Biocarburanti per il futuro

Sono in arrivo nuove normative, che affronteranno obiettivi generali come Net Zero Carbon e anche aggiornamenti incrementali che guideranno il cambiamento nel tempo. Nel Regno Unito, ad esempio, sono state adottate misure per limitare l'uso del diesel «rosso» fuoristrada (responsabile di elevate emissioni di NOx e PM10) in diversi settori, tra cui l'edilizia.1

Questi cambiamenti offrono alle aziende l'opportunità di esaminare più da vicino le proprie scelte di carburante e valutare quali opzioni consentano loro di rimanere conformi ed efficienti in termini di costi. In questo articolo, esploriamo le alternative alla combustione più pulita che stanno catturando la loro attenzione, con particolare attenzione ai biocarburanti liquidi.

Attualmente, le alternative di carburante più utilizzate sono i biocarburanti come il bioetanolo per i motori a benzina e il biodiesel per i motori diesel. Questi possono essere utilizzati come componenti dei carburanti standard, che in genere ammontano tra il 5 e il 30% del volume totale (a seconda dei requisiti legislativi) o possono anche essere utilizzati come unico combustibile.

Il bioetanolo può essere utilizzato nella sua forma alcolica, derivata dallo zucchero fermentato o dall'amido. Può anche essere convertito in ETBE (etil-tert-butil-etere), che migliora la sua capacità di combustione e migliora la compatibilità con condotte e motori rispetto all'etanolo.

Il biodiesel, invece, è composto da esteri di acidi grassi, che si ottengono facendo reagire grasso vegetale o animale con un alcol per ottenere proprietà simili a quelle del diesel. È anche possibile idrotrattare tali oli e grassi per ottenere olio vegetale idrotrattato (HVO), una soluzione di carburante alternativa che soddisfa pienamente i requisiti del Renewable Transport Fuel Obligation (RTFO) e quindi può essere utilizzata come carburante drop-in al 100%. 2

Tre generazioni di innovazione

I biocarburanti di prima generazione sono prodotti da materie prime commestibili come barbabietola, mais, frumento e canna da zucchero per il bioetanolo, o colza, girasole, soia e palma per il biodiesel. L'aspetto negativo di queste materie prime commestibili è che sono necessarie anche per l'approvvigionamento alimentare. Questa preoccupazione ha portato allo sviluppo di biocarburanti di seconda generazione a partire da materie prime non commestibili, come la biomassa lignocellulosica e i residui dei rifiuti delle colture.

Più recentemente, abbiamo assistito all'arrivo di biocarburanti di terza generazione. Queste possono essere prodotte dalle alghe, microrganismi che convertono la luce solare, l'acqua e l'anidride carbonica in energia tramite la fotosintesi.

Uno dei grandi vantaggi delle alghe è che richiedono un basso input per ottenere una resa di produzione di oltre 30 volte più energia per acro rispetto a quella ottenibile con le colture di biocarburanti di seconda generazione. Per non parlare del fatto che lo spreco alimentare è al centro dell'attenzione in questo momento. Potresti aver letto uno o due post sul blog sulla trasformazione del grasso da patatine fritte usato in olio vegetale idrotrattato (HVO), ma finora la ricerca continua di una fonte affidabile e costante di materie prime di provenienza etica.

Ogni alternativa al carburante ha le sue qualità uniche da affrontare. Il bioetanolo, ad esempio, può contaminare l'olio motore attraverso la diluizione del bioetanolo durante il funzionamento del motore. Ciò riduce la capacità dell'olio di proteggere il motore da attrito elevato, usura, corrosione e morchia, che a loro volta possono causare guasti al motore. Inoltre, l'aggiunta di bioetanolo alla benzina ne altera le proprietà, provocando la corrosione dell'iniettore di carburante e della pompa elettrica del carburante, o problemi di avviamento del motore a basse temperature. 3

Il biodiesel, invece, può causare il blocco del filtro del carburante e lasciare depositi interni ed esterni sull'iniettore, portando anche a problemi di avviamento a freddo. Fortunatamente, ora sono disponibili sul mercato numerose soluzioni di olio motore e additivi per carburante progettate per mitigare questi effetti.

Dove si trovano ora le opportunità di crescita dei biocarburanti? Per quanto riguarda il bioetanolo, il Brasile mantiene la sua posizione di fonte globale di materie prime per la canna da zucchero, mentre Cina e India sono due mercati di crescita chiave che gli esperti esamineranno a breve termine.4 Nel frattempo, l'espansione della produzione di HVO a Singapore e negli Stati Uniti dovrebbe rappresentare oltre la metà dell'aumento previsto della produzione di biodiesel.5

Altri combustibili più puliti da tenere d'occhio tra cui:

• Gas naturale liquefatto (GNL), , noto per le applicazioni di trasporto automobilistico e che ora sta guadagnando terreno in settori come il trasporto marittimo: il suo contenuto di zolfo dello 0% è completamente in linea con il limite di zolfo del 2020 istituito dall'Organizzazione marittima internazionale (IMO). 7

• Anche l'idrogeno è considerato un combustibile pulito, poiché emette acqua ma non CO2 durante la combustione. In quanto tale, è utile per i motori a combustione e nelle celle a combustibile utilizzate nei veicoli elettrici. La sfida è mantenerlo accessibile, quindi gli innovatori stanno sia cercando modi per consentire lo stoccaggio a bordo dei veicoli sia come sviluppare una rete di rifornimento adeguata.

1. https://www.gov.uk/government/publications/reform-of-red-diesel-entitlements/reform-of-red-diesel-and-other-rebated-fuels-entitlement2

. https://www.ifpenergiesnouvelles.com/issues-and-foresight/decoding-keys/renewable-energies/what-future-biofuels3 .

Food Technol Biotechnol. 2018 settembre; 56 (3): 289—311 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC62330104. https://www.iea.org/reports/renewables-2020/transport-biofuels5 .

Ibidem.

6. https://www.imo.org/en/MediaCentre/HotTopics/Pages/Sulphur-2020.aspx