L’auto elettrica come innovazione radicale: scenari di penetrazione di mercato e ricadute economiche e sociali

L’automobile elettrica rappresenta un interessante caso dal punto di vista dell’economia industriale e della storia dei trasporti e della tecnologia. Si tratta di una forma di alimentazione delle vetture che è già stata storicamente sperimentata verso la fine del XIX secolo, per ripresentarsi quindi meno di un decennio fa. Riuscirà ora l’automobile elettrica a diffondersi e a conquistare un ruolo nel mercato delle automobili? O diventerà addirittura la forma di alimentazione dominante come sognano i suoi sostenitori? Questo capitolo introduttivo vuole fare il punto sulle recenti tendenze del mercato automobilistico a livello mondiale, dominato dalle automobili a motore termico. Si scopre quindi che anche l’automobile elettrica, come molte altre innovazioni che cambiano la vita delle persone, è un prodotto sociale, nel senso più ampio del termine.

In questo lavoro viene affrontato il tema dell’impatto ambientale di una riduzione della produzione di automobili con motore a combustione interna (ICV) a vantaggio dei veicoli con batteria elettrica (BEV). Questa cambiamento tecnologico è analizzato mediante l’approccio Input Output, che viene esteso alle variabili ambientali. Si tratta di un modello lineare che permette di valutare gli effetti di uno spostamento della produzione di automobili con combustione interna a quelle elettriche. L’analisi riguarda solo il diverso utilizzo degli input produttivi, anche se può essere facilmente estesa per comprendere una composizione diversa della domanda finale e del contenuto degli inquinanti per unità di output. I cambiamenti nelle emissioni e la posizione relativa dell’industria automobilistica sono indagati utilizzando la versione ridotta di Exiobase_1. I risultati dipendono dal mix degli input, ma la variazione totale dell’inquinamento è trascurabile. Nello scenario peggiore, l’impatto è quasi dell’1% per quanto riguarda il policloro bifenile e l’idrocarburo policiclico aromatico, ma è molto più basso per il CO2 ed i composti organici volatili non metanici. Ricordiamo che l’industria automobilistica sprigiona una gran quantità di quest’ultimo e spostare la produzione sui veicoli elettrici non migliora affatto la situazione. Inoltre, gli input necessari per la produzione di batterie aumentano complessivamente le emissioni, anche se fanno apparire l’industria automobilistica meno inquinante rispetto agli altri settori.

In Italia si registra una crescente domanda ed offerta di servizi di carsharing. Le città interessate sono soprattutto di grandi dimensioni, fra cui spicca per consistenza tanto della domanda quanto dei servizi offerti la citta di Milano. L’obiettivo del presente contributo è capire se c’è una domanda potenziale di carsharing anche in una regione non densamente abitata e caratterizzata da città di medio piccole dimensioni come il Friuli Venezia Giulia ed analizzare quali sono le determinanti socio-economiche di tale domanda. Un’indagine condotta nel 2014 su un campione di 1276 individui ha permesso di stimare una domanda potenziale variabile dal 6% al 28% del campione intervistato, con valori che variano in funzione dell’indicatore utilizzato per studiare la propensione all’uso del carsharing ed al tipo di mobilità che verrebbe soddisfatta con questo tipo di modalità di trasporto. Le determinanti socio-economiche più importanti sono risultate il grado di conoscenza del servizio di carsharing e la sensibilità per le problematiche ambientali, l’età e lo status degli intervistati, la composizione del nucleo familiare e la dipendenza della mobilità familiare dall’auto privata, la frequenza degli spostamenti sistematici e non, la distanza percorsa, la dimensione della città.

Il presente lavoro analizza il comportamento d’acquisto di automobili a carburanti tradizionali e alternativi, utilizzando dati italiani di preferenze di scelta dichiarate. Proponiamo un modello Gerarchico Bayesiano Mixed Logit (HBML) flessibile che ci permette di tener conto delle possibili dipendenze dei parametri casuali relativi agli attributi delle automobili testate alle caratteristiche individuali, quali età e genere. Inoltre, il modello proposto consente di aggiungere facilmente parametri specifici dell’alternativa e correlazione tra le alternative. Abbiamo effettuato una rassegna della letteratura sulla scelta d’acquisto di veicoli, selezionando in particolare le applicazioni di modelli a scelta discreta in cui è stato adottato un approccio bayesiano. Essa rivela che il nostro studio sembra essere la prima applicazione di modelli HBML che analizzano questo tipo di scelte. Inoltre, al fine di approssimare la distribuzione congiunta a posteriori dei parametri e gli iper-parametri del modello, in questo lavoro viene utilizzato il più efficiente campionatore Monte Carlo Hamiltoniano, invece di uno dei più tradizionali metodi Markov Chain Monte Carlo (MCMC) come ad esempio il campionatore di Gibbs. I risultati dei modelli dimostrano l’utilità del metodo proposto.

Nel presente lavoro si utilizza la matrice del pendolarismo, costruita a partire dai dati censuari, per l’individuazione di tipologie di pendolari a seconda che il motivo dello spostamento sia lo studio o il lavoro distinguendo tra comuni sotto e sopra i 20000 abitanti. La matrice del pendolarismo infatti fornisce informazioni relative ai movimenti giornalieri da e per i comuni di residenza e di lavoro (o studio), considerando i movimenti che prevedono il rientro in giornata all’abitazione di residenza. Il dettaglio territoriale considerato nella matrice (disponibile sul sito dell’Istat) è il comune, all’interno del quale vengono stratificati i pendolari sulla base di alcune variabili rilevanti, che non sono però le sole che possono influenzare e spiegare il pendolarismo. Al fine dell’identificazione delle tipologie di pendolari si utilizza la cluster analysis. La cluster analysis, ha l’obiettivo di riconoscere dei gruppi che appaiono con “naturalezza” nelle osservazioni e che si caratterizzano per un’elevata omogeneità all’interno dei gruppi stessi e per un’elevata eterogeneità tra di essi. In pratica, partendo dai dati, si vogliono ottenere dei cluster distinti di elementi raggruppati in base alla loro distanza o similarità misurata su alcune variabili rilevanti. Tra i diversi metodi si è scelta la two step cluster analysis in quanto permette di analizzare una grossa mole di dati e di considerare sia variabili quantitative che qualitative.

I veicoli elettrici rappresentano un’innovazione particolarmente importante per la società per gli effetti positivi che si stima possano avere sull’ambiente. Questa innovazione assume la natura di un’innovazione radicale o dirompente che, secondo la letteratura, richiede, per diffondersi, condizioni specifiche: in particolare un sistema innovativo più aperto alla collaborazione e in grado di selezionare in modo efficiente la tecnologia migliore tra quelle prodotte dal sistema della ricerca. In questo saggio esaminiamo l’innovazione nel settore automobilistico evidenziando il ruolo dominante ancora giocato da operatori storici e i pochi tentativi di rendere più aperto e cooperativo il sistema innovativo settoriale. Date la forte dinamica sperimentata negli ultimi anni dall’attività di invenzione, i principali ostacoli alla diffusione dei veicoli elettrici sembrano ancora collegati al processo di innovazione e, in particolare, alla difficoltà di selezionare uno standard tecnologico comune.

Il volume – realizzato con il sostegno del Fondo di Ricerca di Ateneo (FRA) 2013 – raccoglie i contributi di alcuni membri del Dipartimento di Scienze Economiche, Aziendali, Matematiche e Statistiche, a cui si sono aggiunti come autori o co-autori anche colleghi di altre Università o Istituti di Ricerca, in merito ad una innovazione che potrebbe avere degli effetti importanti sul modo in cui alimentiamo le automobili, sulla qualità ambientale dei luoghi in cui viviamo e, più in generale, sulla relazione tra trasporto e combustibili fossili: l’auto elettrica. Il tema – alla luce anche del recente accordo stipulato tra 185 paesi alla XXI Conferenza delle Parti (COP 21) nell’ambito della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC) tenutasi a Parigi dal 30 novembre al 12 dicembre del 2015 – non è di poca rilevanza. Attingendo soprattutto alle discipline economiche, statistiche ed econometriche, gli autori si sono cimentati con diversi temi cruciali per capire se l’auto elettriche sarà una innovazione di portata radicale non solo per il sistema dei trasporti ma anche per quello economico-produttivo e sociale.

Le caratteristiche dell’auto elettrica e le variabili che incidono sulla sua diffusione sono oggetto di numerosi studi. L’auto elettrica presenta interessanti proprietà dal punto di vista ambientale (emissioni zero durante l’utilizzo e basso rumore), ma alcuni limiti, in particolare il prezzo e l’autonomia delle batterie. In questo articolo si cerca di individuare quale proporzione della mobilità sistematica potrebbe essere svolta con auto elettriche dati gli attuali livelli di autonomia, sulla base delle risultanze dell’ultimo Censimento della popolazione 2011, con riferimento al Friuli Venezia Giulia. Come è noto in occasione del Censimento vengono rilevate alcune informazioni relative alla mobilità della popolazione per studio e per lavoro tra cui anche il mezzo di trasporto utilizzato e il tempo impiegato. Dai dati censuari non è possibile conoscere il pendolarismo non sistematico (movimento per escursioni o per altre ragioni) e neppure se vengono utilizzati più mezzi di trasporto. I risultati ottenuti hanno implicazioni rilevanti per valutare la capacità di penetrazione e di utilizzo delle auto elettriche nel Friuli Venezia Giulia e per comprendere che tipo di infrastrutture di ricarica, in luoghi pubblici o nei parcheggi aziendali, sono necessarie per rendere possibile l’utilizzo dell’auto elettrica e per sfruttare i suoi vantaggi in termini di minori emissioni atmosferiche ed acustiche. La possibilità di ragionare a livello territoriale disaggregato, come consentito dai dati censuari, fornisce la base necessaria per la definizione di politiche territoriali adeguate e per l’individuazione di soluzioni mirate alle specifiche realtà locali.

Il dibattito pubblico, in Italia come in altri paesi, presenta i veicoli elettrici come una tecnologia destinata a una diffusione certa sul mercato. Questa asserzione influenza le politiche e favorisce aspettative da parte dei cittadini. In questo contesto, è utile esplorare quanto queste stime sono ragionevoli o devono essere oggetto di dubbi. I nostri risultati dipingono un panorama molto più preoccupante dove il 99% delle affermazioni non sono verificabili (almeno, per una frazione di loro, di pagare gli autori, mettendo le persone interessate di fronte all’alternativa “pagarci o crederci”), mentre la residua frazione appare di debole valore scientifico. I nostri risultati indicano, che, senza un confronto più trasparente e critico, le politiche a supporto dei veicoli elettrici rischiano di basarsi su basi deboli.

La direttiva CE n.443/ 2009 ha costretto i produttori di automobili a produrre veicoli elettrici ibridi (HEV), veicoli elettrici ibridi plug-in (PHEVs) e veicoli ad autonomia interamente elettrica (EV) per il mercato automobilistico italiano. Questo lavoro si propone di valutare la sostenibilità economica di queste motorizzazioni “alternative” tramite un modello di supporto alle decisioni (DSM). Un caso di studio riporta i costi privati e sociali stimati per 39 modelli di auto appartenenti a diversi segmenti presenti nel mercato italiano. L’analisi dei costi privati evidenzia che HEV a benzina, HEV a diesel, PHEV e EV non sono ancora competitivi rispetto alle motorizzazioni “convenzionali”: gli EV rappresentano la soluzione ottimale solo nel caso di abitudini di mobilità intensive (10 anni di utilizzo e più di 20.000 km all’anno). I risultati dello studio sono in linea con le quote di mercato italiane del 1,6% per l’HEV e il 0,1% per i veicoli elettrici nei primi 10 mesi del 2015. L’analisi dei costi sociali relativi all’intero ciclo di vita del carburante (valutazione dal pozzo alla ruota) evidenzia che l’erogazione di sovvenzioni da parte della Pubblica Amministrazione è giustificata per HEV a benzina, HEV a diesel, PHEV e EV in misura pari ai benefici in termini di costo sociale rispetto alle automobili “convenzionali”. Le stime mostrano che i veicoli elettrici hanno il più alto potenziale di riduzione delle emissioni di inquinanti atmosferici globali e locali e del rumore: i risparmi in termini di costo sociale variano da 595€ a 2.976€ rispetto alle automobili a benzina e tra i 483€ a 2.417€ rispetto alle automobili diesel, a seconda del modello di mobilità (5.000 - 25.000 km/anno, 10 anni di utilizzo).

In questo articolo ci si è chiesti se il trasporto sia diventato più sostenibile o meno nei comuni capoluogo di provincia, nel loro complesso e a livello di singola città. Risulta che, in termini complessivi, molti indicatori a cui attribuiamo una relazione positiva con la sostenibilità sono migliorati. Essi sono: i posti-km offerti dai mezzi di trasporto pubblico, la domanda di trasporto pubblico, il tasso di motorizzazione per le autovetture euro IV e euro V, la densità delle zone a traffico limitato, la disponibilità di aree pedonali, il numero degli stalli di sosta a pagamento, la densità di piste ciclabili, la quota modale di utenti del trasporto pubblico e la quota modale di utenti che si spostano in bicicletta o a piedi. L’unico che è diminuito è “la percentuale di viaggi di durata inferiore ai 15 minuti”. Diversi indicatori a cui attribuiamo invece un relazione negativa con la sostenibilità sono diminuiti di valore, ovvero: la densità veicolare, il numero di giorni di superamento del limite per la protezione della salute umana previsto per il PM10, il tasso di incidenti stradali, la quota modale di utenti che utilizzano l’auto come conducente o la motocicletta, ciclomotore, scooter. Fa eccezione l’indicatore “consistenza dei motocicli” che è aumentato. Queste evidenze ci portano a concludere che la mobilità urbana è diventata mediamente più sostenibile in Italia nel decennio 2001-2011. A livello di città, la situazione è molto più variegata: alcune città mostrano miglioramenti significativi della mobilità sostenibile, altre invece sembrano fare dei passi indietro. Una quantificazione del grado di miglioramento si ha contando il numero di indicatori che vanno nella direzione di una maggiore sostenibilità nel decennio 2001-11. Su un totale di 15, nessuna città migliora rispetto a tutti gli indicatori. Il massimo è 13, in quanto la densità di motocicli aumenta in tutte le città, così come diminuisce la quota di viaggi brevi. Le 10 più grandi città italiane sono presenti nella parte alta della classifica, in particolare le grandi città del nord-Italia, con questi valori: Torino (13), Milano (13), Bologna (12), Firenze (11), Roma (11), Bari (10), Genova (9), Napoli (7), Catania (6), Palermo (6). I dettagli sono riportati nell’articolo. Per confrontare le città abbiamo inoltre elaborato un iniziale indicatore sintetico di mobilità sostenibile che ci ha permesso di valutare come è cambiata la loro posizione nel 2011 rispetto al 2001. Concentrandoci nuovamente solo sulle 10 più grandi città italiane, hanno migliorato la loro posizione relativa: Firenze (+47 posizioni), Bari (+22), Bologna (+9), Roma (+9), Torino (+2) e Milano (+1), mentre l’hanno peggiorata Genova (-1), Napoli (-10), Palermo (-18) e Catania (-41).