Prospettive dell'auto elettrica
in Italia e all'estero
Antonio Sileo
Milano, 2 luglio 2010
Il tempo zeroL’invenzione del secolo …
“Within a year, I hope, we shall begin the manufacture of an electric automobile. (…) Mr. Edison and I have been working for some years on an electric automobile which would be cheap and practicable. Cars have been built for experimental purposes, and we are satisfied now that the way is clear to success. The problem so far has been to build a storage battery of light weight which would operate for long distances without recharging. Mr. Edison has been experimenting with such a battery for some time.” (Henry Ford, intervista al New York Times 11.1.1914).
1913: Ford T 550 $ (11.820 $ di oggi)!
Le false partenze
Anni ’70: Apollo 15 (LRV - Lunar Roving Vehicle), Crisi petrolifere suggestioni in USA e Regno Unito
L’incredibile EV1 di GM
Anni’90:si fa sul serio?
Anche in Europa
Dal 1995 al 2002 oltre 10.000 autoveicoli prodotti, solo da parte del Gruppo PSA (Peugeot-Citroen)
Maggio 1997
L’esempio di La Rochelle Flotta di auto elettriche “à la carte”
o in abbonamento
2005Fonte:
Da circa un decennio La Rochelle è all’avanguardia nelsettore della mobilità sostenibile, utilizzando autovettureelettriche per il trasporto urbano.La Rochelle è una città di 135.000 abitanti sulla costa atlantica della FranciaVi sono due principali modalità di affitto:• Autoplus: il veicolo è affittato al massimo per una giornata;• Liselec: sevizio accessibile tutti i giorni 24h su 24, 7giorni su 7 sottoscrivendo un abbonamento
Molte meno auto che a Parigi
Questa volta la Francia parte in grande:
Parigi (2010) 3.000 auto: 1/735 abitanti, La Rochelle (1993) 1/2.700 !La Rochelle dispone di 50 autovetture elettriche, 25 Peugeot 106e 25 Citroen Saxo.Il progetto ha riscosso un discreto successo: in un anno 250clienti hanno scelto l’uso quotidiano di questi veicoli elettrici.Le vetture elettriche sono disponibili presso 6 stazioni di rifornimento,vicino ai principali punti di interscambio: stazioni dei treni e dei buse università. In base alla risposta positiva dell’esperimento, saranno abreve aperte altre due nuove stazioni (Sono passate a 7) Alcuni dati:• Dopo un anno le 50 autovetture avevano percorso circa 100.000 km;• La tratta media è stata di circa 8 km in circa 38 minuti;• In totale sono stati effettuati 15.000 viaggi.
Fonte: 2005
Le cause dell’insuccesso
Costo ridotto dei derivati petroliferi Scarso interesse dei principali costruttori(quasi mai modelli appositamente progettati) Prezzo elevato Problemi tecnologici legati in all’utilizzo dellebatterie al Pb (autonomia, peso, ingombro)Elettronica e telematica inadeguate
E le altre auto ecologiche?
Le condizioni al contorno
valgono per tutti
33 km/l e 81 g/kmCx 0,29, 855Kg, alluminio e
magnesio mapayback troppo lungo
Qual è la disponibilità a pagare?
Un esempio significativo:
Un nuovo contesto Aumento (e percezione) del costo delle materie prime energetiche
Crescente preoccupazione
Standard di emissione sempre più stringenti
Gli impatti sull’economia reale della crisi finanziaria hanno richiesto l’intervento dello Stato
Ma soprattutto …
L’auto è in difficoltà
Fonte: Jurgens, 2010
Vendite nette: qualcuno ha attraversato momenti molto difficili
Il declino di Detroit
Fonte: Casesa-Shapiro, 2008
Per alcuni il declino pare proprio strutturale
Un mercato difficile per tutti
Mercati nazionali dei Paesi OECD sempre più maturi, ormai di sovrapproduzione, dove il tasso di sostituzione dei veicoli ben difficilmente potrà essere ulteriormente aumentato
E il ciclo di vita dei veicoli non può essere ulteriormente compresso
Nei paesi ad elevate potenzialità di crescita, Cina, India e Russia in particolare, dove le capitali e gran parte dei centri maggiori sono già fin troppo congestionati e inquinati le auto elettriche “rischiano” di essere incluse tra le opzioni iniziali di una motorizzazione davvero di massa
Come reagire
Il mercato dell’auto, pur caratterizzato da un livello di concorrenza notevole, negli ultimi anni ha registrato il continuo aumento di alleanze e accordi industriali tra le case automobilistiche che, per ridurre i costi e coprire tutti i segmenti, condividono numerosi componenti – dalle piattaforme ai propulsori –e ormai interi stabilimenti
In questi vengono prodotte city car che, quando non sono abilmente differenziate, variano solo per marchio e pochi particolari.
Apparentarsi Principali accordi
Anche per innovare
Le svolte, per riuscire, hanno bisogno di
tanti stakeholder
Fonte: IBM Automotive 2020 Global Study
The Race to Save the World
4 miliardi 4 modelli2000 persone
La visione (quasi) comune
Fonte: Toyota, 2009 …
?
Quante e quali auto al 2020?
La previsione include le low costFonte: A.T. Kearney THE FUTURE FOR AUTO, 2009
Motorizzazioni 2007 vs 2020
Fonte: A.T. Kearney study “Powertrain of the future” , 2008.
Scenario "Moderate drive for change"
VENDITE TOTALI
Uno sguardo all’Industry Cost
Fonte: Fujimoto, 2010
PerformanceBasic Types Product Architecture
Le potenzialità cinesi
L’intera filiera auto è in divenire, M&A e partnership più facili, grande occasione per entrare nel mercato cinese
Fonte: Fujimoto, 2010
Ghiotta specie perchi poco o nulla ha avuto a che fare con l’automotive
I new player
U.S. Department of Energy prestito 465 milioni di $, Sergei Brin e Larry Page, Jeff Skoll, Mercedes ha acquisito il 10%, Toyota investimento 50 milioni di $
Ipo Tesla Motors: 226 milioni di dollari, ma il dato più impressionante è che l'intera società è, così, valutata 1,33 miliardi di $.Prima quotazione di una azienda autodal 1956 (Ford)
1063 vetture vendute . Mai registrato ricavi
Dal 2003 ha accumulato perdite per oltre 300 milioni di dollari.
Quindi, ritorno al futuro?
PEV Plug-in Electric Vehicle
PHEV-Plug-in Hybrid Electric Vehicle
È una questione di accumulo
Technology Pb-acid
Ni-Cd Ni-MH Li-ion
Vehicle curb weight 1200KgBattery weight allocation (typ)
250Kg
Battery structure, cooling, etc.
55Kg
Power density module (W/Kg)
75 120 170 370
Battery power (kW) 15 24 33 72Fonte: M. Broussely, in Lithium Batteries – Science and Technology, Kluwer Acad. Publ., Boston, USA, 2004
Tecnologie a confronto
Ni-MH Li-ion ZEBRAPower density module (W/Kg)
170 370 180
Energy density(Wh/l)
200-350
400-600 190
Specific energy (Wh/Kg)
46 110-160 120
Self discharge yes No No
Memory effect yes No No
C/D cycles >2500 4500
Total capacity (KWh)
1.3 4-60 2-50
All electric range (km)
1,6-4 (HEV)
7-60(PHEV)
130 – 340 (PEV)
6-50(PHEV)
115 – 300(PEV)
Toyota Prius – NMH battery
Mitsubishi I-MiEVLi-ion battery
Batterie: un futuro al Litio
Fonte: F Nemry et al. “Plug-in Hybrid and Battery-Electric Vehicles” Eur. Comm. Joint Research Center, Technical Notes, 2009 + dati ufficiali.
Zebra batteryZ12 FZ Sonick
Batterie: evoluzione della densità energetica
0
100
200
300
400
500
600
700
y. 1972 y. 1977 y. 1982 y. 1987 y. 1992 y. 1997 y. 2002
Wh/l
Li-ion
Ni-MH
Pb-acid
Le Ni-MH hanno raggiunto la massima efficienza tecnologica l’elettrolita acquoso causa:- effetto memoria - self discharge
The key additionalbreaktrough appears to bethe Li-ion batterytechnology after the energydensity continued toimprove in recent years.At the same time the energydensity of the other batterytechnology has remainedconstant (IEA 2007)anni
Fonte: IEA 2007
2007
Batterie:costi attuali e futuri
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
Present Medium term Kalhammer et al.
USABC MIT US DoE
Long term
Costo dei materiali (Li, Co, Nd,..) ~ 70%
Negli ultimi 9 anni, pur con l’aumento di volume del mercato, il prezzo è rimasto inalterato
$/KWh
Il parco circolante in Italia
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Mili
oni
A.C.I. Unione Petrolifera a Gpl a metano
Parco ACI 2008:10.623 Ibride1.231 Elettriche
Fonte: ACI, UP, Unrae, Centro Studi Promotor
Parco e mercato
Per Renault le auto elettriche 10% delle vendite nel mercato europeo, per analisti incluse vetture ibride plug-in, per UP in Italia solo 60.000, al 2025
A fine 2009 l’intero parco (effettivamente) circolante superava i 32,8 milioni diautovetture (nel 2000 erano 29,3 milioni). Di queste meno del 5,4% è alimentato con carburanti alternativi, GPL e metano (incentivati stabilmente dal 1997)
Vendite Italia 2010: 2.158.010 senza incentivi 1.750.000 Gennaio - maggio 2010 (incentivi 2009 fino a marzo): GPL > 125.000, metano >41.000, Ibride 2.611
Il parco è grande, le vendite non sono mai troppe
Una lezione trendy
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
"Se la versione elettrica non dovesse essere prodotta, sarà inevitabile uscire dalla joint venture” . NicolasGeorge Hayek, dicembre 1996
Flotte ambientali, ecologiche?
Non proprio, le vetture immatricolate nel2009 per noleggio a lungo termine solo il 3%(2% nel 2008) sono auto a basse emissionedi CO2. Di queste 47% benzina+GPL ,44% benzina + metano, 5% solo metano, 4% ibride*.
*Fleet&Mobility su dati Unrae
Una prima elaborazione
Fonte: A. Lorenzoni - A. Sileo, 2010
Stima penetrazione dell'auto elettrica sul parco circolante al 2020
Stime su
Quanta energia?Tale penetrazione si tradurrebbe in circa 1 TWhdi energia elettrica incrementale consumata (stimata con una percorrenza annua di 15.000 km), grosso modo lo 0,3% dei consumi finali attuali
E il PHEV ? Se fossero il 2% del parco al 2020 potrebbero consumare un 1 TWh
Un incremento di consumi senz’altro gestibile, specie con le attuali prospettive di crescita molto modeste della domanda
Tempistiche sufficienti per partire con la marcia giusta, ovviamenteaccompagnati da forti politiche non solo di incentivazione, che però trovano invalicabili argini quando rischiano di intaccare il gettito dato dalle accise
Siamo all’auroraNon vanno trascurati i notevoli incrementi di efficienza e di emissioni delle auto con propulsori tradizionali, specie se alimentatecon (poli?)carburanti alternativi (GPL, metano, Bio)
Sui quali le auto, più o meno, elettriche non potranno che fungere da ulteriore stimolo.
Non c’è ancora una filiera automotive elettrica
Tuttavia i prossimi 10 anni sarannoil vero (ultimo) banco di prova
Certo è che l’auto sta cambiando,anche elettrizzandosi, in tutti i segmentie …
...solo 4 anni fa nessuno l’avrebbe immaginato