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Metanolo il carburante del futuro

metanolo

Il petrolio e il metano cominciano a scarseggiare e nel futuro prossimo avremo bisogno di un “vettore” per immagazzinare, distribuire e utilizzare energia. Di facile conservazione e distribuzione il metanolo è un ottimo carburante per aerei e autovetture e, oltre a poter essere miscelato alla benzina o trasformato in biodiesel, può soprattutto essere bruciato in impianti esistenti di generazione di energia e utilizzato nelle celle a combustibile.

Il progetto dello STOA, l’organismo di valutazione delle opzioni scientifiche e tecnologiche del Parlamento europeo, esamina gli ostacoli tecnologici, ambientali ed economici alla produzione di metanolo a partire dal biossido di carbonio (CO2), nonché i possibili usi del metanolo nel trasporto stradale in Europa.

I costi e i benefici sono esaminati tenendo conto del ciclo di vita del prodotto, onde comparare le varie materie prime disponibili per la produzione di metanolo e considerare i vantaggi che il metanolo prodotto a partire dalla CO2 potrebbe offrire nella transizione verso un mix di carburanti più diversificato nel settore dei trasporti. Sul medio e sul lungo periodo una simile scelta può rivelarsi vantaggiosa, consentendo di ridurre la dipendenza dai combustibili fossili tradizionali e di accrescere la sicurezza dell’approvvigionamento.

È chiaro, tuttavia, che per fare della CO2 una materia prima efficiente e competitiva, interessante non solo per il settore dei trasporti ma anche per altri comparti, occorre impegnarsi a fondo e con costanza nella ricerca in tale ambito. La competitività del metanolo prodotto a partire dalla CO2 dipenderà in gran parte da come le future politiche sapranno inquadrare in modo efficiente vari problemi e fattori fondamentali, vale a dire:

  • La priorità accordata nel quadro della politica dei trasporti alle considerazioni di natura ambientale, prima fra tutte quella della riduzione della CO2, e alle questioni legate alla sicurezza dell’approvvigionamento.
  • Le incertezze negli sviluppi tecnologici futuri nel settore dei trasporti e la necessità di evitare investimenti incagliati sul medio e sul lungo periodo.
  • La necessità di abbattere i costi della cattura della CO2 e di incentivarne i possibili usi, anche per la produzione di metanolo.
  • Le prospettive di un miglioramento significativo nella competitività delle celle a combustibile alimentate a metanolo nel contesto di un libero mercato.
  • L’opportunità di promuovere soluzioni diversificate per le varie flotte di trasporto, tenendo conto che è molto probabile che i vari settori del comparto dei trasporti si trovino a competere per i carburanti.

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Il cherosene solare, il primo carburante pulito e alternativo del futuro

Cartoon_SOLAR-JET_Process

Il sogno è riuscire ad alimentare aerei, auto e altri mezzi di trasporto con carburanti alternativi, rinnovabili e puliti. Ci sta provando un progetto di ricerca finanziato dall’UE, SOLAR-JET, che per la prima volta al mondo ha creato un combustibile a partire da acqua, anidride carbonica e una fonte luminosa che imita il sole. Il cherosene solare, in futuro, potrà sostituire la lampada con il sole e a creare, quindi, un carboturbo a partire da elementi rinnovabili.

I ricercatori sono riusciti a realizzare l’intera catena di produzione di cherosene rinnovabile a base di luce concentrata come fonte di energia ad alta temperatura. Il progetto è ancora in fase sperimentale, finora si è prodotto un bicchiere di carboturbo in condizioni di laboratorio avvalendosi di luce solare simulata. I risultati fanno tuttavia sperare che in futuro sia possibile produrre idrocarburi liquidi a partire da luce solare, acqua e CO2. I combustibili ottenuti con il metodo Fischer-Tropsch sono già certificati e possono essere utilizzati da veicoli e aeromobili attualmente in circolazione senza bisogno di modifiche al motore o all’infrastruttura per il combustibile.

Nella prima fase si è usata luce concentrata (simulata) per convertire l’anidride carbonica e l’acqua in un gas di sintesi (syngas) all’interno di un reattore solare ad alta temperatura contenente materiali a base di ossidi metallici sviluppati presso l’ETH di Zurigo. Il syngas, una miscela composta da idrogeno e monossido di carbonio, è stato poi convertito in cherosene dalla Shell per mezzo di un processo noto come Fischer-Tropsch che trasforma le miscele gassose in combustibili sintetici. 

Il progetto quadriennale SOLAR-JET è stato avviato nel giugno 2011 con un finanziamento dell’UE pari a 2,2 milioni di Euro provenienti dal Settimo programma quadro di ricerca e sviluppo tecnologico. Il progetto SOLAR-JET rappresenta l’incontro fra gli organismi di ricerca del mondo universitario e del settore industriale (ETH Zurigo, Bauhaus Luftfahrt, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Shell Global Solutions e il partner responsabile della gestione ARTTIC).

Nella prossima fase del progetto le parti intendono ottimizzare il reattore solare e valutare se la tecnologia sia in grado di funzionare su scala più ampia a costi competitivi.

“Questa tecnologia”, afferma la commissaria europea per Ricerca innovazione e scienza Máire Geoghegan-Quinn, “significa che un giorno potremmo produrre carburante pulito e in abbondanza per aerei, automobili e altri mezzi di trasporto, contribuendo anche a trasformare il CO2, uno dei principali gas responsabili del riscaldamento globale, in una risorsa utile”.

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Unione Europea: diffondere i combustibili puliti per ridurre la dipendenza di petrolio

combustibili-puliti-carburanti-alternativi

Se aumentasse il numero degli automobilisti che guidano veicoli elettrici o alimentati a idrogeno e metano invece che a benzina e diesel, l’UE dipenderebbe meno dalle importazioni di petrolio e ridurrebbe le emissioni di gas a effetto serra.

Ma chi  usa i carburanti alternativi ? Pochi. E i motivi sono facilmente comprensibili: il costo elevato dei veicoli, lo scarso livello di accettazione da parte dei consumatori e la mancanza di stazioni di ricarica e rifornimento. È un circolo vizioso: non vengono costruite stazioni di rifornimento perché non vi sono abbastanza veicoli, i veicoli non sono venduti a prezzi competitivi perché la domanda è insufficiente, i consumatori non acquistano i veicoli perché sono costosi e non ci sono stazioni di rifornimento.

Per eliminare questi ostacoli, la Commissione intende fissare obiettivi vincolanti e standard comuni. Le proposte principali riguardano:

1) l’elettricità: un numero minimo di stazioni di ricarica in ogni paese e un connettore universale per ricaricare l’auto in tutta l’UE;
2) l’idrogeno: standard comuni per i tubi di rifornimento e gli altri componenti nelle stazioni di servizio di 14 paesi UE;
3) il gas naturale liquefatto: stazioni di servizio per i mezzi pesanti ogni 400 km lungo la prevista rete centrale transeuropea di trasporto ; saranno necessarie anche stazioni di rifornimento per le navi in tutti i 139 porti marittimi e interni presenti lungo la rete
4) il gas naturale compresso: entro il 2020 stazioni di rifornimento con standard comuni accessibili al pubblico in tutta Europa, almeno ogni 150 km.

I paesi dell’UE potrebbero favorire questi cambiamenti adattanto la legislazione e la fiscalità nazionale per incoraggiare gli investimenti dei privati. I finanziamenti dell’UE necessari sono già disponibili.

Le proposte non riguardano altri carburanti alternativi che utilizzano infrastrutture esistenti (biocarburanti e carburanti sintetici) o che dispongono già degli impianti necessari (gas di petrolio liquefatto)

Il pacchetto “Energia pulita per il trasporto” è composto da una comunicazione relativa a una strategia europea per i combustibili alternativi, una direttiva incentrata sulle infrastrutture e sulle norme e un documento di accompagnamento che descrive un piano d’azione per lo sviluppo di gas naturale liquefatto (GNL) nel trasporto marittimo.

Le principali misure proposte sono:

Energia elettrica: La situazione relativa ai punti di ricarica varia sensibilmente all’interno dell’UE. I paesi leader sono Germania, Francia, Paesi Bassi, Spagna e Regno Unito. In base alla proposta, per ogni Stato membro è stato stabilito un numero minimo di punti di ricarica che utilizzeranno lo stesso tipo di connettore: l’obiettivo per l’Italia è di avere entro il 2020 una rete di 125 000 punti di ricarica (contro i 1 350 esistenti nel 2011), per alimentare i 130 000 veicoli elettrici che, secondo i piani del nostro paese, dovrebbero essere in circolazione entro il 2015. L’obiettivo è creare una massa critica di punti di ricarica in modo che le imprese garantiscano la produzione su larga scala di automobili elettriche a prezzi ragionevoli. Un connettore universale per tutta l’UE è un elemento essenziale per la diffusione dell’energia elettrica. Per porre fine all’incertezza del mercato la Commissione scommette sull’uso del connettore di tipo 2 come standard comune per tutta Europa.

Idrogeno: Germania, Italia e Danimarca dispongono già di un numero significativo di stazioni di rifornimento di idrogeno, anche se alcune non sono accessibili al pubblico. Per alcuni elementi, come ad esempio i tubi per carburante, sono ancora necessarie norme comuni. In virtù della presente proposta, le stazioni di servizio esistenti saranno collegate tra loro in modo da formare una rete soggetta a norme comuni che garantiscano la mobilità dei veicoli a idrogeno. Questo vale per i 14 Stati membri che dispongono attualmente di una rete per l’idrogeno.

Biocarburanti: rappresentano già quasi il 5% del mercato. Funzionano come combustibili miscelati e non richiedono alcuna infrastruttura particolare. Una delle sfide principali consisterà nell’assicurare la loro sostenibilità.

Gas naturale liquefatto (GNL) e compresso (GNC): il GNL viene utilizzato per il trasporto per via d’acqua, sia marittimo che per vie navigabili interne. Le infrastrutture per il rifornimento di GNL per le navi sono ancora in fase iniziale: soltanto la Svezia è provvista di alcune infrastrutture per navi marittime e altre sono previste in vari Stati membri. La Commissione propone che vengano installate stazioni di rifornimento di GNL in tutti i 139 porti marittimi e interni della rete centrale transeuropea rispettivamente entro il 2020 e il 2025. Non si tratta di importanti terminal di gas, bensì di stazioni di rifornimento fisse o mobili. Questa misura riguarda tutti i principali porti dell’UE.

GNL: il gas naturale liquefatto è utilizzato anche per gli autocarri, ma nell’UE ci sono soltanto 38 stazioni di servizio. La Commissione propone che, entro il 2020, vengano installate stazioni di rifornimento ogni 400 km lungo le strade della rete centrale transeuropea.

GNC: il gas naturale compresso è utilizzato principalmente per le autovetture. Attualmente questo combustibile è utilizzato da un milione di veicoli, pari allo 0,5% del parco automobilistico – il settore punta a decuplicare questo dato entro il 2020. La proposta della Commissione garantisce che, entro il 2020, siano disponibili in tutta Europa punti di rifornimento accessibili al pubblico, con norme comuni e ad una distanza massima di 150 km.

GPL: gas di petrolio liquefatto. Non è prevista alcuna azione per il GPL, poiché le infrastrutture di base esistono già.

Gli Stati membri saranno in grado di attuare questi cambiamenti senza dover necessariamente ricorrere alla spesa pubblica, mediante la modifica di norme locali che promuovano gli investimenti e l’orientamento del settore privato. L’UE offre già il proprio sostegno attraverso i fondi TEN-T, strutturali e di coesione.

Siim Kallas, Vicepresidente e Commissario responsabile per i Trasporti, ha dichiarato: “Lo sviluppo di combustibili innovativi e alternativi è un modo efficace per rendere l’economia europea più efficiente sotto il profilo delle risorse, ridurre l’eccessiva dipendenza dal petrolio e sviluppare un settore dei trasporti pronto a rispondere alle esigenze del XXI secolo. La Cina e gli Stati Uniti prevedono che entro il 2020 circoleranno complessivamente più di sei milioni di veicoli elettrici. Si tratta di una grande opportunità per l’Europa di assicurarsi una posizione solida in un mercato globale in rapida crescita.”

Punti di ricarica/veicoli elettrici per Stato membro

Punti di ricarica/veicoli elettrici per Stato membro


L’era dell’idrogeno. Energia per un pianeta più pulito. Il XXI secolo vedrà il declino del petrolio come fonte energetica principale. È giunto il momento di investire in una nuova direzione: l’era dell’idrogeno, che rappresenta il vettore energetico pulito del futuro.

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