Carburanti sintetici ed e-fuel: come si producono, differenze, vantaggi e svantaggi

Benzina, gasolio, GPL: i carburanti tradizionali per veicoli sono dei derivati del petrolio. Con combustibile sintetico si intende un prodotto adatto ad alimentare il motore di un veicolo, ma non derivato dal petrolio. Gli e-fuel cosa sono invece? Sono dei particolari combustibili sintetici (nome completo: electrofuel) prodotti tramite elettrolisi. Approfondiamo l’argomento in questo articolo.

Carburanti sintetici: cosa sono, significato

In generale, ogni carburante non derivato dal petrolio viene chiamato sintetico, ma ci sono delle eccezioni. Il biodiesel ad esempio è un prodotto sintetico, che però può essere prodotto da materiale agricolo o anche da rifiuti urbani rielaborati. Si tratta quindi di un prodotto derivato. Altri esempi sono i carburanti prodotti utilizzando il carbone. Ma l’ambito principale di sviluppo del carburante sintetico è l’indipendenza dai carburanti fossili (petrolio e carbone) per la creazione di un’energia più pulita. È importante quindi il processo di produzione, una reazione che recupera carbonio e idrogeno da fonti diverse per produrre idrocarburi.

Vantaggi del carburante sintetico

Il primo vantaggio di un combustibile prodotto senza la raffinazione di petrolio o la lavorazione di carbone è ecologico, in quanto le fonti minerali sono anche altamente inquinanti. Un altro vantaggio è che si vanno a sfruttare risorse alternative, come il gas naturale, oggi divenuto prevalente rispetto al carbone. Trasformando il processo di produzione del carburante, da un processo di raffinazione a un processo di riduzione, diminuisce l’impatto ambientale. Inoltre, è possibile muovere la sintesi degli idrocarburi anche da fonti secondarie, come le biomasse. Tramite processo di gassificazione, che avviene a temperature molto elevate, dalla massa solida si produce syngas (gas sintetico).

Svantaggi del carburante sintetico

Al momento, per produrre carburante sintetico vengono ancora utilizzate risorse non rinnovabili (come il gas naturale). Questo processo non risolve quindi il problema dell’esaurimento delle risorse naturali. La produzione per elettrolisi, con il recupero di idrocarburi dalla gassificazione, avviene a temperature molto alte e quindi richiede un consumo energetico tale da rendere poco efficace e particolarmente costoso il prodotto finale. Infine, quale che sia il metodo di produzione dell’idrocarburo, tutto ciò che avviene dalla combustione in poi presenta gli stessi inconvenienti del carburante prodotto con metodi convenzionali. La necessità di pulire lo scarico o anche di installare periodicamente un nuovo filtro del carburante rimane invariata, così come la produzione di microparticelle e il potenziale rischio per l’ambiente.

Carburante sintetico: il prezzo

Al momento, il costo del carburante sintetico è ancora proibitivo. Le prime taniche di carburante sintetico introdotte in commercio, sia pur in edizione limitata, sono quelle della britannica Zero Petroleum, che ha proposto 20 litri di Zero Syn95 a £50,000 (circa 60.000 €), circa 3.000 € al litro. L’edizione successiva, attesa per il 2025, dovrebbe avere un prezzo relativamente più modico: 60 €/l.

E-fuel: significato

La dicitura “e-fuel” è un’abbreviazione per electro-fuel. Non si tratta di un carburante per auto elettriche, ma di prodotti di elettrolisi che sfruttano risorse più ecologiche. In sostanza, un e-fuel cos’è? È anch’esso un carburante sintetico che però punta ad avere un impatto zero sul bilancio di anidride carbonica globale (carbon neutral). Diventa quindi imperativo l’utilizzo di fonti rinnovabili (come l’eolico) per catturare l’anidride carbonica dall’atmosfera e rimetterla in circolo per combinarla con il carbonio, catturato da fonti diverse. Per essere caratterizzato dalla sigla e-fuel, un carburante non può essere un derivato del petrolio o del carbonio e deve avere impatto zero sull’ambiente.

E-fuel: come si produce

Il processo di produzione industriale di un e-fuel prevede l’utilizzo di idrogeno verde e di CO₂ riciclata. L’anidride carbonica viene catturata direttamente dall’atmosfera, mentre per la generazione di idrogeno si utilizzano energie rinnovabili, in particolar modo quella eolica. La combinazione di CO₂ e idrogeno produce metanolo, che può essere sfruttato direttamente come combustibile, oppure sintetizzato in benzina o gasolio. L’elettrolisi è alimentata da energie rinnovabili, quindi la produzione di emissioni è ridotta. Cosa sono gli e-fuel rispetto ai combustibili sintetici? Sono una categoria particolare, che utilizza solamente energie rinnovabili e anidride carbonica riciclata.

Vantaggi degli E-fuel

Il vantaggio principale è il raggiungimento della neutralità in termini di carbone: niente emissioni e riciclo dell’anidride carbonica. È una forma di carburante verde, che non sfrutta giacimenti di petrolio o di carbone. L’impatto ambientale è così ridotto al minimo. L’adozione degli e-fuel sarà un enorme passo in avanti nel raggiungimento della neutralità climatica del settore automobilistico, un obiettivo delineato per i prossimi dieci anni. Un altro vantaggio è la disponibilità delle materie prime, in questo caso idrogeno e anidride carbonica, che consentirà col tempo di ampliare la produzione in larga scala.
Svantaggi degli E-fuel

Al momento, si tratta di un carburante la cui produzione è ancora allo stadio sperimentale. Gli investimenti iniziali sono elevati e il costo medio del prodotto finito è ancora eccessivo rispetto al prezzo dei carburanti tradizionali (a meno che i governi non intervengano detassando i prodotti ecologici). Infine, la neutralità rispetto all’ambiente è richiesta per la produzione, ma dato che questi carburanti dovrebbero alimentare i motori a scoppio tradizionali, rimangono in campo le problematiche legate agli scarichi e alla purificazione delle emissioni (particolato), problematiche che invece non sussisterebbero nel settore delle celle di idrogeno e nei motori non a combustione interna.

E-fuel: il prezzo

L’impianto americano in produzione in Texas dovrebbe fornire e-fuel con un prezzo finale all’utente di circa 3,1 €/l. Ancora proibitivo, ma più accessibile rispetto ai primi esperimenti di carburante sintetico. Inoltre, il prezzo stimato è comprensivo di accise e tasse, ma i governi potrebbero sgravare questi componenti con delle agevolazioni. Il costo di produzione dovrebbe inoltre diminuire drasticamente con la produzione in massa, fino a ridursi a meno di 1 €/l entro il 2050.

Combustibili sintetici ed e-fuel: le differenze

Gli e-fuel sono dei particolari combustibili sintetici prodotti sfruttando fonti rinnovabili per riciclare l’anidride carbonica e catturare l’idrogeno. L’ambito dei carburanti sintetici è quindi più ampio, e comprende carburanti prodotti senza utilizzare il petrolio (ma ad esempio sfruttando il carbone o il gas naturale). La CO₂ può essere ottenuta tramite gassificazione delle biomasse, mentre per gli e-fuel deve essere catturata dall’atmosfera o dalle emissioni industriali (riciclata).

Tutti i carburanti sintetici sono destinati all’utilizzo nei motori a combustione interna, ma l’impatto ambientale in fase di produzione varia nel caso dei prodotti sintetici, mentre deve essere minimo per gli e-fuel. La disponibilità è ancora scarsa e in fase di sviluppo.

Caratteristica	Combustibili sintetici	E-fuel
Definizione	Carburanti creati artificialmente attraverso vari processi chimici e fonti di carbonio.	Carburanti sintetici prodotti usando energia rinnovabile per ridurre al minimo l’impatto ambientale.
Fonte di energia	Combustibili fossili (carbone, gas naturale), biomassa o altre fonti chimiche.	Energia rinnovabile (solare, eolica, idroelettrica).
Fonte di carbonio	Può derivare da fonti fossili, biomassa o CO₂ industriale.	CO₂ catturata dall’atmosfera o da emissioni industriali.
Processo di produzione	Include metodi come il processo Fischer-Tropsch o la gassificazione.	Elettrolisi per produrre idrogeno e combinazione con CO₂ per creare idrocarburi.
Impatto ambientale	Dipende dalla fonte di energia e dal metodo di produzione utilizzati.	Ridotto al minimo grazie all’uso di energie rinnovabili e un ciclo del carbonio chiuso.
Uso	Utilizzabile in motori a combustione interna e per aviazione.	Specifico per applicazioni con obiettivi di neutralità carbonica, ma utilizzabile anche nei motori tradizionali.
Obiettivo principale	Ridurre la dipendenza dai combustibili fossili tradizionali.	Raggiungere la neutralità climatica nel settore dei trasporti e dell’energia.
Disponibilità	Più diffuso ma con maggiore impatto ambientale rispetto agli e-fuel.	Ancora in fase di sviluppo, con un costo più elevato.

Quali veicoli possono utilizzare carburanti sintetici ed e-fuel?

Il principio di sviluppo del carburante sintetico e degli e-fuel è l’impatto zero per la produzione di carburante compatibile con i sistemi di alimentazione degli odierni motori a combustione interna. Si tratta quindi di una rivoluzione in ambito produttivo, non in ambito motoristico o automobilistico. I test condotti finora dimostrano che i carburanti sintetici possono essere sfruttati per alimentare un motore a scoppio, senza modifica alcuna, senza calo di prestazioni o aumento dei consumi. Nel caso degli e-fuel, in alcuni casi si è notato un notevole calo delle emissioni (fino al 92%) dovuto alla migliore qualità del carburante sintetico rispetto ai derivati del petrolio.

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