18.08.2023
Carburanti del futuro: E-fuel, biofuel e combustibili solariCon l’accordo tra Berlino e Bruxelles riguardo agli e-fuel, è emersa nuovamente l'attenzione sui biocarburanti. Questi due termini rappresentano combustibili differenti: gli e-fuel sono combustibili sintetici ottenuti attraverso energia elettrica da rinnovabili, mentre i biocarburanti derivano dalla biomassa. Gli e-fuel possono replicare le proprietà dei combustibili tradizionali. Storicamente, la produzione di combustibili sintetici risale al 1925 con il processo di Fischer-Tropsch. Originariamente, la Germania utilizzava questo metodo per convertire il carbone in idrocarburi durante la Seconda Guerra Mondiale. Tuttavia, gli e-fuel moderni non usano il carbone: l'idrogeno proviene dall'elettrolisi dell'acqua, mentre il monossido di carbonio è derivato dalla CO2, idealmente catturata dalle emissioni industriali. Sebbene la conversione dell'energia elettrica in composti come l’idrogeno e l’etilene sia già una realtà, l'efficienza di tale processo varia. Molecole semplici possono avere un’efficienza superiore al 60%, mentre composti più complessi possono scendere sotto il 10% a causa della formazione di prodotti secondari. Gli e-fuel potrebbero servire come sistemi di stoccaggio energetico, compensando l’intermittenza delle fonti rinnovabili. Per essere ecologicamente validi, le emissioni di CO2 durante la combustione dovrebbero essere bilanciate dalla CO2 utilizzata nella produzione. Sebbene potrebbero ridurre le emissioni rispetto ai combustibili fossili fino al 96%, la loro produzione è energicamente costosa. Infatti, un veicolo a batteria ha bisogno di cinque volte meno energia elettrica rispetto a un veicolo che usa e-fuel. Infine, dal punto di vista economico, gli e-fuel potrebbero rimanere molto più costosi dei combustibili a base di petrolio fino al 2035. I biocarburanti si ricavano dalla biomassa e si presentano sia in forma liquida, come il biodiesel e il bioetanolo, sia gassosa. Si possono categorizzare in: - Biocarburanti di Prima Generazione: Provenienti da colture alimentari come mais e canna da zucchero, dominano attualmente il mercato. - Biocarburanti di Seconda Generazione: Provenienti da residui agricoli, forestali, e rifiuti. - Biocarburanti di Terza Generazione: Noti anche come "algae fuel", sono derivati dalle alghe e hanno un potenziale di resa superiore, ma presentano sfide tecniche ed economiche. Dal punto di vista chimico, esistono principalmente il bioetanolo, un alcol derivato dalla fermentazione, e il biodiesel, derivato da oli e grassi attraverso il processo di transesterificazione. Entrambi possono integrarsi con i carburanti tradizionali. Nicola Armaroli evidenzia anche la presenza dell'HVO, un biodiesel derivato principalmente dall'olio di palma. Tuttavia, l'uso eccessivo dell'olio di palma ha sollevato preoccupazioni ambientali. Secondo l'IEA, i biocarburanti rappresentano una potenziale soluzione per la decarbonizzazione dei trasporti. Nel 2021, rappresentavano il 3,6% dell'energia per i trasporti, con l'obiettivo di raggiungere il 15% nel 2030. Tuttavia, esistono sfide. I biocarburanti di prima generazione possono influenzare la destinazione dei terreni agricoli, provocando cambiamenti nell'uso del suolo e impattando negativamente la biodiversità. La ricerca suggerisce che è essenziale orientarsi verso biocarburanti di seconda generazione per minimizzare questi impatti. In un rapporto dell'istituto IFEU, si afferma che l'Europa richiede vaste aree di terreno per la produzione di biocarburanti. Questo uso del suolo potrebbe essere meglio impiegato per il sequestro di CO2 o la produzione di energia solare. Armaroli sottolinea l'efficienza superiore dei motori elettrici rispetto ai motori a combustione, suggerendo che i biocarburanti potrebbero essere meglio utilizzati in settori come l'aviazione. Infine, la ricerca si sta spostando verso combustibili solari ottenuti da processi fotochimici. Basati sulla concettualizzazione di una "fotosintesi artificiale", questi studi mirano a utilizzare la luce solare per produrre combustibili. Questi sforzi rappresentano una potenziale rivoluzione nella produzione di energia sostenibile.