Carburanti sintetici e-fuel per i trasporti: il focus di Faro sull’idrogeno verde

Il 67° Faro Club Main Meeting si è acceso sul tema dell’adozione dei carburanti sintetici nel settore dei trasporti. Vale a dire gli e-fuel, fatti per due terzi da idrogeno green prodotto con elettricità da fonti rinnovabili (Green H2) e per un terzo da anidride carbonica (CCS e CCUS).

Di idrogeno verde per la mobilità, oltre che per l’industria energivora, ha parlato Marco Lazzaroni, amministratore delegato della startup italiana UFI Hydrogen (gruppo UFI Filters) specializzata in R&S e produzione di sistemi di membrane catalizzate (MEA – Membrane Electrode Assembly) per elettrolizzatori. «Siamo l’unica azienda italiana e tra le poche al mondo che operano nel campo della tecnologia elettrolitica PEM (Proton Exchange Membrane), che è la più adatta a produrre idrogeno tramite un processo di elettrolisi dell’acqua alimentato con elettricità da fonti energetiche rinnovabili intermittenti quali sole, vento e acqua», premette Lazzaroni.

La tecnologia di elettrolisi più matura per produrre idrogeno è quella alcalina, che però ha bisogno di elettricità costante e pertanto non si combina alla generazione da rinnovabili e a installazioni off-grid. L’alcalina è infatti utilizzata per produrre idrogeno grigio per impieghi industriali usando come fonte il gas naturale, che rappresenta oggi ancora il 99% della produzione mondale di idrogeno.

L’elettrolisi alcalina ha indubbi vantaggi in termini di bassi costi iniziali di investimento, non esigenza di materie prime critiche, lunga durata degli impianti. Ma è poco flessibile, e appunto non è adatta alla produzione di idrogeno green in ottica transizione energetica sostenibile. «Sulla tecnologia alcalina la battaglia l’hanno vinta i cinesi, che oggi producono a un terzo del costo europeo», osserva Lazzaroni. «Invece in Europa siamo più avanti dei cinesi sull’innovazione tecnologica nel campo delle membrane. E ora possiamo prendere il largo anche rispetto agli Stati Uniti, visto che la politica Drill Baby Drill della nuova amministrazione Trump ha tagliato i fondi ai progetti tecnologici per lo sviluppo dell’idrogeno verde. Sono convinto che fra qualche anno gli americani si accorgeranno dell’errore, e per recuperare il tempo perduto saranno costretti a rivolgersi a noi italiani ed europei, piuttosto che ai cinesi».

Aviazione e trasporti merci marittimi sono i due comparti in cui i carburanti alternativi a quelli da fonti fossili sono stati introdotti per legge.

A partire dal 2025, infatti, almeno il 2% dei rifornimenti di carburante per aerei negli aeroporti di paesi Ue deve essere SAF (Sustainable Aviation Fuel). Vale a dire, o biocarburanti prodotti da materie prime rinnovabili (biomassa, oli e grassi alimentari esausti, etanolo) oppure carburanti sintetici (e-fuel prodotti sintetizzando idrogeno verde e anidride carbonica). La percentuale minima obbligatoria di SAF salirà al 6% nel 2030 e al 75% come target 2050, di cui almeno la metà dovrà essere data da carburanti sintetici.

Sempre a partire dal 2025, le navi devono usare obbligatoriamente una miscela di carburanti contenente almeno il 7% di E-Methanole. La quota dovrà salire al 35% nel 2030 e al 91% come target 2050.

Per quanto riguarda invece i veicoli stradali, a fare da apripista sarà la Formula Uno nel 2026, quando gli e-fuel saranno obbligatori in tutte le gare. Ma soprattutto, in prospettiva, la normativa Ue sta cambiando rispetto alla scadenza tassativa del 2035 riguardante il divieto di vendita di auto con motori endotermici. Quelle alimentate con carburanti sintetici potranno infatti continuare a essere vendute. «Per l’automotive – osserva Lazzaroni – dal 2030 al 2035 l’e-fuel sarà un additivo, con percentuali di blending che saliranno progressivamente nel decennio successivo, fino a stimare che si arriverà al 100% nel 2050».

Il vantaggio degli e-fuel è che possono essere utilizzati sia negli stessi motori endotermici sia attraverso le stesse infrastrutture di distribuzione e stoccaggio dei carburanti da fonti fossili.

Quindi, da una parte l’adozione progressiva dei carburanti sintetici va a supporto della filiera industriale del motore a scoppio, colonna portante dell’industria automotive europea e italiana, che non dovrà necessariamente riconvertirsi completamente alla motorizzazione elettrica o rischiare di sparire. Segue pertanto il principio della neutralità tecnologica per la decarbonizzazione dei trasporti. Dall’altra, i costi di adozione degli e-fuel a livello infrastrutturale sono gestibili, senza esigenze di grandi interventi di adattamento della rete esistente.

Lo svantaggio, ad oggi, è il prezzo dei carburanti sintetici che è nettamente più alto di quello dei carburanti da fonti fossili. «Tutte le nuove tecnologie hanno un costo di adozione più alto di quelle mature, per banali motivi di efficienza economica legata ai volumi di produzione e alla relativa scalabilità», ragiona Lazzaroni. «Questo lo vediamo proprio per l’idrogeno verde, dove sinora nell’Ue c’è stata una politica incentivante soprattutto sul lato produzione. Nel 2025 ci dovrebbe essere finalmente un’incentivazione tariffaria anche sul lato domanda. Per quanto riguarda nello specifico gli e-fuel, l’aggiunta come additivo in percentuali che sono ancora da regolamentare ma che saranno sicuramente di pochi punti, tipo il 2% o il 5%, avrà in impatto limitato sul costo complessivo di un pieno di carburante. Se poi gli e-fuel potranno godere di una politica tariffaria incentivante, ovviamente diventeranno più competitivi».

UFI Hydrogen è l’unica azienda italiana che partecipa all’IPCEI (Important Projects of Common European Interest) Hy2 Move sullo sviluppo dell’idrogeno verde per la mobilità. Che include anche lo sviluppo di tecnologie per le celle a combustibile (fuel cell) per mezzi stradali pesanti quali autobus e camion. «Questo riguarda la nostra seconda area di attività, cioè le membrane catalizzate per le celle a combustibile alimentate da idrogeno», spiega Lazzaroni. «Si tratta di fatto del processo inverso a quello dell’elettrolisi: l’idrogeno si ricombina con l’ossigeno sprigionando elettroni, quindi elettricità».

Le fuel cell hanno due funzioni: mobility e stationery.

Per la mobilità possono appunto generare elettricità alimentata da idrogeno, che di fatto è un vettore energetico. Le applicazioni in ambito mobilità riguardano qualsiasi tipo di mezzo di trasporto, dagli autoveicoli ai mezzi pesanti. In particolare le fuel cell sono molto idonee ai mezzi pesanti, in alternativa alla motorizzazione elettrica. Infatti i camion elettrici hanno bisogno di grandi batterie al litio in grado di fornire adeguata potenza, che però sono pesanti e influiscono negativamente sull’autonomia di percorrenza dei veicoli. «Per generare elettricità tramite un gas non inquinante e molto leggero come l’idrogeno, invece, non occorre montare batterie pesanti sui mezzi. E oltre che per i camion, le fuel cell si possono applicare a yacht, aerei leggeri e treni».

Le celle a combustibile possono inoltre funzionare come batterie d’accumulo energetico alimentate a idrogeno, utilizzabili quindi come grosse pile power bank a supporto di edifici business e residenziali, data center, ospedali, etc.