E-fuel e biocarburanti: differenze, pro e contro del futuro di diesel e benzina

Nei primi mesi dell'anno c'è stato un acceso dibattito, presso il Parlamento Europeo, riguardo al futuro della mobilità su strada, sia collettiva che individuale.

Bruxelles aveva paventato, già a Novembre, il divieto totale alla vendita di auto a combustione (dette anche ICE – Internal Combustion Engine) dal 2035 entro i confini dell'Unione: divieto che, ovviamente, non ne impediva la circolazione.

Questa prospettiva aveva fatto alzare gli scudi a quattro stati membri: Polonia, Bulgaria, Italia e, soprattutto, Germania. La Repubblica federale si è dimostrata in seguito particolarmente agguerrita ed inamovibile nel "difendere" gli interessi e il futuro dell'industria automobilistica tedesca.

Stando alle parole del ministro dei Trasporti tedesco Volker Wissing, quest'ultima sarebbe stata messa in ginocchio dal ban europeo, Pertanto, Bruxelles ha deciso permettere l'utilizzo delle ICE, a patto che i loro serbatoio vengano riempiti tramite e-fuel, ovvero elettro-carburanti. 

Cosa si intende con "e-fuel"

Con la definizione di "e-fuel" (letteralmente elettro-carburanti) si intendono i carburanti di origine sintetica prodotti con processi ad emissioni zero, o neutrali, ovvero con l'uso di energia elettrica ricavata da fonti rinnovabili, o catturando la CO₂ emessa.

Questi si differenziano nettamente a seconda del prodotto desiderato, o per meglio dire della sua forma, che può essere gassosa (Power-to-Gas) o liquida (Power-to-Liquid).

Entrambi prevedono due o tre fasi, con l'elettrolisi quale punto di partenza per ottenere l'idrogeno che verrà successivamente associato ad una seconda molecola (spesso CO₂, ma anche azoto per l'ammoniaca sintetica) e alcune sostanze catalizzanti.

Quello che si ottiene alla fine del processo è metanolo sintetico (CH3OH), che tramite raffinazione (il terzo passaggio) viene trasformato in e-benzina, e-diesel, e-gas o e-kerosene, a seconda degli utilizzi previsti (veicoli su ruota, navi o aerei).

Qualunque sia il prodotto finale desiderato, la loro produzione richiede moltissima energia e una quantità altrettanto ingente di acqua (mediamente, ogni litro di carburante sintetico ne richiede due di acqua), al punto che spesso si utilizza quella del mare, dopo averla desalinizzata (processo a sua volta energivoro).

Un metodo alternativo per la produzione di greggio sintetico è la coelettrolisi H2O/CO2 ad alta temperatura. Tuttavia, la tecnologia non è ancora matura e la maggior parte dei progetti opta per la produzione di idrogeno mediante elettrolisi a bassa temperatura nella loro prima fase.

I biocarburanti

Con il termine "biocarburante" si intende qualsiasi tipo di combustibile derivato direttamente da materia vegetale o animale - nota anche come biomassa - che produce bioenergia: il pre-fisso "bio" indica appunto la natura organica di questa fonte di combustibile, che non è prodotta da un processo geologico come quello dei combustibili fossili (petrolio e carbone). Per capirci, anche il legno rientra in questa definizione a pieno titolo. 

Il più famoso biocarburante (per veicoli) è l'etanolo, ottenuto attraverso il processo di fermentazione di biomasse ad alto contenuto di carbonio, principalmente zuccheri e cellulosa, come ad esempio la canna da zucchero. In Brasile, uno dei più importanti produttori ed esportatori di zucchero di canna, non è raro trovare veicoli alimentati al 100% da etanolo.

Il metanolo e il butanolo sono a loro volta alcol utilizzati come carburanti puliti. Il primo è notevolmente simile al metano nella composizione chimica, con l'unica differenza (a parte l'origine) di essere liquido e non gassoso. Si ricava dalla biomassa attraverso il processo di gassificazione, che avviene a temperature estremamente elevate e in presenza di un catalizzatore.

Il butanolo, formato attraverso il processo di fermentazione dei chicchi di frumento e sorgo, è il biocarburante in forma liquida che detiene il contenuto energetico per unità più elevato.

La sua struttura chimica e la sua efficienza lo rendono la perfetta controparte della benzina, al punto che può essere iniettato direttamente nei motori che la utilizzano senza causare alcun problema; a limitarne l'uso è la difficoltà della produzione.

Infine, il biodiesel è ottenuto tramite la raffinazione dell'HVO (Hydrotreated o Hydrogenated Vegetable Oil), ovvero olio vegetale – spesso quello di girasole - idrotrattato (o idrogenato), cui viene aggiunto dell'alcol (frequentemente l'etanolo).

Si tratta di un prodotto già in commercio, anche in Italia: ENI vi ha infatti investito molto, costruendo due impianti per la sua produzione (a Venezia e Gela) e mettendolo a disposizione in circa 150 stazioni di servizio.

I carburanti del futuro: pro e contro delle alternative alla mobilità elettrica e ad idrogeno

Come abbiamo illustrato, il processo per ottenere e-fuel è lungo e dispendioso e, se l'energia elettrica utilizzata non deriva da fonti rinnovabili, nemmeno green. Idealmente esiste la possibilità di renderlo "climaticamente neutro" catturando la CO₂ ma al momento questa tecnologia non esiste.

Sono in corso diversi progetti e studi, ma siamo ancora molto lontani da aver perfezionato il processo, al punto che nazioni come il Canada hanno definitivamente abbandonato questa strada.

Inoltre, il primo step serve a ricavare idrogeno (esso stesso un possibile carburante) e richiede molta energia elettrica (a sua volta il "carburante" delle auto a batteria): quale potrebbe essere la ragione – ecologicamente sostenibile – che giustificherebbe gli altri passaggi?

Infine, vi è il costo: ad oggi l'azienda maggiormente coinvolta nello sviluppo di un elettro-carburante che possa prendere il posto della benzina è Porsche, che nel 2020 ha investito circa 69 milioni di euro per acquisire il 12,5% di HIF, holding attiva nel campo dei carburanti alternativi.

Due anni dopo la casa di Stoccarda ha iniziato ufficialmente la produzione del suo carburante sintetico nello stabilimento pilota cileno di Punta Arenas, dove viene utilizzata energia al 100% rinnovabile grazie alla sovrabbondanza di eolico della regione.

In questo caso, quindi, possiamo realmente parlare di un elettrocarburante ad emissioni zero, ma il suo costo lo rende proibitivo. Come dichiarato dallo stesso Oliver Blume, CEO del marchio "Oggi un litro di e-Fuel costa circa 10 dollari, quando saremo a regime [ndr, nel 2026, secondo le stime dell'azienda], il costo scenderà rapidamente, fino a 2 dollari".

Discorso diverso deve essere fatto per i biocarburanti: come detto prima, si tratta di prodotti già noti e utilizzati, sia in miscela con carburanti tradizionali (nel caso del biodiesel) sia da soli.

Inoltre, sono biodegradabili, come dimostrato nello studio "Biodegradability of biodiesel fuel of animal and vegetable origin".

Il non essere annoverati fra le opzioni messe a disposizione da Strasburgo non ne impedirà l'uso, le aziende interessate non riceveranno eventuali fondi per la ricerca e sviluppo.

Casi d'uso particolari: i settori Hard to Abate

Durante il braccio di ferro fra UE e Germania, sono stati esclusi in toto, quali destinazione d'uso sia degli e-fuel, sia dei biocarburanti, i settori Hard to Abate [letteralmente "difficili da abbattere"].

Parliamo dell'aviazione, della navigazione e dei trasporti pensati, ovvero di quelle particolari categorie di trasporto (spesso di merci, più che di persone) che potrebbero non riuscire a passare dalla mobilità tradizionale a quella sostenibile in tempo per raggiungere gli obiettivi europei per il taglio delle emissioni.

Su questo fronte, in particolare per l'aviazione, sta lavorando con molto impegno la compagnia norvege Norsk e-fuel.

Se da una parte è vero che vi sono ricerche in questo senso – soprattutto per lo sviluppo di camion elettrici e/o a celle combustibili di idrogeno (basti pensare al Semi di Tesla e al Tevva Hydrogen di Tevva) - dall'altra si tratta innegabilmente di percorsi difficili, lunghi e complessi.

In questi settori, vitali per la nostra economia e il nostro benessere tanto quanto le nostre auto (se non di più), e-fuels e biocarburanti non hanno solo una ragione d'essere, ma sono una vera e propria necessità, quantomeno nel medio-lungo periodo.

In ultima analisi, quindi, se vogliamo approcciarci a questa discussione con senso critico e mente libera, dovremmo concludere che non esistono soluzioni migliori di altre in senso assoluto, ma solo relativo, e che ogni caso d'uso ha la sua.