Il passaggio dall'era dei combustibili fossili a quello delle risorse rinnovabili impone un cambio culturale nel modo di spostarsi, di produrre, consumare l'energia e fabbricare le merci
Il passaggio dall'era dei combustibili fossili a quello delle risorse rinnovabili impone un cambio culturale nel modo di spostarsi, di produrre, consumare l'energia e fabbricare le merci 

IL BLOG CURATO DA VINCENZO TRIUNFO

02.12.2024
Vincenzo Triunfo
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PERCHÉ L’EUROPA HA PERSO ANNI FA AL PARTITA INERENTE IL VEICOLO ELETTRICO

 

Sono mesi che oramai si discute sulle cause  della crisi del settore automotive in Europa e si dà, spesso, la colpa alle scelte legislative dell’Unione che avrebbe bandito anzi tempo il motore termico mandando in crisi il comparto industriale. Ultimo atto sono le dimissioni del CEO di Stellantis, Tavares, avvenute ieri, 1 dicembre 2024. 

Ma in realtà, se analizziamo la vendita dei veicoli a livello planetario ci rendiamo conto che a prescindere dalle regole imposte ,attuali o future, il mondo del veicolo termico perde ovunque terreno a vantaggio di quello elettrico, soprattutto nei paesi con i mercati più importanti quali sono la Cina e altre regioni del continente Asiatico.

Ma in realtà questa partita è stata giocata e persa dal vecchio continente anni orsono; negli anni in cui, soprattutto la Cina, si investiva sulla tecnologia elettrica e si cercava di accaparrarsi in giro per il mondo le materie prime necessarie a realizzare il cuore del veicolo elettrico: le batterie.

Ma per capire bene da dove proviene tale crisi, iniziamo ad analizzare la ripartizione dei costi relativi ai componenti di un'auto elettrica;

Tali costi possono essere suddivisi in diversi voci principali. Ogni componente contribuisce in misura diversa al costo complessivo del veicolo, e questa ripartizione può variare a seconda della tecnologia specifica utilizzata, del produttore e della produzione in serie.

In generale, però, i costi più rilevanti nelle auto elettriche sono quelli legati alla batteria, al motore elettrico, all'elettronica di controllo, e alle materiali leggeri utilizzati nella costruzione del veicolo.

Entrando nel dettaglio della ripartizione dei costi vediamo che:

1. Batteria (30-40% del costo totale)

La batteria è di gran lunga la componente più costosa nelle auto elettriche. La sua produzione è influenzata dal tipo di batteria utilizzata (es. batteria agli ioni di litio o batterie future come quelle a stato solido), dalle dimensioni della batteria e dalla densità energetica necessaria per garantire un'autonomia sufficiente.

Costo per kWh: Il costo della batteria è misurato in base alla capacità in kilowattora (kWh), con un impatto diretto sul prezzo finale. Ad esempio, una batteria da 60 kWh può costare tra i 5.000 e i 12.000 euro, a seconda della tecnologia e del produttore. Materiali: Le batterie agli ioni di litio richiedono materie prime come litio, cobalto, nichel e grafite. I prezzi di questi materiali possono variare notevolmente, influenzando il costo finale.

2. Motore elettrico (5-10% del costo totale)

Il motore elettrico è un altro componente fondamentale per un'auto elettrica. Sebbene meno costoso rispetto alla batteria, il motore rappresenta una parte significativa dei costi.

Tecnologia del motore: I motori elettrici possono essere di tipo sincrono, asincrono o a magneti permanenti, con costi variabili a seconda della tecnologia e delle performance richieste. Materiali: Il motore elettrico impiega materiali come rame, acciaio e terre rare (per i motori a magneti permanenti), che influenzano il costo.

 

3. Elettronica di controllo e sistema di gestione della batteria (BMS) (5-10% del costo totale)

L'elettronica di controllo è essenziale per il funzionamento sicuro ed efficiente dell'auto elettrica. Il Battery Management System (BMS) è responsabile della gestione della batteria, controllando l'autonomia, la temperatura e la sicurezza.

Inverter: L'inverter converte la corrente continua (DC) fornita dalla batteria in corrente alternata (AC) per il motore. Questo componente è costoso, in quanto deve essere altamente efficiente. Sistemi di controllo: I sensori, i circuiti elettronici e i software di controllo contribuiscono a ottimizzare la performance del motore e della batteria.

4. Carrozzeria e materiali leggeri (10-15% del costo totale)

Le auto elettriche devono essere costruite con materiali leggeri per compensare il peso extra delle batterie, che è una delle sfide principali per l'autonomia. Le carrozzerie e i telai sono realizzati con materiali come alluminio, acciaio ad alta resistenza, fibra di carbonio o plastica rinforzata.

Alluminio: Viene utilizzato per ridurre il peso complessivo dell'auto, ma è più costoso dell'acciaio. Fibra di carbonio: Alcuni modelli di fascia alta utilizzano fibra di carbonio, che è molto leggera ma anche costosa.

5. Sistema di ricarica (2-5% del costo totale)

Ogni auto elettrica ha un sistema di ricarica, che include il caricabatterie interno e la connettività per caricare la batteria. Alcuni veicoli includono tecnologie per la ricarica rapida.

Caricabatterie: I caricabatterie di bordo sono componenti costosi che consentono la ricarica in diverse modalità (AC e DC). Connettori e porte di ricarica: Questi componenti permettono l'interazione con le infrastrutture di ricarica pubbliche o private.

6. Sistemi di sospensione, freni e altri componenti meccanici (5-10% del costo totale)

Nonostante le auto elettriche non richiedano un sistema di trasmissione tradizionale, i sistemi di sospensione, i freni (spesso rigenerativi) e altre componenti meccaniche sono comunque necessari.

Freni rigenerativi: Le auto elettriche utilizzano freni rigenerativi che contribuiscono a ricaricare la batteria durante la decelerazione, riducendo il consumo dei freni tradizionali. Sospensioni e telaio: I costi per questi componenti dipendono dalla progettazione dell'auto e dalle sue specifiche di performance.

7. Interior design e comfort (5-10% del costo totale)

L'abitacolo di un'auto elettrica include tutti i componenti di comfort, come il sistema di infotainment, i sedili, i materiali di rivestimento, i sistemi di climatizzazione e altre caratteristiche.

Infotainment: Le auto elettriche spesso integrano sistemi avanzati di infotainment e di assistenza alla guida (ADAS), che aumentano il costo complessivo. Sistemi di climatizzazione: Poiché le batterie richiedono un attento controllo della temperatura, il sistema di climatizzazione è essenziale e può essere più costoso nelle auto elettriche rispetto a quelle a combustione.

8. Ricerca e sviluppo (R&D)

La ricerca e lo sviluppo per migliorare le prestazioni, l'efficienza e la sicurezza delle auto elettriche sono un altro fattore di costo significativo, anche se non rappresentano un componente fisico. Questi costi vengono ripartiti tra tutti i veicoli prodotti, contribuendo al costo finale.

9. Assemblaggio e logistica (10-15% del costo totale)

La produzione e l'assemblaggio delle auto elettriche comportano costi legati alla manodopera, alle linee di produzione automatizzate, e alla logistica per la consegna delle auto.

In conclusione, la ripartizione dei costi in un esempio pratico potrebbe essere la seguente

I costi di produzione di un'auto elettrica:

·         Batteria: 30-40%

·         Motore elettrico: 5-10%

·         Elettronica di controllo e BMS: 5-10%

·         Carrozzeria e materiali leggeri: 10-15%

·         Sistema di ricarica: 2-5%

·         Sistemi di sospensione e freni: 5-10%

·         Interior design e comfort: 5-10%

·         R&D: 5-10%

·         Assemblaggio e logistica: 10-15%

Figure 1 Ripartizione percentuale dei costi di produzione di un veicolo elettrico

Questa ripartizione può variare notevolmente a seconda del modello e della produzione, ma la batteria rimane sempre la componente più costosa nelle auto elettriche.

In conclusione, la suddivisione dei costi relativi ai componenti di un'auto elettrica è influenzata principalmente dalla batteria, che rappresenta una parte significativa del costo complessivo. Tuttavia, anche altri componenti, come il motore elettrico, l'elettronica, e i materiali leggeri per la carrozzeria, contribuiscono in misura rilevante alla formazione del prezzo finale del veicolo.

A questo punto corre l’obbligo di indagare su dove si producono le batterie e quali sono le aziende leader nel settore.

La Cina, da sola, è già in grado di soddisfare l'intera domanda mondiale. Prezzi in calo e concorrenza renderanno la vita molto difficile alle nuove aziende, nonostante gli incentivi che in alcuni Stati sono iniziati ad esserci

Europa e Stati Uniti stanno cercando di attirare investimenti in nuove fabbriche di batterie al litio per veicoli elettrici e sistemi di accumulo, in modo da ridurre la dipendenza dalle importazioni Cinesi e ridare slancio alle industrie Europee e Americane.

Tuttavia, attualmente, la Cina da sola è in grado di soddisfare l’intera domanda mondiale di batterie.

E se non bastasse questo, l’aumento di produzione sta conducendo il settore verso un eccesso di capacità produttiva sempre più forte, che spingerà in basso i prezzi, aumenterà la concorrenza e renderà molto difficile per le nuove aziende entrare nel mercato.

 

Lo scenario che Bloomberg New Energy Finance (BloombergNEF),  ha pubblicato sul blog della società di ricerca e consulenza globale, dal titolo “China Already Makes as Many Batteries as the Entire World Wants” pone ben in evidenza quanto descritto.

L’intero mercato mondiale “è inondato di capacità di produzione di batterie”, si stima che nel 2023 la domanda complessiva di batterie sia arrivata a circa 950 GWh, a fronte di una capacità di produzione per circa 2.600 GWh, quasi il triplo della richiesta del mercato e la sola capacità produttiva cinese, dello scorso anno, è sostanzialmente pari alla domanda mondiale.

Ma, purtroppo, l’eccesso di offerta è destinato ad aumentare ricordando i diversi piani nazionali che puntano a sostenere la manifattura locale di tecnologie pulite, tra cui le batterie, come l’Inflation Reduction Act (IRA) degli Stati Uniti e il Net Zero Industry Act dell’Unione europea.

Per non parlare delle indagini anti sovvenzioni lanciate da Bruxelles contro la Cina, ad esempio sulle importazioni di auto elettriche a basso costo.

Secondo BloombergNEF, la capacità produttiva annuale di batterie, annunciata per il 2025, ammonta a circa 7,9 TW, mentre si prevede una domanda globale di 1,6 TWh tra auto elettriche e applicazioni per lo stoccaggio elettrochimico (residenziale, commerciale/industriale, grandi impianti per la rete).

Figure 2 TWh di produzione al 2025 per area geografica

Incrociando questo dato, con il numero di veicoli (termici, ibridi ed elettrici) venduti nel 2023 in tutto il mondo, leggiamo che se volessimo equipaggiare i circa 80 milioni di veicoli venduti, con pacchi batterie di 65 kWh, sufficiente ad avere autonomie oltre i 300 km di percorrenza avremmo bisogno della metà della capacità produttiva annunciata al 2025, 7.8 TWh.

 

Figure 3 Numero di veicoli venduti dal 2014 al 2023 nel mondo

Tuttavia,afferma lo studio di BloombergNef,“gran parte della capacità annunciata non sarà disponibile”,  per una serie di motivi.

Molti piani di espansione produttiva saranno in ritardo o cancellati, e molti contendenti usciranno di scena.

Northvolt, azienda svedese, che possiede una degli impianti più grandi di produzione d’Europa ha chiesto il concordato negli Usa, avendo debiti per 5,8 miliardi. La Northvolt ha una sola fabbrica attiva in Europa, continente in cui l’impianto più grande è sudcoreano

Inoltre, non è ancora possibile abbinare perfettamente l’offerta alla domanda, perché le batterie dei veicoli elettrici non sono ancora una commodity.

Ci sono diversi formati, caratteristiche chimiche e altri fattori da considerare, comprese le preferenze delle case automobilistiche; inoltre, gli impianti in genere non funzionano alla capacità massima prevista e i tassi di utilizzo sono diminuiti negli ultimi anni.

Ma tutto ciò non inverte la situazione, che  ci porta in un’unica direzione: il mercato si sta dirigendo verso un eccesso di offerta ancora più consistente.

Le conseguenze, sempre secondo lo studio, condurranno ad un calo dei prezzi, così come i margini a beneficio delle aziende. Ciò sta già accadendo, con un calo del 14% dei prezzi medi delle batterie nel 2023; il colosso cinese CATL (primo produttore al mondo) ha già annunciato che venderà celle per batterie a meno di 60 dollari per kWh quest’anno.

I prezzi delle batterie, si osserva, stanno convergendo tra i settori. Alcuni anni fa, le batterie dei veicoli commerciali costavano molto di più rispetto a quelle delle autovetture, poiché camion e furgoni facevano volumi molto piccoli di vendite.

Figure 4 Andamento del prezzo delle batterie nei vari settori di utilizzo

I prezzi bassi, inoltre, “renderanno difficile” per i nuovi entranti competere, anche con il generoso sostegno fornito dall’Inflation Reduction Act degli Stati Uniti”.

 Anche perché le compagnie cinesi, come BYD e CATL, continuano a investire miliardi in ricerca e sviluppo, lanciano costantemente prodotti nuovi e migliori e, in generale, si comportano più come start-up che come feudi aziendali consolidati.

Tutto ciò dovrebbe essere positivo per i consumatori, che potranno scegliere nuovi modelli di auto 100% elettriche a prezzi sempre più competitivi. Anche il mercato dello stoccaggio energetico trarrà beneficio da questo scenario. L’interrogativo più grande, conclude l’esperto di BloombergNEF, è quanto saranno sostenibili i bassi prezzi delle batterie dopo il riassetto del settore, innescato dalla sovraccapacità.

Anche sul fronte delle materie prime, alcuni dei prezzi attuali sono semplicemente guidati dai costi inferiori , vedi il litio, che ora si trova anch’esso in una condizione di “oversupply” con prezzi insostenibili e il rischio di una futura crisi di offerta.

Inoltre, alcune delle riduzioni dei prezzi sono probabilmente dovute a strategie di mercato da parte degli operatori consolidati, che cercano di proteggere le loro quote di mercato e costringere quelli più piccoli a uscire..

Infine, analizzando anche l’aspetto relativo  ai dazi che l’Unione Europea ha introdotto sui veicoli elettrici Cinesi e nel  più  grande  caso  di sempre, di strategia commerciale dell'UE  contro  la  Cina ,  la  Commissione  ha  avviato  un'indagine anti-sovvenzioni  sulle  importazioni  di  veicoli  elettrici  dalla  Cina  nell'ottobre  2023,  Il tutto per  stabilire  se  i produttori  con  sede  in  Cina  hanno  beneficiato  di  sovvenzioni  in  modi  che  danneggiano  i  produttori  con  sede  nell'UE, sfociando nell’imposizione di  dazi . 

Figure 5 Andamento vendite auto elettriche ne triennio 201-23 in UE

A fine ottobre l'Europa ha approvato i dazi sulle auto elettriche cinesi. Le tasse saranno in vigore dal 31 ottobre e andranno dal 17,8% al 45,3%.

E, visto che l’andamento negli ultimi tre anni delle vendite dei veicoli elettrici in Europa è quello riportato in figura, non è certo un qualcosa di piacevole, sia per gli acquirenti finali che per i produttori cinesi, l’imposizione di tali dazi.

Ma un ulteriore conseguenza dei dazi al  livello  del  15-30%,  potrebbe,  tuttavia,  spazzare  via  il  modello  di  business  per  i  player “non cinesi”  come  BMW  o  Tesla,  che  stanno  usando  la  Cina  come  base  per  esportare  in  Europa.  Per il  SUV  iX3  di  BMW,  ad  esempio,  il  premio  UE  (dopo  aver  tenuto  conto  dei  costi  correlati  come  la spedizione)  è  solo  del  9%,  il  che  significa  che  se  i  dazi  sono  superiori  al  9%,  l'azienda guadagnerebbe  meno  soldi  dalle  vendite  in  Europa  che  in  Cina.  Ciò  significa  anche  che  i  dazi stabiliti  all'estremità  superiore  del  nostro  intervallo  potrebbero  minare  i  piani  di  aziende  come BMW,  Honda  e  Volkswagen  di  espandere  l'uso  della  Cina  come  hub  di  esportazione  per  il  mercato  UE  in  futuro.

Sebbene  i  dazi  renderebbero  meno  allettante  l’esportazione  verso  l’UE,  diversi  fattori suggeriscono  che la  spinta  all'esportazione  di  veicoli  elettrici  da  parte  della  Cina  continuerà  a guadagnare  slancio  nei  prossimi  anni.

Mentre  il  mercato  cinese  dei  veicoli  elettrici  si  è espanso  rapidamente,  con  vendite  in  aumento  del  97%  nel  2022  e  del  38%  nel  2023,  si  prevede  che  la  crescita  rallenterà  in  modo  significativo  a  causa  della  base  più  elevata  e  del  rallentamento  economico  della  Cina. 

Figure 6 Andamento delle vendite veicoli elettrici venduti nei mercati più importanti

Cui  Dongshu,  segretario  generale  dell'associazione  cinese  dei  veicoli  passeggeri,  prevede  che  la  crescita  delle  vendite  di  BEV  scenderà  al  22%  nel  2024.  Inoltre, l'intensa  concorrenza  ha  portato  a  una  guerra  dei  prezzi,  con  conseguente  crollo  dei  margini  di  profitto  nel  settore  automobilistico dall'8,7% nel  2015  al  4,3%  nel  2023. 

Entrambe  queste  tendenze  stanno  rendendo  le  esportazioni  molto  più  attraenti  per  i  produttori  con  sede  in  Cina.

Sostenuti  da  solidi  profitti  e  dal  sostegno  del  governo,  i  produttori  cinesi  di  veicoli  elettrici  hanno  effettuato  investimenti  sostanziali  in  nuovi  stabilimenti  di  produzione.  Questa  capacità aggiuntiva  arriverà  presto  sul  mercato.  I  nuovi  stabilimenti  di  BYD  lo  dimostrano:  entro  il  2026,  la  capacità produttiva  di  BYD  in  Cina  raggiungerà  i  6,55  milioni  di  veicoli  elettrici,  rispetto  ai  2,9  milioni  di  fine  2023.  Per sfruttare  appieno  tutta  questa  capacità,  BYD  dovrà  più  che  raddoppiare  le  sue  vendite  nazionali  di  veicoli elettrici,  un'impresa  ardua  dato  il  previsto  rallentamento  delle  vendite  complessive  di  veicoli  elettrici  in  Cina.

Anche  per  mantenere  l'utilizzo  della  capacità  all'80%,  BYD  dovrà  aumentare  le  vendite  nazionali  dell'81% entro  il  2026. le  esportazioni  di  veicoli  elettrici  cinesi  sono  state  ostacolate  dalla scarsità  di  navi  per  il  trasporto  di  auto  a  prezzi  accessibili.  Nel  2023,  i  prezzi  dei  noleggi  per  tali  vettori  sono saliti  alle  stelle  del  700%  rispetto  al  2019,  esacerbati  dagli  attacchi  degli  Houthi  nel  Mar  Rosso,  mettendo ulteriormente  a  dura  prova  la  capacità  di  spedizione  e  gonfiando  i  costi.  Tuttavia,  le  case  automobilistiche  e  le compagnie  di  navigazione  cinesi  hanno  risposto  ordinando  numerose  nuove  navi.  Sulla  base  di  questi  ordini, avranno  la  capacità  di  spedire  circa  560.000  auto  all'anno  in  Europa  nel  2025,  sulla  base  di  sei  viaggi  all'anno (nel  2023  l'UE  ha  importato  472.000  veicoli  elettrici  dalla  Cina).

La  capacità  potrebbe  aumentare  fino  a  1,7  milioni  di  auto  nel  2026.  Nell'improbabile  caso  in  cui  tutte  le  navi fossero  utilizzate  per  trasportare  auto  in  Europa,  i  volumi  esportati  dalla  Cina  sarebbero  probabilmente  sufficienti  a  catturare  il  50%  del  mercato  EV  dell'UE.  In  particolare,  la  decisione  di  acquistare  piuttosto  che noleggiare  navi  per  il  trasporto  di  auto, sottolinea  l'obiettivo  a  lungo  termine  dei  produttori  EV  cinesi  di  esportare grandi  quantità  di  auto.

l'UE,  il  secondo  mercato  mondiale  per  i  veicoli  elettrici, è  probabile  che  rimanga  la  destinazione  principale  per  i  veicoli  elettrici  prodotti  in  Cina.  Con  i  suoi  piani  per  un  de  facto divieto  di  veicoli  con  motore  a  combustione  interna  (ICE)  a  partire  dal  2035, un parco elettrico che oggi rappresenta asolo il 3 % del parco veicolare circolante  e  vari  meccanismi  di  sostegno  in  atto,  l’UE rappresenta  un  mercato  molto  attraente,  soprattutto  rispetto  agli  Stati  Uniti,  che  hanno  già  in  vigore  tariffe  elevate  sui  veicoli  elettrici  cinesi  e  stanno  pianificando  ulteriori  misure  per  limitare  l’inserimento delle  case  automobilistiche  cinesi. 

Figure 7 penetrazione del veicolo elettrico all’interno dei parco veicolare di diversi continenti e Paesi

Le  esportazioni  verso  altri  mercati  saranno  difficili  per  altri  motivi:  o  sono  più  piccole,  o  sono  in  ritardo  nell'adozione  di  EV,  o  saranno  servite  dalla  produzione  locale,  spesso  a  causa  dei  requisiti  di  contenuto  locale  (ASEAN,  Brasile,  India  e  Messico).

In conclusione l’Europa si dimostra estremamente vulnerabile all’interno di un mercato, ormai governato, come ben argomentato, dalle aziende Cinesi sia per i componenti principali (Batterie soprattutto) sai per la produzione di veicoli. Una produzione industriale che ha la possibilità di utilizzare un mercato interno che vale più di tutti i mercati esteri insieme, sia per l’elevata economia di scala che tali prodotti hanno raggiunto.

La scelta dei dazi potrebbe, anche se non vista volentieri dal colosso asiatico, innescare una sort adi occhio per occhio innalzando dazi su tanti prodotti UE esportati in Cina e tale mossa, sarebbe un altro colpo all’Economia del vecchio continente. Forse l’unica vera vittoria potrebbe arrivare dalla scelta del colosso asiatico di intraprendere un percorso mondiale inverso, in cui le loro industrie verrebbero a produrre in Europa per convenienza economica, spazzando via i competitor di nascita europea e creando un vero monopolio cinese sull’intero mercato.

VINCENZO TRIUNFO
23.10.2024
Vincenzo Triunfo
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POTENZA E VELOCITÀ NEL CANOTTAGGIO

I corpi che si muovono nei fluidi rallentano a causa delle forze di resistenza.

Ciò rappresenta in realtà un trasferimento di quantità di moto dal corpo al fluido: il fluido circostante accelera mentre il corpo rallenta, quindi la quantità di moto totale rimane costante.

 

Una barca che si muove in fluido qual è l’acqua è soggetta a vari tipi di resistenza:

        Resistenza superficiale , dovuta all'attrito tra lo scafo e l'acqua che vi si trascina dentro;        Resistenza di forma , dovuta alla turbolenza creata dal passaggio dello scafo;        Resistenza delle onde , dovuta all'energia persa durante la creazione delle onde.

 

Gli scafi di canottaggio fuori scalmo, sono insoliti in quanto la resistenza superficiale è la principale fonte di resistenza (circa l'80%).

Per la maggior parte delle altre imbarcazioni, la resistenza delle onde domina. Anche l'aria contribuisce alla resistenza totale ma con una densità circa 1.000 volte inferiore all’acqua il suo contributo è decisamente meno gravoso (l'aria è solo un altro fluido).

 

Mentre il contributo dell'aria ferma è solo una piccola percentuale della resistenza totale, la velocità dell'aria è molto più variabile, quindi il contributo può incrementarsi notevolmente in caso di forti venti contrari. Tutto ciò è dovuto al fatto che le resistenze fluido dinamiche sono funzione del quadrato della velocità quindi un raddoppio di velocità si traduce in un aumento di 4 volte la resistenza.

 

Inoltre essendo la potenza pari alla Forza x la velocità, la dipendenza della potenza dal cubo della velocità P=k X V3 ha un'importante conseguenza quando si considera la potenza richiesta per mantenere una velocità media dell’imbarcazione

Se un equipaggio ha per un tempo t una velocità di 4 m/s, e poi per lo stesso tempo t 6 m/s, la distanza totale che percorrono è t x 4 + t x 6 = (10 X t ) metri. Dall'equazione, assumendo k = 1 kg/m per semplificare i calcoli, il lavoro totale W richiesto (= potenza x tempo) è

W1=1 X 43 X t + 1 X 63 X t = t X (43 +63) Joule

e la potenza media nei due minuti (= lavoro/tempo) è di t (43 +63) /2 X t [Watt]

Supponiamo che lo stesso equipaggio abbia una velocità costante, di 5 m/s. La distanza  percorsa sarà 5 *2t =10 t metri, come il caso precedente, ma questa volta l'energia totale richiesta è diversa

W2 = t X (53 +53) Joule

W1/W2= t X (43 +63) / t X (53 +53)= (43 +63)/ (53 +53)=1,12

Cioè il lavoro nel caso 1 è maggiore del 12 % rispetto a quello prodotto nel caso 2 e corrispondentemente, avrà utilizzato per percorrere lo stesso spazio nello stesso tempo meno potenza media 125/140 ovvero l’89% della potenza del caso 1

Ciò significa che è più efficiente dal punto di vista energetico mantenere lo la velocità più costante possibile durante una gara piuttosto che, ad esempio, iniziare velocemente e rallentare, o iniziare lentamente e accelerare.

Ma, poiché la potenza assorbita, sia idrodinamica che aerodinamica, dipende dal cubo della velocità dello scafo, piuttosto che dalla velocità del centro di massa totale, gli stessi argomenti si applicano alla variazione della velocità dello scafo durante una ciclo di voga.

Se lo scafo in un ciclo di colpo viaggia 4 m/s per metà del tempo e a 6 m/s per l’altra metà, sarà meno efficiente dello scafo che mantiene la velocità costante a 5 m/s (si ottiene esattamente la stessa risposta di cui sopra se si considera non più il tempo di un minuto ma il tempo in cui si compie il ciclo di voga.

Pertanto è assolutamente indesiderabile avere troppe variazioni nella velocità dello scafo durante il colpo (caratterizzato da prue o poppe che “ballano il valzer” eccessivamente.

Del resto le imbarcazioni con scalmi mobili avevano esattamente questo scopo, diminuire gli spostamenti delle masse dell’equipaggio sull’imbarcazione e mantenere il più possibile ridotte le differenze tra velocità massima e minima.

Detto ciò forse, più che concentrarsi sull’andamento delle accelerazioni sarebbe importante concentrarsi sui valori massimi e minimo delle velocità mantenendo il più vicino alla media

 

UN ESEMPIO PRATICO

In questo esempio  a parità di potenza media espressa il primo percorso viene completato in 4,35 secondi in meno del secondo. la Potenza è stata calcolata con la formula individuata anche per il calcolo della potenza espressa da un atleta sul remoergometro Concept2 P=2,8 X v3

09.10.2024
Vincenzo Triunfo
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Entro il 2030 rinnovabili al 50% della domanda elettrica mondiale

Il Consumo di energia rinnovabile mondiale al 2030

Dal rapporto IEA Il consumo di energia rinnovabile nei settori dell'energia elettrica, del calore e dei trasporti aumenterà di quasi il 60% nel periodo 2024-2030. Questo aumenterà la quota delle rinnovabili, nel consumo finale di energia, a quasi il 20% entro il 2030, rispetto al 13% del 2023.

La produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili rappresenta oltre i tre quarti dell'aumento complessivo, grazie al continuo sostegno in più di 130 Paesi, al calo dei costi e all'aumento dell'uso dell'elettricità per i trasporti stradali e la climatizzazione sia civile che industriale

I combustibili rinnovabili, tra cui le bioenergie liquide, gassose e solide, nonché l'idrogeno e gli e-fuels, rappresentano tre quarti dell'aumento complessivo di domanda di energia rinnovabile. 

Questi combustibili si espandono più rapidamente nelle aree non idonee all'elettrificazione (ad esempio, i settori dell'aviazione e della marina) e offrono accesso all'energia nelle aree rurali e nelle industrie con biomassa facilmente disponibile (ad esempio, zucchero e etanolo, pasta di legno e carta). Altre energie rinnovabili, come il solare termico e il geotermico, rappresentano il restante 10% della crescita.

Nel settore dell'elettricità, si prevede che la quota di energia rinnovabile passi dal 30% nel 2023 al 46% nel 2030. Il solare e l'eolico rappresentano la quasi totalità di questa crescita. Questa rapida espansione ha un effetto di ricaduta, contribuendo alla decarbonizzazione di altri settori in cui l'energia verrà utilizzata nei processi industriali, il riscaldamento degli edifici e la ricarica dei veicoli elettrici.

L'elettricità da fonte rinnovabile viene utilizzata anche per produrre "idrogeno verde" destinato all'uso nei materiali, nei prodotti chimici e per la produzione di energia, che rappresenterà circa tre quarti dell'idrogeno verde al 2030.

Di conseguenza, l'elettricità, proveniente da fonte rinnovabile, è anche la fonte primaria dell'espansione delle energie rinnovabili nei settori del calore e dei trasporti.

Produzione di energia Elettrica da fonte rinnovabile 

Si prevede che la produzione globale di elettricità da fonti rinnovabili aumenterà di oltre 17.000 TWh (60 EJ) rispetto al 2023, con un aumento di quasi il 90%.

 Questo sarebbe sufficiente a soddisfare la domanda di energia combinata di Cina e Stati Uniti nel 2030. Nei nei prossimi sei anni, si prevede che verranno raggiunti diversi traguardi per le energie rinnovabili.

Nel 2024, la produzione di energia solare fotovoltaica ed eolica supererà quella idroelettrica.Nel 2025, la produzione di elettricità da fonti rinnovabili supererà quella da carbone.Nel 2026, la produzione di energia eolica e solare supererà quella nucleare.Nel 2027, la produzione di energia elettrica da fonte solare fotovoltaica supera quella da fonte eolica.Nel 2029, la produzione di energia elettrica da fonte solare fotovoltaica supera l'energia idroelettrica e diventa la più grande fonte di energia rinnovabile.Nel 2030 la produzione eolica supera quella idroelettrica.

Nel 2030, le fonti di energia rinnovabile saranno utilizzate per il 46% della produzione globale di elettricità, con l'eolico e il solare fotovoltaico che insieme rappresenteranno il 30% della produzione totale.

Entro il 2030, tuttavia, il solare fotovoltaico diventerà la prima fonte di elettricità rinnovabile, seguita dall'eolico, entrambi superando l'energia idroelettrica.

La Cina e il fotovoltaico

La stima di IEA è che nel mondo tra il 2024 e il 2030 si aggiungeranno 5.500 GW di potenza da rinnovabili elettriche, quasi tre volte la crescita registrata tra il 2017 e il 2023,

Quasi il 60% dell'intero parco impianti addizionale sarà sviluppato in Cina: il gigante asiatico a fine decennio si troverà dunque a ospitare metà della potenza mondiale da rinnovabili, mentre nel 2010 “solo” un terzo di tale capacità era in Cina.

La Iea conferma quindi il ruolo centrale del fotovoltaico: da questa tecnologia verrà l’80% della crescita della capacità rinnovabile globale da qui al 2030.

FONTE IEA REPORT 2024

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