Garantire che la mobilità elettrica sia al centro di un'economia circolare
Nel novembre 2022, la COP27 ha focalizzato lo sguardo del mondo sull'urgenza dell'azione per il clima. La realtà è che non stiamo riducendo le emissioni abbastanza velocemente e in misura sufficiente. I veicoli elettrici sono fondamentali per ridurre l'anidride carbonica dall'atmosfera. Ma per trasformare veramente il pianeta, dobbiamo creare un'economia circolare in cui l'energia sia utilizzata in modo efficiente, l'uso dei materiali sia ottimizzato e tutte le emissioni siano ridotte.
Cosa sono le città circolari?
I partecipanti alla COP27 hanno sentito che abbiamo bisogno di azioni drastiche che coinvolgano la tecnologia, le infrastrutture e le reti per avvicinarci agli obiettivi dell'Accordo di Parigi. Quindi, dato che Parigi sta guidando il cambiamento, è un ottimo punto di partenza.
Il consumo energetico di Parigi è cresciuto di quasi dieci volte dal 1800. Oggi, la città delle luci fatica a trovare l'energia sufficiente per accenderle. Eppure, la città ha annunciato un piano ambizioso per diventare carbon neutral entro il 2050, riducendo le emissioni di un incredibile 100%. Come è possibile? Diventando una città circolare leader nell'ambito di un'economia circolare che copre tutta la Francia. Fa parte di un movimento più ampio in tutta Europa per diventare neutrale dal punto di vista climatico entro il 2050.
La COP27 ha definito le economie circolari come fondamentali per affrontare la perdita di biodiversità, i rifiuti e l'inquinamento. L'economia circolare descrive la condivisione, il riutilizzo, la riparazione, la rigenerazione e il riciclaggio di prodotti e materiali. Le emissioni sono ridotte al minimo, i rifiuti sono eliminati e le risorse vitali sono riutilizzate.
Si stima che circa 180.000 veicoli entrino a Parigi ogni giorno, producendo milioni di tonnellate di anidride carbonica all'anno. La loro sostituzione con veicoli ibridi o elettrici (EV) potrebbe ridurre le emissioni a una frazione dei livelli attuali, ma questo è solo l'inizio. Il passaggio dai combustibili fossili all'elettricità ci offre incredibili opportunità di cambiare il modo in cui pensiamo al ruolo dei veicoli e della mobilità in generale nelle nostre vite.
Circolarità automobilistica
La circolarità nel settore automobilistico ha tre dimensioni fondamentali:
- Riduzione delle emissioni
- Efficienza energetica
- Ottimizzazione dei materiali
Ecco quali sono le aree di interesse e perché sono importanti:
- Minimizzazione delle emissioni
I veicoli elettrici possono spezzare la nostra dipendenza dai combustibili fossili, a beneficio di tutti noi. La sostituzione delle autovetture a benzina con veicoli elettrici potrebbe eliminare immediatamente quasi tutte le emissioni delle strade cittadine. I nuovi megawatt di ricarica offrono un'alternativa al diesel per i mezzi pesanti e i sistemi di trasporto di massa che potrebbero decarbonizzare il trasporto pubblico e la logistica.
Gran parte dell'elettricità utilizzata dai veicoli è già fornita da fonti rinnovabili. In Francia, ad esempio, il 20% proviene da fonti sostenibili e la cifra è destinata a moltiplicarsi. In tutta Europa, altri Paesi, come la Norvegia e la Germania, hanno una quantità molto più elevata di energia rinnovabile nel mix, compresi l'eolico e il solare.
In futuro, le fonti di energia sostenibile forniranno energia sicura sufficiente per tutti i sistemi di trasporto passeggeri, commerciali e di massa. Oltre a ridurre drasticamente le emissioni individuali, il passaggio ai veicoli elettrici potrebbe eliminare la dannosissima catena di approvvigionamento dei combustibili fossili.
Siamo sul punto di eliminare le emissioni, ma i principi della circolarità stanno cambiando completamente il modo di pensare alla mobilità.
- Efficienza energetica
I veicoli elettrici possono trasferire l'85-90% dell'energia in quantità di moto, rispetto alla media dei veicoli elettrici che ne convertono meno del 30% in moto. A volte questa percentuale può arrivare al 12%, anche dopo oltre 100 anni di ottimizzazione dei motori.
Per chilometro, i veicoli elettrici a batteria sono incredibilmente efficienti dal punto di vista energetico, ma questo è solo l'inizio. La tecnologia al loro interno potrebbe svolgere un ruolo nell'affrontare la crisi energetica globale. I veicoli elettrici possono - e lo faranno - passare dal diventare un problema per la rete elettrica a una parte integrante di una rete intelligente.
I recenti problemi di approvvigionamento energetico hanno evidenziato le sfide che nazioni come Francia, Regno Unito e Germania devono affrontare per ottenere l'energia di cui hanno bisogno. Le tecnologie vehicle-to-grid utilizzeranno le batterie dei veicoli elettrici come deposito di energia, a cui accedere quando necessario. Invece di perdere l'energia rinnovabile proveniente da fonti eoliche, idriche e solari, questa può essere immagazzinata nelle batterie delle auto. La rete può prelevare l'energia dalle batterie nei momenti di picco per regolare i flussi. I proprietari dei veicoli possono anche guadagnare collegando i loro veicoli alla rete intelligente.
Una rete intelligente di veicoli potrebbe fornire una capacità di batteria più che sufficiente per alimentare una rete intelligente in grado di produrre, immagazzinare e condividere energia sostenibile al 100%.
- Ottimizzazione dei materiali
I produttori di veicoli si stanno sempre più allontanando dai tradizionali metalli "pesanti" per passare a materiali alternativi, come l'alluminio, i materiali compositi e il carbonio. Questi materiali sono molto più leggeri delle alternative convenzionali, il che significa che è necessaria una minore potenza per la loro propulsione.
Circolarità significa che i progettisti considerano il modo in cui i veicoli saranno smaltiti alla fine del loro ciclo di vita, con l'aspirazione di non sprecare nulla. Inoltre, molti materiali avanzati sono completamente riciclabili, il che è una buona notizia visto che la direttiva sui veicoli fuori uso (ELV) impone l'uso crescente di materiali riciclati nella produzione di automobili. Sebbene sia impossibile creare veicoli riciclabili al 100%, gli ingegneri sono impegnati in questa sfida.
Analisi del ciclo di vita
La circolarità non si limita a ridurre le emissioni dei tubi di scappamento, ma si tratta di ridurre al minimo i danni ambientali derivanti dall'intero ciclo di vita di ogni veicolo. Un recente studio pubblicato su Nature Electronics invita a considerare l'intero ciclo di vita delle auto elettriche, compresi i materiali utilizzati, la loro produzione, il funzionamento e l'eventuale smaltimento.
Dobbiamo riconoscere che la produzione di tutti i veicoli a motore è ad alta intensità di energia e di risorse. Quasi un quarto dell'acciaio mondiale viene ancora utilizzato per produrre veicoli. I sistemi all'interno dei veicoli elettrici utilizzano un'enorme quantità di chip di silicio. Infine - e forse la cosa più importante - l'attuale generazione di batterie per veicoli elettrici utilizza diversi materiali di terre rare, tra cui il litio e il cobalto. Sebbene qualsiasi forma di produzione pesante sia ad alta intensità di risorse, è essenziale - possiamo ridurla al minimo dove possibile.
La sfida è quella di non scambiare un disastro ecologico (i combustibili fossili) con un altro (l'estrazione dei materiali). I costi di possesso di un veicolo elettrico stanno aumentando, ma l'adozione di massa sta diventando una priorità maggiore, quindi dobbiamo cercare delle alternative. Una soluzione potenziale è il passaggio dalla proprietà individuale alla mobilità come servizio (MaaS). Questi sistemi utilizzano un modello di abbonamento che ci permette di accedere ai veicoli di cui abbiamo bisogno, ma non di possederli. I modelli MaaS sono intrinsecamente circolari e potrebbero rappresentare una soluzione sostenibile per il trasporto urbano.
Realizzare il progetto
Immaginate una città dove non c'è smog o inquinamento e meno rumore. Dove la spesa, i libri e i materiali da costruzione arrivano con un veicolo elettrico. Avete un veicolo elettrico in garage (o l'accesso a uno parcheggiato in strada) e un autobus a batteria all'angolo. C'è un punto di ricarica rapida ogni volta che ne avete bisogno, e c'è sempre uno spazio e un caricatore libero perché avete prenotato un posto online. Quando si parcheggia di notte, la batteria restituisce energia alla rete per tenere accese le luci.
È un futuro più vicino di quanto si pensi. Il cambiamento è già in atto, ma ci sono ancora barriere da abbattere. Ad esempio, possedere e guidare un'auto a benzina o diesel è facile perché l'infrastruttura è disponibile e il comportamento è radicato. Culturalmente, siamo abituati a riempire il serbatoio di carburante. Ma la circolarità implica che tutti noi consideriamo l'impatto delle nostre azioni.
Ogni chilometro percorso con un veicolo alimentato a combustibili fossili rilascia emissioni di carbonio dal motore. Ma ogni viaggio in auto contribuisce a un sistema globale di estrazione, produzione, logistica e smaltimento che è dannoso dal punto di vista ambientale ed economico. Per raggiungere una vera neutralità in termini di emissioni di carbonio, tutti noi dovremmo viaggiare di meno e fare le scelte più sostenibili, ove possibile. Questo può significare camminare, andare in bicicletta o usare i mezzi pubblici invece di salire in macchina. Per creare città più vivibili, potrebbe essere necessario introdurre il divieto di circolazione delle auto, come stanno già facendo alcune città europee. Per evitare la distruzione, abbiamo bisogno di azioni drastiche.
L'accesso alle infrastrutture è più semplice da risolvere. Heliox ha sviluppato una gamma di punti di ricarica per veicoli elettrici economici e ad alta potenza, adatti a sistemi domestici, commerciali e di trasporto di massa. Il nostro progetto pilota in corso con il gigante olandese dei supermercati Albert Heijn mostra come possiamo decarbonizzare le consegne. I nuovi sistemi di ricarica a megawatt possono ricaricare camion e autobus molto più velocemente di qualsiasi veicolo a combustibile fossile, a una frazione del costo.
La mobilità elettrica è al centro di un'economia circolare e Heliox sta svolgendo un ruolo cruciale in questo cambiamento.
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