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Elettrico ed eFuel: la ricetta di Zuffenhausen per il futuro

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Elettrico ed eFuel: la ricetta di Zuffenhausen per il futuro
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Lunga vita ai motori a combustione. È questo, in somma sintesi, il progetto della Porsche, che con i carburanti sintetici punta a prolungare l’esistenza di cilindri e pistoni. Per svariati motivi. Il primo, legato agli accordi di Parigi sul clima, è quello di affiancare le auto elettriche nei prossimi decenni, in quanto da sole, secondo i calcoli dei tedeschi, non potranno completare la transizione verso le zero emissioni nette a livello globale. Il secondo è quello della passione: gli eFuel non solo potranno alimentare in maniera sostenibile le storiche e i modelli attuali, ma anche nuove, emozionanti, sportive. Anche col flat six.

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Si parte dal vento. Per questo motivo a Zuffenhausen credono molto nei carburanti sintetici, tanto da effettuare investimenti milionari per realizzare un impianto che produrrà, già dal prossimo anno, combustibili con zero emissioni nette di CO2. Come? Utilizzando il vento, l’aria e l’acqua. Detta così può sembrare facile, ma il concetto alla base di questi nuovi carburanti è estremamente complesso. Il luogo dove sorgerà la nuova “raffineria” (se ancora la si può chiamare così), è uno dei più ventosi al mondo, la provincia di Magallanes, nel sud del Cile: sfruttando pale eoliche l’impianto utilizzerà l’energia per sintetizzare degli eFuel con costi che diventeranno man mano sempre più contenuti. Per il primo anno di attività il consorzio guidato dalla Porsche prevede di produrre circa 130 mila litri di eFuel (saliranno a 55 milioni nel 2024 e a 550 milioni nel 2026), che la Casa ha già preventivamente acquistato per effettuare test di sviluppo delle proprie vetture, anche nel nuovo Experience Center Franciacorta, in provincia di Brescia.

Porsche Mobil 1 Supercup, Test Monza 2021

Questione di chimica. Il progetto - a cui partecipano svariate aziende, compresa l’italiana Enel – prevede l’utilizzo del processo Mtg, da metanolo a benzina (Methanol-to-Gasoline), che combina idrogeno e CO2 per creare eMethanol (CH3OH), che a sua volta viene convertito in benzina sintetica tramite distillazione primaria. Le materie prime sono soltanto due: la prima è l’anidride carbonica, che viene catturata dall’atmosfera utilizzando grandi ventilatori dotati di filtri specifici, “pulendo” sostanzialmente l’aria e compensando il diossido di carbonio che verrà emesso dalle auto che utilizzeranno questi eFuel. La seconda è l’acqua, nella quale viene fatta passare della corrente continua per separare l’ossigeno dall’idrogeno. In seguito alla scissione, quest’ultimo viene raccolto da un catodo prima di essere fatto reagire con la CO2 per creare la base del carburante sintetico. Ciò che ne deriva è un eFuel conforme con l’attuale norma Din En 228 che può quindi essere utilizzato senza alcuna modifica su qualsiasi veicolo a benzina, in forma pura oppure combinandolo con carburanti fossili.

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Sulle Ev meno peso non sempre significa più prestazioni. I carburanti sintetici, però, non saranno l’unica via verso un mondo il più possibile carbon neutral. Come tutti i costruttori, anche la Porsche crede nell’elettrico e lo sta sviluppando a modo suo. Fin dal lancio della sua prima Ev, la Taycan, la Casa tedesca ha sempre sottolineato come gli elettroni non le strapperanno la sua anima sportiva. E così è stato, come hanno dimostrato i rilevamenti svolti dal nostro Centro prove. Ma come sono riusciti a trovare il giusto mix tra efficienza e prestazioni? Usando algoritmi e simulazioni virtuali. Gli ingegneri tedeschi hanno ricreato un modello elettronico della berlina per calcolare quale fosse il migliore taglio di batteria da utilizzare. Le simulazioni condotte al Nürburgring hanno consentito di trovare il miglior rapporto kWh/peso per la Taycan di produzione: ridurre il numero di celle per contenere la massa potrebbe sembrare la scelta più semplice per migliorare le prestazioni, ma in realtà il discorso è più complesso. Oltre a non garantire un’autonomia idonea al segmento, un accumulatore troppo “piccolo” influisce anche sulla potenza del propulsore. Con batterie da 85,1 kWh, per esempio, la Taycan Turbo S virtuale arriva a pesare 2.419 kg e gira al vecchio Ring in 7 minuti e 39 secondi. Mettendole un accumulatore da 70 kWh il peso scende di oltre 100 kg (2.310), ma il tempo sul giro sale di 7 decimi. Questo perché la maggiore leggerezza riduce di 0,02 secondi lo 0-100 km/h (2,9 secondi), ma la minore potenza di picco erogabile alza lo 0-200 km/h di 8 decimi, per un totale di 9,51 secondi. Con batterie da 100 kWh il peso sale di 107 kg rispetto alle 85 kWh e per un giro sul Nordschleife servono 3 secondi in più (0-100 in 3,04 secondi e 0-200 in 9,71), svantaggio che cresce con l’aumentare del peso: ipotizzando l’utilizzo di batterie da 130 kWh, la Taycan arriverebbe a 2.743 kg e girerebbe al Ring in 7:48.2, quasi dieci secondi in più rispetto alla 85 kWh. Meglio puntare su un taglio medio, dunque, così da garantire un buon bilanciamento tra prestazioni e autonomia.

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Videogame per la guida autonoma. Le simulazioni svolte dai supercomputer, però, non servono solo per questo. I tecnici della Porsche hanno già avviato da tempo dei test sulla guida autonoma e puntano a incrementare il livello di assistenza alla guida sulle vetture di serie già nei prossimi anni. Ma perché usare dei computer quando il miglior banco di prova sarebbe il mondo reale? Per questioni di tempo (e di soldi). Secondo la think tank statunitense Rand Corporation, per ridurre del 20% il rischio di un incidente mortale causato da un veicolo driverless rispetto a uno guidato da un umano la flotta di prototipi dovrebbe percorrere almeno 17,7 miliardi di chilometri. Ipotizzando di usare 100 prototipi, per raggiungere un dato simile bisognerebbe guidare 24 ore al giorno a una media di 40 km/h per 500 anni. Con le tecnologie di simulazione, invece, bastano poche settimane per ottenere gli stessi dati dal Porsche Engineering Virtual ADAS Testing Centre, il nuovo hub specializzato nei sistemi di assistenza alla guida della Casa tedesca. I sistemi utilizzati si basano su simulatori di guida derivati dai motori grafici (Unreal e Unity) di videogiochi attualmente disponibili, ma migliorati sotto diversi aspetti: i tecnici creano delle ambientazioni fotorealistiche corrette anche dal punto di vista della fisica, all’interno delle quali è possibile ripetere infinite volte i test. Ciò consente di individuare più rapidamente i problemi del sistema di guida assistita senza dover attendere che si verifichi nuovamente la stessa situazione che li ha generati. Tutto molto bello, ma voi vi starete chiedendo chi potrebbe desiderare un’auto sportiva a guida autonoma. In realtà se lo sono chiesto anche a Zuffenhausen prima di investire in queste nuove tecnologie, scoprendo che il 25% degli attuali clienti prenderebbe in considerazione l’acquisto di una Porsche con sistemi d’assistenza alla guida avanzati. E se già oggi, agli albori di queste tecnologie, un cliente su quattro le vorrebbe, figuriamoci tra cinque o dieci anni, quando verranno migliorate e inizieranno a diffondersi a macchia d’olio.

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Gemella predittiva. Oltre al software e alle nuove tecnologie, la Porsche ha alzato l’asticella anche sulla meccanica dei suoi modelli di serie, soprattutto quelli elettrici. Per la Taycan, per esempio, è stata sviluppata una “gemella digitale” che, raccogliendo i dati dalle vetture dei clienti, è in grado di calcolare l’usura delle componenti e di prevedere eventuali malfunzionamenti, così da consentire al cliente di andare in officina a far controllare l’auto prima ancora che un problema si sia effettivamente verificato. Questo sistema viene utilizzato sfruttando un cloud che raccoglie informazioni dai clienti di tutto il mondo, facilitando anche gli interventi di manutenzione: l’intelligenza artificiale, infatti, comunica in officina quali parti potrebbero essere a rischio rottura, così da ridurre i tempi per la ricerca di un eventuale guasto e, conseguentemente, anche i costi a carico del cliente.

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Batterie pensate per essere riparate. Sulle Ev i tempi di ricarica sono fondamentali e per questo la Taycan utilizza un sistema a 800 volt che sulla carta le consente di ripristinare 100 km d’autonomia in cinque minuti. Ma l’utilizzo di una tecnologia così avanzata richiede anche una rete d’assistenza altamente qualificata: intervenire su batterie ad alto voltaggio necessita una specifica formazione a livello di sicurezza. Per questo molte Case preferiscono evitare che la propria rete d’assistenza intervenga direttamente sulle batterie, ma la Porsche ha sviluppato un sistema modulare che consente a tutte le officine autorizzate di riparare gli accumulatori aprendoli e sostituendo i componenti danneggiati o usurati. Una scelta che consente non solo di contenere i costi a carico del cliente in caso di problemi con garanzia scaduta, ma anche di ridurre l’impatto ambientale delle batterie che, invece che essere trasportate in fabbrica per poi essere smembrate, possono essere riparate in loco.

Hub d’innovazione. Ma da dove vengono tutte queste idee? Semplice, dalle menti di tutti i dipendenti della Porsche, che ogni anno sottopongono le proprie proposte ai dirigenti che poi selezionano le migliori e forniscono il supporto per svilupparle. Si spazia dalla semplificazione dei processi produttivi ai nuovi servizi digitali, fino ad arrivare a soluzioni tecniche che vengono poi sviluppate anche con il supporto di aziende esterne e startup. Gli unici tre requisiti sono che l’idea deve essere inedita, economicamente attuabile e deve portare un vantaggio sensibile per i clienti. Ogni anno vengono sottoposte dalle 80 alle 100 idee, alcune delle quali trovano spazio anche sulle Porsche attualmente in commercio.

COMMENTI

  • Hanno sicuramente compreso che in futuro il motore endotermico avrà sempre una fetta di mercato e di appassionati. Come è avvenuto per gli orologi meccanici che non sono stati soppiantati totalmente da quelli al quarzo. Se il tutto si riuscirà a fare rispettando l'ambiente ben vengano gli efluel.
  • La sostanza dell’articolo è obiettivamente interessante, ma il tono complessivo lo fa sembrare “partorito” direttamente dall’ufficio stampa di Porsche.