A livello mondiale, a macchia di leopardo, si cercano alternative ai combustibili fossili per ridurre le emissioni di gas serra e combattere il cambiamento climatico.
Nell’Unione Europea, la Germania preme su Bruxelles affinché gli e-fuel siano ammessi anche dopo il 2035, data del bando termico: da quell’anno, le Case potranno vendere in UE solo macchine elettriche. Berlino chiede un minimo di elasticità, contrapponendosi all’Italia che insiste sul biocarburante.
Il termine e-fuel sta per electro-fuel, e il suo significato risiede proprio nel processo di produzione che li caratterizza. Mentre i combustibili fossili sono estratti dal sottosuolo, gli elettro-carburanti vengono sintetizzati artificialmente utilizzando energia elettrica. Questa energia, idealmente, dovrebbe provenire da fonti rinnovabili, come eolico, solare o idroelettrico, per garantire un ciclo di vita a basse emissioni di carbonio. Se arriva dal carbone, invece, il ciclo virtuoso s’interrompe. Ci sarebbe poi un’altra via, il nucleare, al centro da sempre di polemiche molto forti.
La prima fase consiste nell'elettrolisi dell'acqua (H₂O). Attraverso l'applicazione di corrente elettrica, l’acqua viene scissa nei suoi componenti elementari: idrogeno (H₂) e ossigeno (O₂). L’energia elettrica utilizzata per l’elettrolisi deve essere prodotta da fonti rinnovabili, come su accennato.
L’idrogeno verde così prodotto viene successivamente combinato con il biossido di carbonio (CO₂) catturato dall'atmosfera o da processi industriali. Questa combinazione avviene attraverso processi catalitici, come la sintesi Fischer-Tropsch, che permettono di creare lunghe catene di idrocarburi. Risultato: e-benzina, e-Diesel, e-metanolo; e-kerosene per l’aviazione.
La CO₂ emessa dalla combustione degli e-fuel nel motore viene compensato dalla CO₂ catturata dall'atmosfera durante la loro produzione: questo ciclo crea un bilancio netto di emissioni di carbonio pari a zero, rendendo gli e-fuel "carbon neutral" o a "zero emissioni nette" dal punto di vista del ciclo di vita. È fondamentale sottolineare che la combustione di e-fuel produce comunque inquinanti: ossidi di azoto (NOx) e particolato, sebbene in quantità che possono essere ridotte con le moderne tecnologie dei motori. Per questo al momento Bruxelles non ascolta la Germania: gli electro-fuel non sono puliti al 100%.
Gli e-fuel sono progettati per essere chimicamente simili ai combustibili fossili tradizionali (benzina e Diesel) e possono quindi essere utilizzati senza modifiche significative nei motori a combustione interna esistenti. Ciò significa che il parco auto circolante, compresi veicoli d'epoca o ad alte prestazioni, potrebbe continuare a circolare riducendo le proprie emissioni di CO₂. Insomma, tutto più facile rispetto all’elettrico, che richiede colonnine veloci. Con gli e-fuel, le attuali stazioni di rifornimento e i sistemi di distribuzione del carburante potrebbero rimanere in uso, semplificando la transizione per i consumatori e riducendo gli investimenti in nuove infrastrutture.
La produzione di e-fuel è un processo energeticamente intensivo. Convertire energia elettrica in idrogeno e poi in combustibile liquido comporta perdite di energia lungo la catena. Si stima che l'efficienza complessiva "well-to-wheel" (dal pozzo alla ruota, inteso come dall'energia primaria al movimento del veicolo) per gli e-fuel sia inferiore rispetto ai veicoli elettrici. Morale: un'auto a e-fuel richiede molta più energia primaria rinnovabile rispetto a un'auto elettrica.
Attualmente, i costi di produzione degli e-fuel sono notevolmente più elevati rispetto ai combustibili fossili. La tecnologia è ancora in fase di sviluppo e non ha raggiunto le economie di scala necessarie per competere sui prezzi. Per rendere gli e-fuel economicamente sostenibili, saranno necessari massicci investimenti e incentivi. Quel costo poi fa alzare il prezzo degli e-fuel. Di tanto, anche. Per produrne in quantità sufficienti a sostituire i combustibili fossili su larga scala, sarebbe necessaria una quantità enorme di energia elettrica da fonti rinnovabili.
Sono carburanti sintetici che possono sostituire il Diesel tradizionale in veicoli pesanti, autocarri, autobus, navi e macchine agricole. Questi settori sono particolarmente difficili da elettrificare a causa delle elevate esigenze di energia, del peso delle batterie e dei lunghi tempi di ricarica.
Porsche e Siemens Energy (con HIF Global). Uno degli esempi più noti è l'impianto "Haru Oni" in Cile, un progetto congiunto che coinvolge Porsche e Siemens Energy (attraverso HIF Global). Questo impianto sfrutta i forti venti della Patagonia per generare energia eolica e produrre e-metanolo, che viene poi convertito in e-benzina. L'obiettivo è fornire carburante per auto sportive ad alte prestazioni e per la flotta di Porsche. La scelta del Cile è strategica per la disponibilità di energia eolica a basso costo.
Audi ha esplorato la produzione di e-fuel, in particolare e-diesel ed e-gas, collaborando con aziende specializzate in biocarburanti sintetici.
Aziende come Shell, ExxonMobil e TotalEnergies stanno investendo in ricerca e sviluppo, riconoscendo il potenziale degli e-fuel per diversificare il proprio portafoglio e decarbonizzare le proprie attività.
La possibilità di utilizzare gli e-fuel nelle infrastrutture e nei motori esistenti li rende una tecnologia "drop-in", minimizzando la necessità di investimenti massicci in nuove infrastrutture e permettendo una transizione più graduale per i consumatori.
Sono una soluzione cruciale per settori come l'aviazione, il trasporto marittimo, l'agricoltura e i veicoli pesanti, dove l'elettrificazione completa è difficile o impossibile con le tecnologie attuali.
Offrono un percorso per decarbonizzare il vasto parco di veicoli a combustione interna già in circolazione, evitando la rottamazione prematura di milioni di auto.
La produzione di electro-fuel può essere decentralizzata e distribuita globalmente, riducendo la dipendenza da specifici paesi produttori di petrolio.
Essendo liquidi, gli e-fuel possono essere stoccati e trasportati con le tecnologie attuali, a differenza dell'elettricità che richiede batterie o sistemi di stoccaggio su larga scala.
È necessaria molta più energia rinnovabile per alimentare un veicolo a e-fuel rispetto a un mezzo elettrico.
I costi di produzione sono attualmente molto alti e non competitivi con i combustibili fossili, richiedendo sussidi significativi per la loro diffusione.
La produzione su larga scala di e-fuel richiederà enormi quantità di acqua (per l'elettrolisi) e di CO₂, la cui cattura e gestione sono processi complessi e costosi.
La combustione degli e-fuel produce comunque inquinanti atmosferici locali come NOx e particolato, che contribuiscono allo smog e ai problemi di salute nelle aree urbane.
L’enorme fabbisogno energetico degli e-fuel potrebbe entrare in competizione con altre esigenze di elettrificazione diretta.
Il successo dei carburanti sintetici dipenderà dalla capacità di ridurre i costi di produzione, aumentare l'efficienza del processo e garantire una fornitura sufficiente di energia rinnovabile. Le politiche governative giocheranno un ruolo fondamentale nel sostenere la ricerca, lo sviluppo e la produzione di e-fuel attraverso incentivi, standard e regolamentazioni.
Gli e-fuel potrebbero diventare un componente essenziale del mix energetico, soprattutto per i settori “hard-to-abate” (difficili da decarbonizzare). La loro competitività dipenderà fortemente dall'evoluzione dei prezzi dell'energia rinnovabile e dalle politiche di incentivazione. Se l'elettricità da fonti rinnovabili diventerà estremamente economica e abbondante, i carburanti sintetici avranno maggiori possibilità di affermarsi su larga scala, diventando una risorsa strategica per la sicurezza energetica e la riduzione delle emissioni globali.
