Auto elettriche e batterie: quanto costano e come funzionano

Parliamo sempre più spesso di auto elettriche e batterie, ma come funzionano queste ultime? E quanto costa produrle al giorno d'oggi?

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Si parla sempre più spesso di auto elettriche, di kW e kWh, di autonomie e di batterie, ma quanto sappiamo su queste ultime? Quanto costa la loro produzione e come funzionano? Partiamo dal primo punto, che ovviamente dipende da diversi fattori. Gli accumulatori odierni sono molto diversi da quelli inventati da Alessandro Volta nel 1799, per funzionare a dovere si avvalgono degli ioni di litio, che godono di un ottimo rapporto peso/potenza e permettono ricariche e scariche veloci senza rischi e nessun "effetto memoria".
Queste batterie tendono a mantenere la carica anche quando non sono in uso, scaricandosi molto lentamente, e a oggi sono la migliore soluzione in termini di qualità/prezzo. Una batteria agli ioni di litio è comunemente formata da un anodo in carbonio e un catodo in ossido metallico, mentre l'elettrolita è un sale di litio in solvente organico.
Altri elementi presenti nelle batterie delle auto sono il cobalto, il manganese, il nichel e la grafite, solo per ricordarne alcuni. Stiamo elencando questi materiali poiché è importante conoscere la loro provenienza, la loro reperibilità, e di conseguenza capire cosa stiamo pagando nel prezzo finale.

Costi pratici ed etici

Per fare un esempio pratico, a oggi più del 60% del cobalto proviene dalla Repubblica Democratica del Congo, fra le altre cose non sempre osannata per il rispetto dei diritti civili. Acquistare da questo Paese o meno può determinare un prezzo finale per le batterie più (o meno) alto, anche in termini etici.
Da questo punto di vista, Tesla è un'azienda virtuosa, che compra i suoi materiali soltanto da compagnie del Nord America e batterie dalla LG Chem, che da tempo ha smesso di acquistare cobalto proveniente da Paesi in conflitto.
Tutto questo ovviamente può incidere (o meno) sul prezzo finale di un'auto elettrica, che dipende anche da quanto cobalto riciclato riesce a utilizzare. Questo infatti è un elemento riciclabile al 100%, si può tranquillamente ricavare da rottami di ogni genere, a oggi però negli USA soltanto il 15% del cobalto utilizzato è riciclato, dunque si potrebbe fare molto di più (e si dovrà fare, con il boom delle batterie per auto alle porte).

Prezzi in caduta libera

Un terzo fattore fondamentale per determinare il prezzo finale di una batteria è la sua tecnologia: utilizzare ad esempio accumulatori al litio-titanato o al litio-ferro-fosfato significa non dover utilizzare affatto il cobalto; anche nuove chimiche basate su magnesio, sodio o litio-zolfo stanno prendendo piede, per via delle loro densità e del loro costo.
Arriviamo così a parlare, finalmente, di cifre concrete: nel 2010 produrre un solo kWh significava spendere quasi 1.000 dollari, nel 2016 invece - grazie al progresso tecnologico e alla crescita del mercato - ogni kWh della Tesla Model 3 è costato appena 190 dollari, nel 2017 un kWh della Chevrolet Bolt lo abbiamo pagato 205 dollari, il che significa una caduta del 70% del prezzo in appena 6 anni. (Foto in basso: UCS USA)

E le proiezioni per il futuro danno prezzi ancora più bassi: si punta a far costare ogni kWh fra i 125 e i 150 dollari già nel 2020, per permettere alle vetture elettriche di costare quanto un'auto tradizionale. Se si pensa al 2030 invece c'è da essere ancora più ottimisti: le proiezioni indicano un prezzo al kWh pari a 73 dollari, circa 64 euro, dunque ne vedremo davvero delle belle.

Risparmio, inquinamento e durata

Certo ogni batteria agli ioni di litio, che si trovi all'interno di uno smartphone o sotto il pianale di un'automobile, tende naturalmente a degradarsi, quanto dura dunque un accumulatore di grandi dimensioni? Dipende, ovviamente: a oggi, i vari produttori garantiscono mediamente 8 anni di funzionamento ottimale, oppure 160.000 km.
A proposito di funzionamento: senza scendere in dettagli estremamente tecnici, il meccanismo di una vettura elettrica può essere semplificato all'estremo, ovvero abbiamo dell'energia stoccata all'interno di un accumulatore che permette a un propulsore elettrico di far girare le ruote, senza produrre emissioni.
I veicoli 100% elettrici non hanno neppure il tubo di scarico, tuttavia il calore sprigionato dal motore può creare una minima parte di gas, anche se è andando "alla fonte" dell'energia che si può inquinare seriamente.

In questo senso è importante sapere come viene creata l'energia utile alla ricarica: utilizzare il vento o il sole per produrre elettricità significa davvero avere un sistema a zero emissioni, affidarsi al vecchio carbone invece tende comunque a inquinare l'ambiente.
Da consumatori, invece, quanto risparmio c'è in termini pratici nell'utilizzare un'auto 100% elettrica? Questo significa ovviamente tagliare del tutto i costi di benzina e diesel, per un risparmio medio stimato in circa 1.000 dollari all'anno per ogni utente - anche se questo dipende dal modello di auto e dai prezzi di carburante di ogni Paese. Inoltre è importante sapere come l'energia elettrica non sia l'unica fonte di alimentazione per le auto del futuro, esistono infatti anche le celle a combustibile, meglio conosciute come Fuel Cell, che riescono a combinare l'idrogeno con l'ossigeno per creare dell'acqua.
Le auto a idrogeno sono in grado di bypassare completamente l'utilizzo del vecchio carbone, si tratta però di una tecnologia relativamente nuova e poco diffusa, utilizzata ad esempio sulla nuova Hyundai Nexo, arriverà il tempo di approfondire anche questo. Come si dice, "questa, è un'altra storia".