La Germania ha chiesto alla Commissione europea di consentire la vendita di auto a combustione oltre il 2035, purché utilizzino solo carburante sintetico, chiamato anche e-fuel, come condizione per vietare la vendita di tutti gli altri veicoli non elettrici, che non potranno più essere venduti dopo tale data. Ma cos’è questa nuova gamma di carburanti e quali carburanti e biocarburanti sono allo studio per sostituire benzina, diesel e paraffina?
Che cos’è un carburante?
“Un carburante è una sostanza in grado di bruciare, una reazione chimica che genera energia e la trasforma in energia meccanica attraverso un motore a combustione interna”, spiega Lluís Soler Turu, ricercatore Ramón y Cajal ed esperto di ingegneria chimica presso l’Università Politecnica della Catalogna (UPC). La maggior parte dei carburanti utilizzati nei trasporti si basa su combustibili fossili come il petrolio (da cui provengono la benzina e il gasolio) e il gas naturale, che causano emissioni di gas a effetto serra (GHG) che accelerano il riscaldamento globale. L’impegno a decarbonizzare i trasporti, che sono responsabili di circa il 27% delle emissioni, è deciso, ed è per questo che l’UE vieterà la vendita di auto a combustione entro il 2035. Le alternative senza emissioni sono i veicoli elettrici e a idrogeno. Parallelamente, si cerca di migliorare i carburanti attuali.
Che cos’è un carburante sintetico?
Rafael Cossent, esperto di e-fuel presso l’Università Pontificia di Comillas, sottolinea: “Si tratta di ottenere un idrocarburo simile ai derivati del petrolio a partire dall’idrogeno (H), presente ad esempio nell’acqua (H₂O). Prima si separano le molecole di ossigeno e idrogeno attraverso l’elettrolisi e poi, attraverso un processo catalitico, si combinano con l’anidride carbonica (CO₂) e si ottiene questo carburante sintetico”. Soler Turu, dell’UPC, aggiunge: “Questo carburante sintetico può essere generato da idrogeno di qualsiasi origine – ad esempio, gas naturale – ma se ha la categoria di e-carburante significa che non proviene da un combustibile fossile e che si è utilizzata energia rinnovabile, come quella eolica o solare, come energia primaria. Questo dà origine, tra l’altro, a e-benzina, e-diesel e e-kerosene.
Quali sono i problemi?
Il principale inconveniente è il prezzo. “Ricavare l’idrogeno dall’acqua ha ancora un costo energetico ed economico molto elevato, e poi bisogna combinarlo con la CO₂ utilizzando catalizzatori che di solito contengono metalli preziosi. È ancora molto più conveniente utilizzare i combustibili fossili. Ma con gli investimenti e la volontà politica si possono ottenere catalizzatori più efficienti”, riassume Soler Turu. Infatti, l’ONG Transport & Environment (T&E) ha calcolato che nel 2030 il costo medio del rifornimento di un serbatoio aumenterebbe a 210 euro (50% in più). Berta Cabello di Repsol sottolinea: “Non sono ancora in produzione industriale, ma quando lo saranno potranno contribuire alla decarbonizzazione”. Vengono definiti neutrali per il clima perché si suppone che la CO₂ che emettono sia compensata dalla CO₂ precedentemente catturata per produrre il combustibile. Carlos Bravo, T&E, ha qualche riserva: “Possiamo dire che sono a basse emissioni, ma non neutrali, perché emettono un po’ di CO₂ nei tubi di scarico e anche ossidi di azoto (NOx) nel processo di combustione”. E aggiunge: “Sono molto meno efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai motori elettrici a batteria.
Possono essere utilizzati nelle auto di oggi?
“Sì, anche se la maggior parte di essi sono sperimentali, possono già essere utilizzati nelle auto, negli aerei, nei camion e nelle navi di oggi”, afferma Cabello. Infatti, la molecola di idrocarburo ottenuta dall’elettrolisi di idrogeno e anidride carbonica è praticamente la stessa che si ottiene dal petrolio. Questo solleva un’altra questione: “Per togliere il suo veto, la Germania ha detto che ci sarebbe stata la garanzia che il motore a combustione non si sarebbe acceso se non fosse stato un carburante sintetico. Ma i motori di oggi non sono in grado di distinguere tra carburante sintetico e normale. Questa è una porta aperta alle frodi e ritarda la decarbonizzazione dei trasporti”, denuncia Bravo di T&E.
Che ruolo ha l’idrogeno verde?
“L’idrogeno è un vettore energetico, un accumulatore in grado di immagazzinare energia, proprio come una batteria. Ma a differenza di una batteria, si può immagazzinare per anni e non si scarica”, risponde Soler Turu, che svolge ricerche in merito presso il Centro Specifico di Ricerca sull’Idrogeno (CER-H₂). Come funziona? “Si genera elettricità rinnovabile e, quando c’è un’eccedenza, la si usa per scindere l’acqua (H₂O) in idrogeno e ossigeno. Questo idrogeno verde viene utilizzato per produrre nuovamente elettricità, che può essere inviata a una cella a idrogeno: si tratta di un generatore elettrico che combina idrogeno e ossigeno per generare acqua, elettricità per far funzionare un motore e un po’ di calore”, continua lo scienziato. Esistono già alcuni modelli di auto con questa tecnologia – come la Toyota Mirai – anche se la si sta studiando maggiormente per autobus e camion, dato che le bombole per immagazzinare l’idrogeno compresso sono molto ingombranti e non esiste ancora una rete di stazioni idroelettriche ad uso pubblico per ricaricare queste auto.
Cosa sono i biocarburanti?
I biocarburanti sono carburanti derivati dalla materia organica. I biocarburanti di prima generazione – come il biodiesel – si ottengono da colture come la palma o la soia; i biocarburanti di seconda generazione si ottengono dai rifiuti organici; i biocarburanti di terza generazione – che sono ancora agli inizi – si ottengono dalle alghe. Marta García, di Ecologistas en Acción, sottolinea: “I carburanti di prima generazione hanno bisogno di una grande superficie per essere prodotti e sono associati alla deforestazione. Per questo motivo, nel 2019, l’UE ha ritenuto che quelli basati sulla palma abbiano un alto rischio di generare cambiamenti nell’uso del suolo”. I carburanti di seconda generazione, o avanzati, sono un passo avanti perché riutilizzano i rifiuti, anche se sono ancora una parte molto piccola del totale. “Le emissioni nel tubo di scappamento sono le stesse, ma si tratta di un prodotto che non si usava prima e che si rivaluta, anche se non è privo di impatti”, afferma Javier Andaluz, della stessa ONG. Bravo, di T&E, sottolinea: “Il metano è un gas che riscalda l’atmosfera più della CO₂. Quindi il metano delle discariche è molto meglio se lo si usa per la combustione piuttosto che lasciarlo libero. Potrebbe essere utilizzato, ad esempio, per il riscaldamento degli edifici”.
Quale sarà il mezzo di trasporto utilizzato?
Cossent prevede: “I veicoli elettrici faranno la parte del leone in termini di veicoli leggeri, come auto e moto. D’altra parte, i carburanti sintetici e l’idrogeno verde saranno utilizzati maggiormente per il trasporto pesante, come autobus, camion, navi e aerei, che sono generalmente più difficili da elettrificare. A questo proposito, le compagnie aeree stanno già testando l’e-kerosene, un carburante sintetico che è già stato sperimentato dalla compagnia aerea spagnola Iberia, ad esempio. “Anche Airbus sta provando a bruciare idrogeno invece di usare una cella a combustibile, ma è ancora in una fase iniziale”, aggiunge l’esperto. “Nel frattempo, il settore navale sta testando altri due carburanti sintetici, il metanolo e l’ammoniaca”, conclude.
