Il settore dei trasporti, soprattutto su strada, rappresenta una significativa fonte di emissioni di gas serra, contribuendo per circa un quarto del totale. I combustibili fossili utilizzati in questo settore generano non solo sostanze dannose per la salute umana e per l'ambiente, ma sono anche soggetti a instabilità di prezzo dovuta a fattori geopolitici. In risposta a questi problemi, negli ultimi anni sta emergendo la mobilità elettrica come possibile risposta efficace.
La stazione di ricarica domestica, nota anche come wallbox, è un dispositivo progettato per consentire la ricarica dell'auto elettrica direttamente nel comfort di casa propria.
Può essere collegata all'impianto elettrico esistente da un tecnico autorizzato ed è simile alla ricarica di dispositivi elettronici come smartphone e tablet. Con costi energetici competitivi, può costare una frazione del costo del rifornimento di un'auto a benzina equivalente.
Abbiamo chiesto al professor Alessandro Abbotto, docente di chimica organica al Dipartimento di Scienza dei Materiali, di illustrarci queste nuove opportunità di mobilità sostenibile.
Professor Abbotto, quali sono ad oggi le opzioni disponibili per la ricarica delle auto elettriche?
Le disponibilità di opzioni per la ricarica delle auto elettriche dipendono principalmente dalla situazione in cui ci si trova: a casa o al lavoro, oppure fuori città o in viaggio. Nel primo caso, è possibile sfruttare i momenti in cui il veicolo è fermo per effettuare una ricarica lenta utilizzando una wallbox. Al lavoro, dove i tempi sono necessariamente più rapidi, conviene optare per potenze superiori, come 7,4 kW o anche 11 kW (potenze più facilmente disponibili sul luogo di lavoro, come ad esempio nel nostro ateneo), che riducono i tempi di ricarica rispettivamente di un mezzo e un terzo. Fuori città, invece, sono necessarie ricariche rapide ad alta potenza. In questo caso, si utilizzano le colonnine in corrente continua che possono erogare da 50 kW fino a 350 kW nelle versioni più moderne. Grazie a queste colonnine, la ricarica di un'auto richiede poco più del tempo di una sosta per il caffè.
Quali sono le considerazioni da tenere presente durante l'installazione di un sistema di ricarica domestico e i costi associati?
In tal caso si sfruttano i momenti in cui l'automobile non è in uso, specialmente durante la notte. Il dispositivo principale per la ricarica domestica è la wallbox, il cui costo può variare da circa 500 € a 1500 €, a seconda della potenza e delle caratteristiche specifiche. La potenza della wallbox viene scelta in base alla percorrenza giornaliera. Ad esempio, una wallbox da 3,7 kW (compatibile con la potenza del contatore domestico) può fornire circa 35 kWh di energia in 10 ore, corrispondenti a circa 230 km di autonomia, considerando un consumo medio di 15 kWh ogni 100 km. Oltre al costo della wallbox, è necessario considerare i costi di installazione a norma, con rilascio finale della Dichiarazione di Conformità e, nel caso di autorimesse soggette a Certificato di Prevenzione Incendi, anche un progetto redatto da un professionista. Complessivamente, il costo di installazione può aggirarsi intorno ai 2000 €. Nel 2022 e nel 2023, il Ministero delle Imprese e del Made in Italy ha istituito un bonus che prevedeva un contributo pari all'80% del prezzo di acquisto e installazione delle infrastrutture domestiche per la ricarica dei veicoli elettrici. Al momento, non è ancora stato confermato se il bonus sarà riproposto nel 2024, nonostante le risorse siano già state dichiarate disponibili.
Quale futuro scenario possibile possiamo aspettarci per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione?
Dobbiamo considerare un mix di soluzioni scientifico-tecnologiche e accordi transnazionali. Nessuna tecnologia o paese da solo può raggiungere questo importante e ambizioso target. Le soluzioni tecnologiche comprendono, da un lato, l'elettrificazione della società, con l'utilizzo di energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili, principalmente fotovoltaico, eolico e idroelettrico. Dall'altro lato, dove l’elettricità non può essere utilizzata (trasporto pesante, industria energivora ecc.) la soluzione consiste nell'utilizzo di combustibili puliti e non dannosi per la salute e per l'ambiente, come l'idrogeno. In questa categoria rientrano anche i biocombustibili e i combustibili sintetici, anche se il discorso è più complesso. Un mix di elettricità pulita e combustibili verdi può portare a emissioni nette zero di CO2, che è l'obiettivo dell'Unione europea entro il 2050.
Nel settore del trasporto su strada, che da solo risponde per oltre il 20% delle emissioni totali, diventa fondamentale accelerare la transizione dai motori a combustione interna, come quelli alimentati a benzina o diesel (incluse tutte le motorizzazioni ibride), verso opzioni più pulite e a basse emissioni. Questo può avvenire attraverso l'adozione di veicoli elettrici o, in alcuni casi, l'utilizzo dell'idrogeno come fonte di energia.
Ci sono studi del suo team di ricerca che vanno in questa direzione?
Attualmente ci occupiamo principalmente di tre ambiti legati alla transizione energetica. Il primo ambito riguarda lo sviluppo di fotovoltaico di nuova generazione, con un particolare interesse per le soluzioni destinate all'uso indoor. Mentre tradizionalmente si pensa all'installazione di pannelli fotovoltaici all'aperto, noi ci concentriamo su come sfruttare la luce interna diffusa e a bassa intensità di case e uffici (o anche hotel, supermercati, terminal di aeroporti) per alimentare la domotica, l’ “Internet delle Cose” e altri dispositivi domestici. Il secondo ambito riguarda la produzione di idrogeno verde attraverso processi di fotosintesi artificiale, che si ispirano alla fotosintesi naturale. Riteniamo che l'idrogeno sarà uno dei pilastri fondamentali intorno ai quali si svilupperà la transizione verde. Infine, il terzo e più recente ambito di ricerca riguarda la produzione di ammoniaca verde. Attualmente, l'ammoniaca viene prodotta attraverso processi altamente inquinanti ed energeticamente intensivi. Il nostro obiettivo è sviluppare nuove molecole, chiamate catalizzatori, che sfruttano la luce solare o l'energia elettrica verde per una sintesi sostenibile e compatibile con gli obiettivi di decarbonizzazione. L'ammoniaca è uno dei principali composti chimici utilizzati in agricoltura per nutrire il pianeta e la nostra ricerca mira a dare un contributo a rendere la sua produzione ecocompatibile.
Per saperne di più - testi di Alessandro Abbotto
