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Gli e-fuels cambieranno le carte in tavola

Photo copyright: LUT University

Le tecnologie Power-to-X giocheranno un ruolo sempre maggiore nella sostituzione dei combustibili fossili. Soprattutto nei settori di difficile elettrificazione come l’aviazione, il trasporto marittimo e i processi industriali specifici. A sostenerlo è lo studio della Lappeenranta-Lahti University of Technology (LUT), commissionato dalla Global Alliance Powerfuels, associazione fondata dall’Agenzia tedesca per l’energia.

Il documento si basa su un modello di sistema energetico denominato LUT Energy System Transition, che include tutti i carburanti sintetici e presuppone la disponibilità tecnica dei processi Power-to-X già noti e possibilità di utilizzare i combustibili così prodotti. Il modello considera la domanda di energia da diversi settori – elettrica, termica, dell’industria, dei trasporti, della chimica e della desalinizzazione – nonché una stima della domanda di materie prime non energetiche del settore chimico.

Per il 2050 viene prefigurato un mondo alimentato interamente da fonti energetiche rinnovabili. In questo scenario gli e-fuels o combustibili sintetici diventeranno la fonte energetica più importante, insieme all’uso diretto di tecnologie energetiche pulite, nonostante una forte diffusione dei veicoli elettrici e una massiva elettrificazione nel settore del riscaldamento. A seconda del tipo di applicazione, si ipotizza che un’ampia gamma di combustibili dalle proprietà specifiche, tra cui idrogeno, gas sintetico (ad esempio metano, propano), nonché combustibili liquidi sintetici e prodotti chimici (metanolo, diesel, benzina, cherosene, ammoniaca, prodotti Fischer-Tropsch), si affermeranno nel mercato globale e saranno in grado di soddisfare il 28% della domanda finale di energia raggiungendo 43.200 TWh nel 2050.

Il fabbisogno di combustibili a impatto zero, a base di carbonio, comporta una richiesta significativa di CO2 sostenibile; ogni anno saranno infatti necessari 6.000 Mt di CO2 come materia prima. Le attuali fonti biogeniche e i flussi di emissione esistenti, provenienti da inceneritori di rifiuti, industria cartaria e cementifici, non potranno soddisfare la crescente domanda. Perciò l’unica opzione sostenibile ed economica a lungo termine sarà quella di catturare la CO2 direttamente dell’aria (DAC), creando un ciclo chiuso che la recuperi durante l’utilizzo dei carburanti.

Lo studio analizza 145 aree geografiche nel mondo. Per ciascuna esplora il potenziale di produzione e commerciale dei carburanti e quantifica la riduzione delle emissioni di gas serra che deriva dalla loro adozione. Supponendo che la produzione avvenga nelle zone con un alto potenziale di energie rinnovabili in cui i costi sono minori, il commercio mondiale dei carburanti comporterebbe una riduzione tra i 50 e gli 80 euro a MWh entro il 2050. Con l’importazione da Sud America, Africa e Vicino e Medio Oriente, l’Europa avrebbe una riduzione del 15-30% dei costi rispetto a uno scenario di autoapprovvigionamento.

Al fine di produrre i volumi richiesti da un sistema energetico defossilizzato, è necessaria la disponibilità di energia elettrica da fonti rinnovabili in eccesso rispetto al normale fabbisogno elettrico e l’affinamento degli impianti di produzione (elettrolizzatori).
L’investimento globale necessario per la transizione dai combustibili fossili a quelli “rinnovabili” ammonta a circa 18.000 miliardi di euro tra il 2020 e il 2050, compresi gli impianti di generazione di energia rinnovabile dedicati.
Per il raggiungimento degli obiettivi climatici e ridurre i costi della transizione energetica sarà quindi necessario capitalizzare le infrastrutture esistenti, fornire opzioni di stoccaggio a lungo termine, favorire il commercio mondiale e l’innovazione nel mondo dei trasporti.

Proprio sulla spinta del settore dei trasporti la Lappeenranta-Lahti University of Technology LUT ha avviato anche uno studio di fattibilità per la realizzazione di un impianto pilota per la produzione di combustibili sintetici, in collaborazione con diverse compagnie interessate al prodotto finale, tra cui Shell e Finnair, la compagnia aerea di bandiera finlandese. L’impianto sarebbe ospitato a Joutseno (Finlandia), dove potrà utilizzare la CO2 del cementificio Finnsementti di Lappeenranta e l’idrogeno in eccesso dell’azienda chimica Kemira per produrre metanolo.

Il successo e la rapidità della transizione passa per iniziative di questo tipo, in grado di perseguire l’abbattimento delle emissioni e nel contempo salvaguardare la competitività, la crescita economica e l’occupazione. Unica strada per consentire alle aziende di utilizzare il loro potenziale tecnologico per combattere il cambiamento climatico e rendere sostenibile l’economia globale. AMasili