SM 2558 — L’alcol etilico, carburante di domani — 2004

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Verde Ambiente20, (4/5), 24-26 (Luglio-ottobre 2004)

 Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Nella seconda metà del 2004 il petrolio greggio WTI è stato quotato a New York fra 50 e 55 dollari USA al barile, il che corrisponde (tenuto conto che un “barile” contiene l’equivalente di circa 135 chili di petrolio greggio e che con un euro si comprano circa 1,2 dollari Usa) a oltre 300 euro (circa 600-650 mila vecchie lire) alla tonnellata. 

Fra i vari prodotti della raffinazione, la benzina (insieme al gasolio, uno dei carburanti per autotrazione) costava poco meno di 1,2 euro al litro, il che (tenuto conto che un litro di benzina pesa circa tre quarti di chilogrammo) corrisponde a circa 1.600 euro alla tonnellata (di cui circa due terzi sono imposte). 

La situazione energetica attuale è insostenibile: ci sono segni chiari che le riserve di petrolio greggio (estratto adesso in ragione di oltre 4 miliardi di tonnellate all’anno nel mondo), si stanno esaurendo: i portavoce delle compagnie petrolifere dichiarano che la stima, più accreditata, di circa 150 miliardi di tonnellate delle riserve residue è inferiore al reale e che le riserve possono anche essere di circa 200 miliardi di tonnellate, il che aiuta poco, se si considera che nuovi forti consumatori di petrolio, come la Cina, si stanno affacciando al mercato. 

L’aumento del prezzo del petrolio può dipendere dalla scarsità delle riserve, dalle turbolenze politiche delle zone petrolifere asiatiche, africane e sud-americane; è comunque certo che entro un orizzonte di pochi decenni sono necessari drastici cambiamenti nelle tecniche di utilizzazione del petrolio (e del gas naturale) nel campo dei trasporti, della produzione di elettricità e dei consumi domestici. 

Le soluzioni non sono numerose; l’unico combustibile fossile le cui riserve sono molto grandi, forse decine di volte superiori a quelle del petrolio e del gas naturale insieme, è il carbone presente nel mondo in diversissime qualità merceologiche, in diversissimi giacimenti per lo più sotterranei. In via di principio dal carbone è possibile ottenere calore, elettricità in centrali termo-elettriche, carburanti per autotrazione, idrogeno. Tutte queste utilizzazioni, come quelle degli idrocarburi presenti negli scisti bituminosi del Venezuela e Canada, sono tecnicamente note e possibili, ma comportano costi monetari, problemi tecnici e contaminazioni ambientali. 

La seconda alternativa è rappresentata dall’energia nucleare alla cui resurrezione tendono molte forze industriali ed economiche che la presentano coma la fonte energetica senza effetto serra, minimizzando gli enormi problemi, finora irrisolti, di sistemazione dei residui radioattivi da segregare, per secoli e millenni, da qualsiasi forma di vita. Comunque l’energia nucleare fornisce soltanto elettricità e i combustibili per autotrazione potrebbero essere ricavati soltanto utilizzando l’elettricità per ottenere idrogeno dall’acqua, con perdite energetiche e con dubbie prospettive di impiego su larga scala. 

La terza, unica realistica, alternativa al petrolio è rappresentata dalle fonti energetiche rinnovabili, derivate direttamente o indirettamente dal Sole, che sono in grado di fare tutto: fornire elettricità (celle fotovoltaiche, motori eolici) e calore a bassa temperatura per riscaldamento di acqua o edifici, per azionare pompe o per ottenere acqua dolce mediante distillazione dell’acqua marina.. I progetti di grandi centrali termoelettriche solari a specchi — a parte la loro discutibile  fattibilità — sono ispirati alla stessa logica delle centrali termoelettriche che userebbero, in questo caso, calore solare ad alta temperatura, anziché calore fossile, per produrre elettricità, evitando le emissioni di gas serra. 

Dipendono dal Sole i prodotti “fabbricati” per fotosintesi (biomasse) presenti in materiali agricoli e forestali che possono essere bruciati, o trasformati in gas combustibili, o trasformati in carburanti per autotrazione come biodiesel (esteri degli acidi grassi naturali) o miscelabili con la benzina come l’alcol etilico (etanolo, talvolta chiamato “bioetanolo”). 

L’alcol  etilico è un buon combustibile, con un potere calorifico inferiore di circa 28 MJ per kg, corrispondente a 21 MJ per litro; valori confrontabili con quelli della benzina, rispettivamente 44 MJ per kg e 32 MJ/litro. Già fin dall’Ottocento l’alcol etilico è stato usato come carburante per lampade e fornelli, in sostituzione dei prodotti petroliferi, e addirittura è stato il primo carburante usato per i primissimi motori a scoppio dal loro inventore, il tedesco Otto, già nel 1877; all’alcol come carburante per autoveicoli avevano pensato Ford negli anni venti del Novecento, poi l’autarchia fascista, poi l’Unione sovietica e altri paesi europei durante la seconda guerra mondiale, poi il Brasile, poi gli Stati uniti dopo il 1973. 

L’alcol etilico può essere usato come carburante per motori a scoppio, da solo o miscelato con la benzina e ai tempi delle crisi petrolifere degli anni 1973-1985, a varie riprese è stato proposto anche in Italia di incoraggiare l’uso di miscele di alcol etilico e benzina come carburanti per autoveicoli. 

La miscela di alcol etilico e benzina ha vari vantaggi. La differenza di potere calorifico per unità di volume non è molta; come si è detto, rispettivamente 21 e 32 MJ per litro. L’alcol etilico anidro è miscibile bene con la benzina. Se però è presente nell’alcol anche una piccola  quantità di acqua (1-2%) c’è il pericolo che si separino due fasi, una sovrastante costituita dalla benzina e una sottostante costituita da alcol etilico. La benzina perciò può essere addizionata soltanto con alcol etilico assoluto che si può ottenere dall’alcol etilico al 95 %, il prodotto ottenuto dalla distillazione dei liquidi alcolici, soltanto con un’ulteriore raffinazione. Il meno costoso alcol etilico al 95 % può essere miscelato con benzina, senza inconvenienti, previa addizione di un “terzo solvente”, in genere alcol butilico. 

L’alcol etilico ha un elevato numero di ottano, superiore a 100, e la sua addizione alla benzina permette di evitare l’aggiunta di antidetonanti, come il piombo tetraetile o il MTBE vietati per la loto tossicità o danni ambientali, ma anche gli attuali additivi a base di benzene e prodotti aromatici anch’essi tossici. 

Le miscele di alcol etilico e benzina non richiedono modifiche del motore a scoppio tradizionale se la concentrazione di alcol etilico viene tenuta inferiore al 20%. Durante la combustione nel motore a scoppio di miscele di alcol etilico e benzina si ottengono gas di scarico con un minore contenuto di ossidi di azoto e di ossido di carbonio e si ottiene quindi  una diminuzione dell’inquinamento atmosferico da autoveicoli. Soprattutto l’uso dell’alcol etilico come carburante contribuisce ad evitare — o almeno diminuire — l’effetto serra; durante la combustione si forma, naturalmente, anidride carbonica, ma è la stessa anidride carbonica che è stata fissata poco prima durante la fotosintesi dei prodotti agricoli e forestali da cui è stato ricavato l’alcol etilico. 

Il dibattito sull’alcol carburante in Italia è andato avanti per anni senza che si sia mai presa  nessuna iniziativa. Forti oppositori dell’alcol carburante, come di qualsiasi innovazione nel settore, sono l’industria automobilistica e l’industria petrolifera. La prospettiva dell’immissione in commercio di benzina addizionata con alcol disturba l’industria petrolifera che si vedrebbe costretta a installare dei distributori per la miscela benzina/alcol a fianco di quelli tradizionali della benzina “verde”. Anche l’industria automobilistica teme una perdita di immagine se si passasse dalla benzina ad un carburante di “autarchica” memoria. 

Gli oppositori dell’alcol carburante sostengono che  la sua produzione comporta un consumo di energia superiore a quella che l’alcol restituisce bruciando nel motore a scoppio. Certamente occorre energia per la  produzione e la raccolta delle piante e delle colture che  contengono amido o zuccheri o materie lignocellulosiche, ed occorre energia per la fermentazione delle materie prime e  la distillazione dell’alcol etilico fino ad ottenere la qualità merceologica adatta alla miscelazione con benzina, ma numerose ricerche hanno dimostrato che il consumo complessivo di energia — il “costo energetico” dell’alcol carburante — è inferiore all’energia che si ricupera  dall’alcol stesso. 

E’ vero, invece, che il costo monetario di produzione dell’alcol carburante è superiore a quello della benzina e che l’uso dell’alcol carburante dovrebbe essere sovvenzionato, almeno in parte, dallo stato e quindi dai cittadini. Tale sovvenzione sarebbe compensata dalla creazione di occupazione nel campo agricolo e della distillazione. D’altra parte i contributi per incentivare l’uso dell’alcol carburante andrebbero a settori fragili dell’economia italiana e permetterebbero di ridurre le importazioni; la sostituzione con alcol del 10 % della benzina consumata in Italia farebbe diminuire le importazioni annue di prodotti petroliferi. 

Finora l’alcol era ricavato principalmente da amido e zuccheri, materie importanti dal punto di vista alimentare, e quindi molti obiettavano che si toglieva il pane di bocca ai poveri per far marciare le auto dei ricchi; oggi è possibile ricavare alcol etilico adatto come carburante anche dai materiali cellulosici presenti nei residui del legno, nelle foglie secche, nei sottoprodotti agricoli come la paglia e i tutoli di granturco, anche in quella frazione della carta straccia (alcuni milioni di tonnellate all’anno) che non viene riciclata. 

Molto approssimativamente si può calcolare che si ottengano circa 200 chili di alcol carburante da ogni tonnellata di materiali cellulosici, ma 200 chili di alcol hanno un’energia equivalente a quella di circa 100 chili (150 litri) di benzina “verde”. Da un milione di tonnellate di carta straccia, di scarti agricoli cellulosici, eccetera si ottiene, quindi, l’equivalente energetico di circa 100.000 tonnellate di benzina di alta qualità, meno inquinante dell’attuale benzina. Tutto il processo costa, naturalmente, ma il prezzo pagato dagli automobilisti, invece di andare nelle tasche delle multinazionali petrolifere, andrebbe ad agricoltori e imprese e fabbriche chimiche all’interno dell’Italia. Negli anni  passati, anche in Italia, sono state discusse le prospettive di “coltivazioni energetiche”, adatte per le zone abbandonate ed erose del paese, in grado di fornire le materie prime per la produzione di alcol carburante con cui sostituire la benzina. 

Sempre molto approssimativamente, un ettaro di terreno piantato ad alberi o macchia a rapido accrescimento produce in un anno — ogni anno ! — circa 10 tonnellate di biomassa cellulosica trasformabile in carburante per autotrazione. In Italia ci sono tre milioni di ettari di terreni agricoli abbandonati: da un solo milione di tali ettari si otterrebbe tanto carburante da sostituire oltre il 5 per cento dei consumi di benzina (che sono stati, nel 2003, di circa 20 miliardi di litri cioè 15 milioni di tonnellate), con un “valore monetario” equivalente a oltre un miliardo di euro all’anno che si tradurrebbero in lavoro nei settori agroforestali e industriali, in difesa del suolo contro l’erosione, con vantaggio per il Mezzogiorno e per l’ambiente. 

Insomma la sostituzione anche parziale della benzina da petrolio (una risorsa destinata prima o poi ad esaurirsi e a diventare sempre più costosa) con alcol carburante ottenuto da materie vegetali di origine solare, che ritornano disponibili ogni anno, avrebbe vantaggi di natura ecologica e, a conti fatti, anche economica. 

Negli Stati Uniti le “colonnine” che distribuiscono “gasohol” (la miscela di alcol e benzina) portano disegnata una grande pannocchia di granturco che ricorda che il carburante è (in parte) di origine agricola. Sarebbe utopistico pensare in Italia a distributori con uno slogan: “Nel paese del Sole benzina ottenuta dal Sole” ? Un po’ enfatico, forse, ma nelle miscele benzina/alcol un po’ di Sole “incorporato” nell’alcol c’è di sicuro.