizzera ha un bilancio CO₂ pressoché neutro. Derivato da fonti d’energia rinnovabili, non ha un impatto significativo sul clima, siccome il CO₂ viene rilasciato nell’aria anche nei processi naturali di decomposizione (ad es. putrefazione).

Definizioni

Gas naturale
> 90 % metano (CH₄)

CNG
Gas naturale compresso

LPG/GPL
Gas di petrolio liquefatto (autogas). Attenzione: i veicoli GPL hanno serbatoi progettati per pressioni molto più basse rispetto al gas naturale. Non vanno mai riforniti ai distributori di gas naturale!

Biogas
Si ottiene dalla fermentazione di materiale biogeno e, opportunamente trattato, serve da carburante. Tecnicamente identico al gas naturale.

Kompogas
Marca della Kompogas AG, produttrice di me- tano da biomassa per uso carburante. Tecnica- mente identico al gas naturale.

Bifuel
Veicoli a doppia alimentazione, detti anche bivalenti: gas naturale compresso CNG e benzina, GPL e benzina o E85 e benzina. L’efficienza dei bifuel CNG e benzina è inferiore rispetto

Per saperne di più: https://gazenergie.ch

Differenze fra auto ibride ed elettriche
Un’ibrida pura non può essere ricaricata alla presa di corrente. L’energia viene accumulata in una batteria. Un veicolo ibrido trae forza motrice da due sorgenti di energia distinte, in genere una termica ed una elettrica. A seconda dell’architettura è attivo l’uno o l’altro motore, oppure entrambi in contemporanea. Il motore elettrico viene perlopiù utilizzato anche come generatore per ricaricare le batterie in rilascio e in frenata.Assiste il termico durante certe fasi, ad esempio in accelerazione.

Ibride plug-in o range extender?
Le ibride plug-in e range extender sono delle vetture le cui batterie si ricaricano ad una presa elettrica esterna, ciò che permette di circolare localmente a emissioni zero. Rispetto alle ibride convenzionali, in genere sono equipaggiate di pacchi batteria più potenti cui viene ricondotta l’energia recuperata in decelerazione/frenata. Le ibride plug-in sono dotate sia di motore elettrico che di motore termico, attivato a seconda del bisogno In genere, permettono una guida completamente elettrica in città a beneficio della qualità dell’aria nelle agglomerazioni. Le auto con range extender (estensore di autonomia) dispongono di motore elettrico con generatore di corrente integrato, alimentato a carburanti fossili. Grazie al generatore, raggiungono un’autonomia paragonabile a quella delle vetture dotate solo di motore a combustione. Il motore a combustione viene usato solo per generare elettricità e permette un funzionamento ottimizzato per abbattere quanto più sia emissioni inquinanti che consumi.

I veicoli elettrici sono adatti all'uso quotidiano?
Le auto elettriche proposte oggi sono veicoli adatti all'uso quotidiano. Grazie a nuovi entusiasmanti lanci, la gamma di veicoli elettrici continua a crescere. La Svizzera dispone di una rete molto estesa di stazioni di ricarica. Inoltre, questa rete viene continuamente ampliata per soddisfare una domanda sempre crescente.

Auto elettriche – per chi?
Oggigiorno le auto a propulsione puramente elettrica sono paragonabili a veicoli alimentati con carburanti fossili. Grazie alle batterie ad alta capacità presentano un’autonomia accettabile. Per ricaricare queste batterie potenti a casa in tempi vivibili non si potrà fare a meno di dotarsi di un’adeguata installazione elettrica. I proprietari di un immobile sono in vantaggio, nelle abitazioni in affitto vi sono degli ostacoli da superare.

Le auto elettriche sono adatte all’ uso quotidiano?
Oggigiorno i veicoli elettrici in vendita sono vetture complete. Pur adatte all’impiego di tutti i giorni, bisogna fare i conti con la rete di rifornimento esistente, in fase di continuo ampliamento. Attualmente in Svizzera si contano più di 1800 stazioni di ricarica (fonte: co2ribassato.ch).

Quanti km posso fare con la batteria carica?
In circostanze ideali, oggi un veicolo elettrico fa da 140 a 600 chilometri con un ciclo di carica, a seconda dei dispositivi accesi (riscaldamento, clima, luci, tergicristalli). Il tipo di percorso, la temperatura e la velocità svolgono altresì un ruolo importante. Con le nuove tecnologie di batteria, l’autonomia è certo migliorata ma a costo di un veicolo più pesante. Una Tesla Model X Performance pesa ben 2.6 tonnellate, benintesi a vuoto! Ciò corrisponde a 2 VW Golf 1.4 TSI. Siccome il peso della vettura è determinante per il consumo, è auspicabile un peso a vuoto quanto più ridotto possibile

Quanto costano 100 chilometri di «corrente?
Le prove su strada eseguite dal TCS con veicoli quali la Think City, la Smart e-drive e la Citroën C-Zero, hanno dimostrato che si devono prevedere consumi d’elettricità di circa 18 kWh/100 chilometri, sia d’estate che d’inverno. Con un prezzo medio di CHF 0.15/kWh, i costi ammontano a CHF 2.70/100 km.  Coloro che caricano le batterie soltanto con corrente prodotta da fonti rinnovabili devono comunque affrontare costi più elevati, ma possono ridurre in maniera sostanziale le emissioni dovute alla mobilità.

Quali modalità di ricarica per veicoli elettrici vi sono?
Tipo e potenza di ricarica massima dipendono dal veicolo e dai suoi componenti elettrici. Vi sono due tipi di ricarica: 

• Ricarica normale: avviene in corrente alternata a 3.6 kW (presa a muro convenzionale, monofase), 11kW (wallbox installata al domicilio, trifase) e 22 kW (presa CEE, trifase). Per una ricarica al 100% occorrono delle ore.
• Ricarica rapida: avviene in corrente continua a 50kW e più a seconda del tipo di stazione.

I connettori (prese di corrente) sono tutti identici?
I connettori non sono tutti identici e variano secondo la marca del veicolo. I costruttori asiatici utilizzano connettori del tipo 1 per la ricarica normale mentre gli europei usano connettori del tipo 2. Quanto alla ricarica rapida, i veicoli asiatici sono dotati in genere di conduttori CHAdeMO, gli europei dello standard CCS. I connettori di ricarica rapida sono combinati con connettori di ricarica normale, per cui inserendo il connettore CCS si può scegliere fra ricarica normale o rapida, purché il veicolo consenta quest’ultima modalità.

Quanto durano le batterie?
I fabbricanti dei veicoli elettrici disponibili sul mercato svizzero garantiscono da 5 a 8 anni per le batterie e i componenti elettrici, taluni con chilometraggio illimitato. Studi di lungo periodo svolti dal TCS sul campo con diversi veicoli mostrano che la capacità delle batterie diminuisce costantemente ed in maniera prevedibile. Sulla base di dati empirici c’è da attendersi che la scadenza della batteria corrisponde approssimativamente al periodo garantito (ad esempio il 70% dopo 8 anni). La sostituzione della batteria risulta ancora molto costosa ed equivale spesso al valore venale del veicolo – paragonabile alla rottura del motore.

Che tipi di batteria esistono?
I veicoli elettrici odierni utilizzano soprattutto batterie al litio ione, caratterizzate da un’alta densità energetica (da 90 a 250 Wh/kg). Il loro svantaggio sta nella complessa gestione della temperatura. I veicoli ibridi hanno spesso accumulatori al nichel-metallo idruro, che presentano una densità energetica inferiore, da 20 a 80 Wh/kg, ma sono nettamente più convenienti. Nelle moderne auto ibride ed elettriche, le batterie al piombo servono solo in fase di avviamento e per l’alimentazione stazionaria.

I veicoli elettrici sono ecologici?
A livello locale il veicolo elettrico non inquina, cioè non emette sostanze nocive o CO₂. Tuttavia, se si considera il consumo d’energia complessivo («well-to-wheel», energia primaria), cioè anche l‘impatto della produzione di elettricità, il veicolo genera indirettamente del CO₂. In Svizzera, si tratta di quantità relativamente modeste, grazie all’elevata quota di energia prodotta nelle centrali idroelettriche e nucleari. Non vanno peraltro dimenticate le emissioni inquinanti imputabili all’importazione di elettricità prodotta da carbone.

Cosa succede con le batterie esauste?
Con il tempo e a dipendenza dei cicli di carica-scarica, le batterie perdono progressivamente capacità. Se questa scende sotto un certo livello, l’autonomia ne risulta fortemente ridotta per cui conviene sostituire la batteria. Attualmente si stanno svolgendo studi e prove per trovare il miglior trattamento delle batterie esauste, fra cui la possiblità di dare loro una seconda vita. Infatti, conservano ancora un’importante capacità residua che osta al loro smaltimento. Le si potrebbe però convertire in unità di stoccaggio stazionario, direttamente collegate alla rete elettrica pubblica o della casa monofamiliare per immagazzinare o restiture corrente nel momento in cui serve. Così si dilaterebbe nel tempo il momento del riciclo, cioè a quando la capacità residua sia inferiore al 10%. Un’altra soluzione consisterebbe nello smontare, controllare e sostituire solo le celle difettose del pacco batteria. Secondo un costruttore, la vita utile delle batterie potrebbe quindi arrivare a 20 anni. Alcune piccole aziende si stanno già specializzando in questo settore. Tuttavia, le esperienze con il trattamento delle batterie usate sono alquanto limitate e sussistono ancore numerosi interrogativi.

I veicoli elettrici sono più cari dei veicoli convenzionali?
Attualmente i veicoli elettrici con potenza sotto i 200 kW costano in media 10 000 franchi più di un’auto della stessa categoria con motore termico. Ciò è dovuto al fatto che la tecnologia delle vetture elettriche è ancora recente e i costi di fabbricazione più elevati. Tuttavia, le differenze di prezzo tendono a rientrare nelle potenze più alte che possono addirittura risultare più convenienti. D’altra parte le elettriche non richiedono cambio dell’olio, delle candele o cinghie, per cui la loro manutenzione costa meno.

Come funziona un veicolo a idrogeno?
Oggi esistono due tipi di veicoli a idrogeno, nel primo caso una miscela di idrogeno e ossigeno viene bruciata in un motore a combustione interna, per cui Il funzionamento è simile a quello dei motori termici convenzionali. Il secondo tipo sono i veicoli a celle o pile di combustibile. Qui, tramite un processo elettrochimico, l’idrogeno vien fatto reagire con l’ossigeno per produrre corrente. L’energia viene immagazzinata in un serbatoio ed usata per alimentare il motore elettrico.

Quali svantaggi e vantaggi offre il veicolo a idrogeno?
Attualmente solo due costruttori di automobili propongono modelli a celle di combustibile, la Toyota Mirai e la Hyundai Nexo. I principali vantaggi consistono nei brevi tempi di rifornimento (meno di cinque minuti, contrariamente alle ricariche dei veicoli elettrici) nonché la guida a zero emissioni. Tuttavia, i veicoli e l’infrastruttura necessaria sono molto costosi. La ragione sta da un lato nel fatto che le celle a combustibile contengono metalli rari quali il platino e dall’altro nella compressione ad alta pressione dell’idrogeno (circa 700 bar per le automobili). Serbatoio e specifici componenti sono di fabbricazione complessa ed onerosa a causa dell’utilizzo di materiali costosi quali la fibra di carbonio. Essendo l’idrogeno altamente infiammabile, questo tipo di veicolo è considerato meno sicuro malgrado numerosi test svolti dai costruttori tendano a dimostrare il contrario.

Come si produce l’idrogeno?
L’idrogeno viene prodotto da base combustibile fossile od estratto dall’acqua utilizzando l’elettricità via elettrolisi. Correntemente la produzione avviene prevalentemente da gas naturale e dal legno. La produzione tramite elettrolisi conviene laddove si vale di corrente verde. Attualmente sono poi in corso di ricerca e sviluppo nuovi metodi basati ad esempio sull’azione di microrganismi.

Idrogeno, il carburante del futuro?
Alcuni costruttori puntano sui veicoli che usano l’idrogeno come carburante e l’infrastruttura necessaria dovrebbe essere gradualmente sviluppata nei prossimi dieci anni. Numerosi progetti mirano inoltre a sfruttarne il potenziale come soluzione alternativa per lo stoccaggio di energia; nella fattispecie l’elettricità prodotta in eccesso dalle fonti rinnovabili sarebbe immagazzinata sotto forma di idrogeno.

Benzina
densità 0.74 kg/l
1 litro produce 2.34 kg di CO₂
1 l/100 km produce 23.4 g CO₂/km

Diesel
densità 0.83 kg/l
1 litro produce 2.61 kg di CO₂
1 l/100 km produce 26.1 g CO₂/km

Gas naturale
densità 0.654 kg/m³
1 kg corrisponde a circa 1.5 l di benzina
1 kg corrisponde a circa 1.35 l di Diesel
1 kg produce 2.74 kg di CO₂
1 kg/100 km produce 27.4 g CO₂/km
1 l di equivalente benzina/100 km produce 18.3 g di CO₂/km

Elettricità
1 kWh corrisponde a 114 g di CO₂ (emissioni di CO₂ prodotte in base al consumo di elettricità dichiarato nell’approvazione del tipo)

Potenza
1 kW corrisponde a 1.3596 cv