Batterie più piccole e cariche ultraveloci: è questo il futuro delle auto elettriche?

Il futuro dell’auto elettrica dipende dalla risoluzione di un problema complesso: ridurre i costi di produzione e il consumo di risorse senza costringere gli automobilisti a rinunciare alla versatilità che si aspettano dal proprio veicolo. Le batterie svolgono un ruolo fondamentale in questa sfida, sia per il loro costo che per il peso che aggiungono all’intero sistema. Ridurne le dimensioni può essere una delle chiavi per rendere le auto elettriche più accessibili, anche se c’è una condizione che non va trascurata.

La proposta costringe a riconsiderare una delle priorità dell’industria, che da anni punta a produrre batterie sempre più grandi per offrire un’autonomia sempre maggiore. Invece di seguire questa strada, l’Agenzia Francese per la Transizione Ecologica (Ademe) suggerisce di puntare su veicoli più leggeri e batterie più piccole. Il problema è che una capacità inferiore significa un’autonomia ridotta, pertanto la ricarica dovrebbe assumere un ruolo molto più importante.

L’idea ha senso sulla carta. Una batteria più piccola costa meno, richiede meno materiali e permette di ridurre il peso del veicolo. Può inoltre contribuire a diminuire l’usura dei pneumatici e le esigenze strutturali del telaio. Tuttavia, convincere i compratori a rinunciare a una parte dell’autonomia non sarà semplice, soprattutto quando i prezzi delle auto elettriche rimangono un ostacolo per molti guidatori. L’alternativa sarebbe compensare quella minore capacità con ricariche molto più rapide, ma qui sorgono nuove difficoltà tecniche ed economiche.

Una batteria piccola che si ricarica in pochi minuti

Per comprendere l’impatto della riduzione delle dimensioni delle batterie, basta prestare attenzione al loro peso. Secondo i dati raccolti nell’analisi dell’Ademe, un pacchetto da 60 kWh pesa circa 340 kg, mentre uno da 90 kWh raggiunge i 510 kg. La differenza è notevole per un componente che influisce tanto sul costo quanto sull’efficienza del veicolo. Inoltre, i materiali attivi che permettono di immagazzinare l’energia rappresentano più della metà dell’impronta di carbonio della batteria presa in esame dall’organismo francese. Anche la produzione delle celle e dell’alluminio utilizzato in esse, nonché dei moduli e dell’intero sistema, ha un impatto significativo.

Ora, un acquirente accetterebbe una batteria da 30 kWh su un SUV compatto se ciò significasse avere una autonomia di circa 200 chilometri? Per molti guidatori, questa capacità può risultare sufficiente per i spostamenti quotidiani, soprattutto se dispongono di un caricabatterie domestico. Tuttavia, i viaggi lunghi rimarrebbero un problema se ogni ora e mezza o due ore fosse necessario fermarsi per caricare e aspettare mezz’ora o più. Pertanto, la soluzione non consiste semplicemente nell’installare batterie più piccole, ma nel ridurre la durata delle soste.

La ricarica rapida dovrebbe diventare uno strumento in grado di compensare gran parte di quella perdita di autonomia. Invece di trasportare una grande quantità di energia immagazzinata nel sottosuolo dell’auto, il conducente potrebbe fare riferimento alla rete quando ha bisogno di recuperare l’autonomia. In questo modo, una batteria più piccola potrebbe coprire i spostamenti quotidiani e mantenere un livello di utilità ragionevole su strada, purché le stazioni di ricarica siano ben distribuite e offrano potenze elevate in modo costante.

Tuttavia, c’è una differenza importante tra annunciare una potenza massima di carica elevata e mantenerla per una parte significativa della sessione. Alcune auto elettriche raggiungono valori eccezionali per pochi istanti, ma la potenza diminuisce man mano che aumenta il livello di carica o quando la temperatura della batteria non è adeguata. Affinché questa strategia funzioni, non sarebbe sufficiente raggiungere un picco di potenza notevole: sarebbe necessario mantenere una ricarica molto veloce per un periodo di tempo sufficientemente lungo.

Lì iniziano le complicazioni. Una batteria piccola in grado di gestire tra 300 e 400 kW deve essere progettata per sopportare un flusso di energia molto elevato senza subire un deterioramento prematuro né raggiungere temperature eccessive. Ciò richiede una chimica adeguata, un’elettronica di potenza avanzata e un sistema di raffreddamento in grado di eliminare rapidamente il calore. Alcune soluzioni, come il raffreddamento diretto delle celle tramite liquidi, sono state finora riservate principalmente a veicoli ad alte prestazioni e modelli di fascia alta.

Tutto questo equipaggiamento occupa spazio, aumenta il peso e eleva i costi di produzione. La tecnologia potrebbe trovare posto in un SUV familiare di prezzo elevato, ma trasferirla a un’auto urbana economica è molto più complicato. Nei veicoli piccoli, ogni chilogrammo e ogni centimetro contano, e un sistema termico sofisticato potrebbe ridurre i risparmi ottenuti grazie alla diminuzione della capacità della batteria. Le soluzioni di raffreddamento più semplici, d’altra parte, possono limitare la potenza di carica durante i viaggi lunghi.

I costi di una rete di ricarica ultraveloce

Lo scenario ideale previsto da questa strategia sarebbe un’auto elettrica dotata di una batteria da circa 50 kWh, con un’autonomia reale di circa 250 km su strada autostradale. Per la vita quotidiana è più che sufficiente. Per i viaggi, le stazioni di ricarica ultraveloci permetterebbero di recuperare l’energia necessaria durante soste brevi. In questo modo, l’industria potrebbe ridurre le dimensioni delle batterie senza costringere i conducenti ad accettare necessariamente un’esperienza d’uso molto più limitata.

Tuttavia, affinché questo approccio funzioni, è necessaria un’infrastruttura che al momento non è ancora disponibile ovunque. Le stazioni di ricarica in grado di fornire 400 kW o più rimangono meno comuni rispetto a quelle con potenze inferiori e richiedono impianti elettrici preparati per gestire una domanda considerevole. Il problema non finisce con l’acquisto dei caricabatterie: è necessario anche valutare la connessione alla rete, i requisiti di trasformazione elettrica e la capacità disponibile in ciascuna ubicazione.

L’analisi pubblicata in Francia indica che una stazione dotata di una dozzina di punti di ricarica ad alta potenza può raggiungere quasi un milione di euro prima delle tasse, se si include la connessione elettrica. L’investimento può aumentare quando la location non dispone di una connessione adeguata e diventa necessario installare un trasformatore specifico. A ciò si aggiungono la manutenzione e i costi legati alla potenza contrattata, che possono essere particolarmente elevati in impianti progettati per servire diversi veicoli contemporaneamente.

La difficoltà sta nel fatto che queste infrastrutture devono risultare redditizie. Se le stazioni ricevono un numero insufficiente di utenti, sarà complicato recuperare l’investimento. Inoltre, se i costi di costruzione e gestione sono elevati, gli operatori dovranno trovare il modo di trasferirli ai clienti. In tale scenario, il risparmio ottenuto acquistando un’auto elettrica con una batteria più piccola potrebbe ridursi a causa del costo di ogni ricarica, soprattutto durante viaggi lunghi e presso i punti di corrente continua ad alta potenza.

La proposta dell’Ademe apre quindi un dibattito che va oltre le capacità delle batterie. Produrre auto elettriche più leggere e accessibili può essere un buon modo per ridurre il consumo di materiali e favorirne l’accesso a un numero maggiore di automobilisti. Tuttavia non sembra ragionevole dare per scontato che una rete di ricarica ultraveloce possa sostituire semplicemente le batterie ad alta capacità. Affinché il cambiamento sia vantaggioso, sarà necessario bilanciare il prezzo del veicolo, la sua autonomia reale, la velocità di ricarica e il costo dell’infrastruttura.

In definitiva, il futuro non è necessariamente diviso tra auto elettriche con batterie enormi e modelli dalle capacità troppo limitate. La chiave sta nel trovare un punto intermedio che consenta di ridurre i costi senza trasformare ogni viaggio lungo in un vero supplizio a causa delle lunghe attese alle stazioni, e che permetta di disporre di auto in grado di soddisfare le nostre esigenze quotidiane, ma che al contempo ci consentano di viaggiare senza dover ricorrere a centinaia di kWh.