Corpo Pagina

Combustibili da energia elettrica per trasporti sostenibili

Stena Germanica

Il settore dei trasporti rappresenta uno dei principali ostacoli all’obiettivo di azzerare, entro il 2050, le emissioni antropiche di anidride carbonica, principale responsabile dell’aumento dell’effetto serra e del conseguente riscaldamento globale. E se per le auto l’alimentazione elettrica può spostare il problema delle emissioni di CO2 agli impianti di produzione dell’energia, molto più complessa è la situazione relativa ai mezzi pesanti su strada e soprattutto ai trasporti aerei e navali. In tal senso, la principale soluzione al problema è costituita dai cosiddetti “e-fuels”, combustibili liquidi o gassosi prodotti da energia elettrica da fonti rinnovabili.

Dalle stime dell’Agenzia Europea dell’Ambiente, il 25% circa delle emissioni antropiche di gas a effetto serra derivano dal settore dei trasporti. Tra queste, poco meno di tre quarti (72.8%) sono conseguenza del trasporto su strada mentre oltre un quarto (26.1%) è legato ai trasporti aerei e navali. Si parla, solo in Europa, di oltre un miliardo di tonnellate annue di CO2emesse in atmosfera, corrispondenti alle emissioni di circa 300 centrali termoelettriche a carbone di media taglia.

Un forte impulso alla riduzione delle emissioni di CO2 nel settore dei trasporti è dato dalla crescita esponenziale del mercato delle auto elettriche, passate – secondo i dati dell’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA) – da 300.000 nel 2013 a oltre cinque milioni nel 2018. Grazie agli sviluppi tecnologici sulle batterie, che garantiscono autonomia e affidabilità sempre maggiori e prezzi sempre più competitivi, la IEA si attende una notevole crescita del mercato, fino a circa 250 milioni di veicoli previsti in circolazione tra dieci anni. Il tutto con una riduzione delle emissioni dirette di gas serra quantificata in circa 800 milioni di tonnellate all’anno.

Nonostante i notevoli sviluppi tecnologici, le batterie destinate all’alimentazione dei motori dei veicoli elettrici presentano ancora problemi legati al loro smaltimento. E soprattutto una potenza crescente ma pur sempre limitata, non adatta ad applicazioni per trasporti pesanti su strada. Né, tanto meno, all’applicazione nei settori aereo e navale, fatta eccezione per piccolissime applicazioni (come il progetto Airbus E-Fan, aereo completamente elettrico, presentato nel 2014, utilizzabile per il trasporto di sole due persone).

In questo senso, la soluzione più promettente al problema delle emissioni di CO2 nei trasporti è fornita dagli e-fuels. Idrogeno, metanolo, metano, dimetiletere, gasolio e tanti altri combustibili ottenuti dall’eccesso di energia elettrica da fonti rinnovabili e dall’anidride carbonica catturata direttamente dall’aria o da impianti industriali che ancora utilizzano fonti fossili. Questi combustibili possono costituire un’alternativa alle batterie per l’alimentazione dei veicoli leggeri e soprattutto possono intervenire – sfruttando in gran parte infrastrutture già esistenti – nel settore dei trasporti pesanti su strada e in quello dei trasporti aerei e navali.

I vantaggi sono tanti: si tratta, di fatto, di un metodo per accumulare l’energia rinnovabile altrimenti destinata ad essere sprecata (480 TWh all’anno solo in Europa), con numerosi vantaggi sulla stabilità delle reti. Si tratta, soprattutto, di combustibili di per sé estremamente puliti, privi dei contaminanti presenti nei corrispettivi di origine fossile e, in quantità minore, nei biocombustibili. Non derivano infatti dalla raffinazione del petrolio ma da processi di sintesi che richiedono composti ad alto grado di purezza. E si tratta, soprattutto, di prodotti completamente rinnovabili, che comportano, secondo le stime della IEA, una riduzione delle emissioni di gas serra fino al 93%.

Uno degli esempi più significativi di applicazione degli e-fuels nel settore automobilistico è dato dalla piccola flotta di autovetture dell’islandese Carbon Recycling International, alimentate a Vulcanol®. Si tratta, di fatto, di metanolo prodotto da CO2 naturale (di origine vulcanica) ed energia elettrica da fonte geotermica, già commercializzato in diversi paesi del nord Europa.

La flotta di auto alimentate a metanolo (Vulcanol®). (Fonte: https://www.carbonrecycling.is)

Ed è forse ancora più significativo, per la taglia dell’applicazione, l’esempio della Stena Line, compagnia di navigazione svedese, che ha convertito la nave “Stena Germanica” per l’alimentazione, anche in questo caso, con metanolo, sempre prodotto da fonte rinnovabile.

Tanta strada è ancora da fare. Soprattutto al fine di ottimizzare le tecnologie e l’economicità, considerando che oggi, sempre secondo le stime della IEA, gli e-fuels hanno ancora un costo da due a sette volte maggiore rispetto ai loro corrispettivi da fonte fossile. La comunità scientifica, così come Sotacarbo,  sono impegnate in attività di ricerca e studi sui processi di produzione degli e-fuels, al fine di ottimizzare i materiali per migliorare le prestazioni e ridurne i costi.  Il mondo industriale sta indagando su come inserire le tecnologie nel mercato internazionale (molto interessante, al proposito, uno studio di Eni che prevede un’economia circolare del carbonio applicata al settore dei trasporti su strada) e soprattutto come integrarle col sistema di produzione dell’energia elettrica, il cui costo impatta per il 40-70% sul costo di produzione degli e-fuels. E non è da trascurare il ruolo fondamentale che potrà giocare una legislazione capace di introdurre sistemi di incentivazione, che rendano le tecnologie a basso impatto sul clima competitive rispetto a quelle attualmente impiegate, ormai lungi dall’essere sostenibili. APettinau