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

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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

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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