I carburanti sintetici sono idrocarburi ottenuti in laboratorio combinando gli elementi base carbonio e idrogeno. Il carbonio viene estratto dall’anidride carbonica presente nell’atmosfera, mentre l’idrogeno deriva dall’elettrolisi dell’acqua utilizzando energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili. Per questo vengono chiamati anche e-fuel o power-to-liquid.Possono sostituire benzina, diesel e cherosene conservando la compatibilità con motori ed infrastrutture attuali. Vediamo come avviene il processo.
Produzione dei carburanti sintetici
Quali carburanti sintetici è possibile ottenere? Non solo combustibili liquidi, ma anche gassosi come metano e GPL. La sintesi avviene partendo dagli elementi base, per cui è possibile ricreare la maggior parte degli idrocarburi utilizzati oggi nei trasporti.
Processo di produzione.
In sintesi, si estrae CO2 dall’aria, si produce idrogeno tramite elettrolisi e si combinano insieme questi elementi in appositi reattori che simulano la formazione geologica del petrolio. Tuttavia, i dettagli tecnici non sono banali e gli impianti necessitano di grande disponibilità di energia elettrica rinnovabile.
Neutralità rispetto alle emissioni di CO2.
Se l’intero processo avviene con energia pulita, alla fine si ha un bilancio di emissioni neutro: la CO2 rilasciata durante la combustione è la stessa utilizzata per produrre l’e-fuel. In teoria dunque questi carburanti sono carbon neutral.
Utilizzo nei motori attuali
Compatibilità con i motori a combustione interna. I test effettuati finora confermano la piena compatibilità con i propulsori odierni. Solo piccoli aggiustamenti ai sistemi di alimentazione, come nei filtri, sono necessari. Miscelati con benzina e gasolio tradizionali riducono comunque le emissioni di CO2.
Differenze rispetto ai biocarburanti. Entrambe le tipologie riciclano CO2 già presente in atmosfera, tuttavia i biocarburanti derivano da colture energeticamente in concorrenza con l’alimentazione umana. Gli e-fuel superano tale problematica ambientale grazie alla sintesi chimica.
Vantaggi e svantaggi
Pregi degli e-fuel
Utilizzano le attuali infrastrutture di distribuzione, hanno alta densità energetica ideale per il trasporto aereo, la combustione è più pulita che con i carburanti fossili. Inoltre possono immagazzinare surplus di produzione elettrica rinnovabile.
Problematiche e limiti
Richiedono grandi quantità di energia elettrica verde, gli impianti sono costosi, l’estrazione di CO2 dall’aria è inefficiente e complessa. Inoltre vi è un elevato consumo idrico per produrre l’idrogeno necessario alla sintesi.
Confronto con i veicoli elettrici
Emissioni di CO2.
Pur essendo carbon neutral, il processo produttivo degli e-fuel e la bassa efficienza dei motori termici ne limitano il beneficio climatico. Le auto elettriche, pur non avendo emissioni allo scarico, rimangono più efficienti nell’intero ciclo di vita.
Efficienza e consumi energetici.
Si stima un’efficienza well-to-wheel del 10% per gli e-fuel contro il 70-80% dei veicoli a batteria. In pratica servono oltre 20 kWh elettrici per produrre 1 litro di carburante sintetico da 10 kWh. Un uso decisamente poco razionale dell’energia rinnovabile disponibile.
Fattibilità economica e ambientale
Costi di produzione.
Attualmente gli e-fuel costano oltre 4 euro al litro da produrre. Difficile competere con benzina e gasolio tradizionali senza pesanti sovvenzioni pubbliche. I prezzi potrebbero calare in futuro, ma rimarranno ben superiori ai carburanti di origine fossile.
Sostenibilità complessiva.
La gigantesca quantità di elettricità verde necessaria a sostituire l’intero parco auto con i carburanti sintetici appare di difficile reperibilità. Senza contare l’imponente spreco energetico insito nel processo di sintesi e nell’uso nei motori a combustione interna.
In conclusione, i combustibili sintetici rappresentano una parziale via di fuga per motori a benzina e diesel in settori difficilmente elettrificabili nel breve periodo, come l’aviazione. Tuttavia, per le auto il loro impiego diffuso appare insostenibile e meno efficiente della trazione elettrica. Dunque meglio puntare decisamente sulla mobilità a batteria per il trasporto privato e commerciale su gomma. Con buona pace dei motori endotermici.
