Storia dei veicoli elettrici

Nei primi anni del 1800 si sono verificati una serie di sviluppi tecnologici - dall'invenzione della batteria al quella del motore elettrico - che hanno gettato le basi per la creazione degli attuali veicoli elettrici. 

Il primo motore elettrico, in grado di far girare i macchinari, fu inventato nel 1832 dallo scienziato britannico William Sturgeon. Questa prima invenzione fu poi sviluppata e brevettata dagli inventori americani Thomas ed Emily Davenport nel 1837. I loro motori elettrici erano in grado di compiere 600 giri al minuto e di alimentare apparecchi di grandi dimensioni come le macchine da stampa. 

La prima vera batteria fu inventata dal fisico italiano Alessandro Volta nel 1800; era formata da dischi di rame e zinco uno sopra l’altro separati da un panno imbevuto di acqua salata. I fili collegati alle due estremità della pila producevano una corrente continua e stabile. Tuttavia, solo negli anni Sessanta del XIX secolo il fisico francese Gaston Plante inventò la prima batteria ricaricabile al piombo-acido. 

Nonostante questi progressi, solo nel 1890 si iniziò a utilizzare le batterie e i motori elettrici nella tecnologia dei veicoli grazie al chimico scozzese William Morrison. 

William Morrison viveva a Des Moines, nell'Iowa, negli anni Ottanta del XIX secolo e lavorava segretamente alla tecnologia delle batterie di accumulo e a una carrozza elettrica semovente. Nel 1887 aveva ultimato un prototipo, che necessitava però di miglioramenti al motore elettrico, agli ingranaggi, alle batterie e al meccanismo di sterzo. Nel 1890, le modifiche furono apportate e fu presentata la seconda versione: una rivisitazione della carrozza a cavalli "Surrey”, dotata di batteria e motore elettrico, in grado di trasportare fino a 12 persone e viaggiare a 20 miglia all'ora.

Per dimostrare pubblicamente il suo successo, Morrison partecipò alla parata Seni Om Sed (Des Moines scritto al contrario!) del 1890 e trasportò sette passeggeri sul suo veicolo alimentato a batteria. La carrozza senza cavalli diede impulso all'interesse per i veicoli elettrici e, nel 1912, oltre 30.000 carrozze negli Stati Uniti funzionavano grazie a batterie elettriche.

Nonostante il successo iniziale e l'interesse crescente per i veicoli elettrici, nel 1913 Henry Ford installò la prima catena di montaggio mobile al mondo per la produzione di massa di veicoli a carburante. Ciò che prima richiedeva più di 12 ore per essere assemblato, ora richiedeva 93 minuti, rendendo la Ford Model T relativamente economica ed efficiente. 

Nel 1914, Ford installò un nastro motorizzato alla catena di montaggio, aumentando il ritmo della catena di montaggio a 2 metri al minuto. Nel giugno 1924, erano state prodotte 10 milioni della Ford Model. Si trattava dell’inizio dei veicoli a carburante prodotti in serie. 

Insieme al boom dell'industria petrolifera (Spindletop Hill, Texas), gli anni Venti e Trenta videro l'ascesa di marchi automobilistici iconici come General Motors, Peugeot, Renault, Citroën e Volkswagen, che crearono veicoli economici e accessibili. A metà degli anni Trenta i veicoli elettrici erano quasi inesistenti. 

Questa mentalità dipendente dai carburanti si è protratta fino agli anni '70, quando gli Stati Uniti non potevano più sostenersi esclusivamente con la produzione di petrolio americano. Nel 1972, l'83% delle importazioni americane di petrolio proveniva dal Medio Oriente (Organizzazione dei Paesi Esportatori di Petrolio), aprendo la strada alla crisi dell'anno successivo.

Nell'ottobre 1973 scoppiò la guerra dello Yom Kippur (quarta guerra arabo-israeliana). La guerra durò dal 6 al 25 ottobre 1973, quando le Nazioni Unite assicurarono un cessate il fuoco tra Egitto e Israele. A causa dell'esito della guerra, l'Organizzazione dei Paesi Esportatori di Petrolio (OPEC), guidata dall'Arabia Saudita, annunciò un embargo petrolifero che prendeva di mira le nazioni che avevano sostenuto Israele durante la guerra. Alla fine di ottobre 1973, l'embargo colpì Stati Uniti, Regno Unito, Canada, Giappone, Paesi Bassi, Portogallo, Rhodesia (attuale Zimbabwe) e Sudafrica. L'embargo durò fino al marzo 1974, con un aumento del prezzo del petrolio del 300% al suo picco. 

Le conseguenze della dipendenza dal petrolio erano ormai note. Dopo gli anni '70, il rinnovato interesse per lo sviluppo di combustibili alternativi iniziò a interessare i Paesi di tutto il mondo, ma solo dopo più di 20 anni i veicoli elettrici furono presi in seria considerazione...

Nel 1997, Toyota lancia la prima generazione di Prius, la prima auto ibrida benzina-elettrica prodotta in serie. Toyota è stata la prima casa automobilistica a superare le complesse sfide ingegneristiche di un motore a combustione interna a batteria ibrida. 

La Prius è stata sviluppata utilizzando il sistema ibrido Toyota, con un'autonomia teorica di 900km. Il risparmio di carburante combinato era di 24 km al litro e il motore produceva solo 114 g/km di CO2. Rispetto alle 10 berline più vendute dell'epoca, Prius era decisamente più pulita e più efficiente nei consumi.

Nel 2000, Prius viene lanciata in tutto il mondo. Nel 2003, dopo aver venduto più di 123.000 unità in tutto il mondo, finiva la produzione della prima generazione di Prius.

Nel 2003, gli ingegneri americani Martin Eberhard e Marc Tarpenning prendono la storica decisione di incorporare Tesla Motors. Tesla Motors è stata concepita come una casa automobilistica integrata in un'azienda tecnologica, dove lo sviluppo della tecnologia delle batterie, del software e dei motori elettrici era al primo posto.

Nel 2006 Tesla annuncia il suo prodotto di punta, la Tesla Roadster (prima generazione).  

La Tesla Roadster è stata una delle prime automobili alimentate esclusivamente da batterie agli ioni di litio e capace di percorrere circa 320 km con una sola carica. Tuttavia, con un prezzo di circa 60.000 sterline e la sua tecnologia inserita retroattivamente in una Lotus Elise, Tesla ha creato altre quattro versioni della Roadster (Roadster 1.5, Roadster 2.0, Roadster 2.5 base, Roadster 2.5 Sport) prima di cessare la produzione nel 2012. In totale sono stati venduti 2.500 veicoli.

La Roadster non è mai stata concepita come prodotto innovativo di Tesla, ma come mezzo per imparare e sviluppare ciò che sarebbe stato lanciato negli anni a venire.

Mentre Tesla era impegnata ad aprire la strada ai veicoli elettrici, anche altri produttori erano al lavoro...

Nel 2010, Nissan lanciò la Leaf, un'utilitaria completamente elettrica , la cui caratteristica principale era l'usabilità. La popolarità della Leaf fu tale che rimase il veicolo elettrico più venduto di tutti i tempi fino al 2020, quando la Tesla Model 3 prese il suo posto. 

Dal 2010 al 2020 tecnologia EV ha conosciuto una crescita senza precedenti. A ciò hanno contribuito alcuni fattori (ad esempio una tecnologia delle batterie più intelligente, motori elettrici più avanzati, la domanda degli automobilisti, l'avanzamento dell'infrastruttura di ricarica pubblica), ma soprattutto il calo dei prezzi del litio. Dal 1991 al 2018, il costo delle batterie agli ioni di litio è diminuito del 97%. Per fare un esempio, la Nissan Leaf ha una batteria da 40 kWh: nel 2018 la batteria costava circa 5.402 sterline, mentre nel 1991 ne costava circa 168.000. Questa diminuzione dei prezzi ha reso molto più accessibile la produzione e l'acquisto di veicoli elettrici.

Tra il 2010 e il 2020, un totale di 46 diversi EV entrerà nel mercato globale. In questo decennio, la diffusione globale dei veicoli elettrici è passata da quasi 0 a 10,2 milioni (di cui 6.859.000 BEV).

Nel 2021 sono stati venduti 6,6 milioni di veicoli elettrici (di cui 4,7 milioni di BEV). La Francia rappresenta poco più del 3% di queste vendite, la Germania il 7% e la Spagna lo 0,5%. Nel 2022, le vendite globali di veicoli elettrici hanno continuato a crescere fortemente. Nel primo trimestre dell'anno sono stati venduti 2 milioni di veicoli elettrici, con un aumento del 75% rispetto allo stesso periodo dell'anno precedente.

Questa tendenza alla crescita si riscontra anche nel numero crescente di modelli di veicoli elettrici disponibili. Nel 2020 erano disponibili 29 modelli di veicoli elettrici a livello globale, mentre nel 2022 ne erano già presenti 67.

Con l'aumento della ricarica pubblica è nata anche l'esigenza di un accesso semplice alla rete. Ecco Octopus Electroverse. Ad oggi, Electroverse offre ai conducenti di veicoli elettrici un accesso semplice a oltre 500.000 caricatori a tariffe competitive. 

2 anni fa, la ricarica di un veicolo elettrico comportava l’utilizzo di una serie di carte e applicazioni diverse, con informazioni sparpagliate su e-mail, sms e bollette. Oggi non è più così. Electroverse è stato creato per consentire ai conducenti di veicoli elettrici un'esperienza di ricarica semplice e veloce. Una tessera e un'app, centinaia di migliaia di caricabatterie, tutto in un unico posto e senza costi aggiuntivi o commissioni.

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Una migliore tecnologia delle batterie e il riciclaggio.

Allo stato attuale (febbraio 2023), la batteria EV più grande sul mercato europeo appartiene alla Mercedes-Benz EQS (107,8 kWh), che consente di percorrere 729 chilometri con una carica completa. Immaginate se questo valore fosse raddoppiato!

Questo è ciò che la tecnologia delle batterie allo stato solido sta cercando di realizzare. 

Si prevede che le batterie allo stato solido saranno la prossima grande novità nell'evoluzione dei veicoli elettrici. Anche se in fase di sviluppo, si stima che le batterie allo stato solido possano superare di gran lunga l'attuale tipo di batteria agli ioni di litio, con prestazioni che rimarranno al massimo dell'ottimizzazione per 30 anni! Questo avrebbe anche un impatto sull'autonomia di un EV, con alcuni rapporti che stimano un aumento di circa il 50%. 

Per saperne di più sulle batterie allo stato solido e sullo sviluppo delle batterie per veicoli elettrici, leggete il nostro blog: Come funzionano i veicoli elettrici?

Anche il riciclaggio delle batterie è destinato a grandi sviluppi nei prossimi anni. Come si legge nel nostro blog: La vita di una batteria EV.

Il Faraday Institution Battery Challenge, che mira a sostenere la ricerca di livello mondiale per lo sviluppo di pacchi batteria efficienti e sicuri entro il 2035, ha esaminato anche le tecniche di estrazione a ultrasuoni e ha riscosso grande successo. L'obiettivo: creare un EV che sia riciclabile almeno al 95%.

Per saperne di più sulle pratiche di riciclaggio delle batterie EV (attuali e future), leggete il nostro blog: La vita di una batteria EV.