Criteri di confronto energetici fra litri di benzina e kWh elettrici

[laevus]

Il confronto tra il contenuto energetico di un litro di benzina e quello di un kWh elettrico è frequentemente fatto rapportando, con criteri chimico-fisici, il Potere Calorifico Inferiore di un litro di benzina (con densità ~750 g/l) con la dissipazione termica di 1 kWh di energia elettrica su di una resistenza.

Nel campo dei consumi dei veicoli elettrici, l'applicazione più nota di questo criterio è quella dell'EPA che ha definito lo MPGe (Miles Per Gallon gasoline equivalent). Lo MPGe viene usato per confrontare i consumi elettrici con lo MPG dei motori benzina. Il fattore di conversione vale 33.7 kWh/gal, cioè 8.9 kWh/l.

Questo criterio mi appare, applicato ai consumi dei veicoli, abbastanza arbitrario, perché ignora i rendimenti tipici di trasformazione in energia meccanica delle due diverse tecnologie. Così, ad esempio, un consumo elettrico di 10 kWh/100km equivarrebbe a un consumo benzina di 1.12 l/100km.

Più interessante, a mio avviso, Il criterio di confronto basato sulle emissioni di CO2.
Per l'energia elettrica si considera il greenhouse gas emission footprint per produrre 1kWh di energia elettrica (g CO2/kWh) in una certa zona geografica. Qui sotto le stime della Comunità Europea per il 2019.

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Per la benzina si considera la quantità di CO2 emessa dalla combustione. 2340 g di CO2 per kg di benzina o, usando la consueta densità 750g/l, 1755 g di CO2 per litro di benzina.
Nel grafico seguente sono state rappresentate delle rette di corrispondenza tra kWh e litri benzina per vari livelli di emissione nella produzione di energia elettrica. Sono stati anche indicati i punti di corrisponda secondo gli MGPe di EPA che vanno a cadere sulla retta dei 200g/kWh di CO2.

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L'inverso: corrispondenza, ai fini delle emissioni di CO2, tra Litri di benzina e kWh elettrici, in base al CO2 Footprint della rete elettrica.

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Come si leggono questi grafici. Due esempi coi dati di generazione elettrica in Italia nel 2019, pari secondo la EU a 233 g CO2/kWh:

• Veicolo Elettrico con consumo medio 12kWh/100km. Quale consumo medio dovrebbe avere una auto a benzina per lo stesso livello di emissioni di CO2? 1.59l/100km: abbastanza difficile.

• Ibrido benzina con consumo medio 4l/100km. Veicolo elettrico con livello emissioni corrispondente? Consumo più di 30kWh/100km!

[Murales]

Grazie, ho letto con interesse

[laevus]

Una rappresentazione diversa della Carbon Intensity della produzione di elettricità in varie zone del mondo. I valori sono diversi, e mediamente più pessimisti, rispetto a quelli provenienti dalle statistiche della EU.
Leggo in questo momento per la zona Italia CentroSud 377 g/kWh. Con questo dato, gli esempi precedenti diventano:

• Veicolo EV con consumo medio 12kWh/100km. Consumo medio di benzina equivalente per pari emissioni 2.58l/100km

• Ibrido benzina con consumo medio 4l/100km. Consumo elettrico equivalente per pari emissioni: 18.6 kWh/100km

Sono valori meno estremi, ma ancora fortemente sbilanciati a favore dello EV.

[pIONiere]

Questo criterio mi appare, applicato ai consumi dei veicoli, abbastanza arbitrario, perché ignora i rendimenti tipici di trasformazione in energia meccanica delle due diverse tecnologie. Così, ad esempio, un consumo elettrico di 10 kWh/100km equivarrebbe a un consumo benzina di 1.12 l/100km.

Non e' arbitrario, e' l'unica conversione scientificamente corretta.
Mette giustamente in risalto il fatto che un motore termico ha un rendimento molto basso.

Tutto il resto del tuo discorso serve solo a relativizzare il pessimo rendimento dei motori termici che e' proprio uno dei problemi chiave (a parte l'inquinamento che esce dai tubi di scappamento) che viene risolto dai motori elettrici.

Le emissioni di CO2 in questo discorso non c'entrano nulla, sono solo un tentativo contorto e tirato per i capelli per giustificare ancora per un po le ibride.

[marco]

Senza considerare poi che se la mia auto elettrica la ricarico con il mio fotovoltaico quante emissioni faccio? Zero, e questo caso non sono solo io a poterlo replicare ma sono in diversi. Quindi l'impronta energetica dell'elettrico è molto variabile, parte da zero e poi arriva fino al massimo su quei valori indicati.

Con la benzina invece non puoi scegliere: quello è e quello rimane

[reidinanto]

Infatti avendo anche io il fotovoltaico non vedo l'ora di avere una EV per essere quasi ad impatto zero. Io nei periodi da Marzo a Ottobre causa ottima esposizione della casa ho un eccesso di kWh prodotti assurdo (tipo 20 o più al giorno) potrei ricaricarla al 100% in quei periodi visto che non faccio nemmeno tanti KM!

[laevus]

Non e' arbitrario, e' l'unica conversione scientificamente corretta.

Non è questione di correttezza scientifica. Il tipo confronto tra due forme diverse di energia non è assoluto, ma ha senso in relazione allo scopo che si intende perseguire. Non c'è un solo metodo, ne sono possibili molti. A cominciare dai più "vili", come quelli basati sul costo di acquisto.

Il pregio del confronto basato sul Potere Calorifico Inferiore della benzina rispetto al calore generato dall'elettricità su una resistenza è di essere semplice e (abbastanza) stabile, perché non include complessi fattori tecnologici o elementi socio-economici e ha una limitata variabilità con le condizioni ambientali. (In realtà c'è sempre una certa alea perché la composizione della benzina può cambiare ed il confronto è fatto usando il volume di benzina, non il peso, ed è dunque soggetto alle variazioni di densità). E' questo il motivo per cui organizzazioni quale lo EPA lo hanno scelto: non complicarsi la vita con questioni complesse e variabili. Al costo di perdere gran parte della significatività (l'unico valore del confronto MPGe / MPG è, secondo me, l'equivalenza di emissione di CO2, secondo i metodi cui sopra, con una rete elettrica avente una Carbon Intensity di 250 g CO2/kWh).

Però, alla fine, bisogna chiedersi cosa esso in realtà esprima: è l'equivalenza tra benzina ed elettricità nello sviluppo di calore usando un livello 0 di attrezzature. Ma già se si ammettesse un livello più sofisticato di attrezzature per la produzione di calore, ad esempio caldaie a condensazione (=potere calorifico superiore) rispetto a pompe di calore, quella equivalenza sarebbe del tutto inutile.

[pIONiere]

Non e' arbitrario, e' l'unica conversione scientificamente corretta.

Non è questione di correttezza scientifica. Il tipo confronto tra due forme diverse di energia non è assoluto, ma ha senso in relazione allo scopo che si intende perseguire. Non c'è un solo metodo, ne sono possibili molti. A cominciare dai più "vili", come quelli basati sul costo di acquisto.

Il titolo del thread parla di confronto energetico, l'unico confronto energetico corretto e' quello. Il prezzo e il C02 non c'entrano nulla.

[laevus]

... dunque il confronto energetico tra una caldaia a condensazione e una pompa di calore non è scientifico. E' tecnologico ?
E perché quello tra un calorimetro ed una resistenza è scientifico ?

[richiurci]

Quando si tira in ballo la CO2 i discorsi si complicano (oltre a interessare meno la signora Maria) perchè entrano in ballo molti fattori esterni alla nostra auto, come il mix energetico dell'energia elettrica... che dipende dal fornitore o perfino (esempio) da eventuali pannelli FV.

Inoltre ho letto un po' velocemente e... mi sembra che come al solito mentre per l'elettricità si considera (giustamente) la CO2 emessa dalle centrali, per i fossili non si considerano i costi di produzione, trasporto e ... gli incidenti a questo legato che provocano ANCHE emissione di CO2.

restando in tema auto, tra le tante cose che ho fatto negli anni c'è anche un confronto tra i consumi di auto elettrica e auto a benzina, solo che nel mio caso il confronto è molto significativo essendo auto identiche e coetanee!

https://www.electroyou.it/richiurci/wik ... -elettrici

I miei dati mostrano un fattore 4 (da punto di vista energetico) a vantaggio dell'elettrico