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Biocarburanti in crescita
I biocarburanti prodotti da materie prime vegetali e animali crescono del 10% all'anno. Tuttavia, se i biocarburanti devono mai fornire più di una piccola percentuale dei combustibili per il trasporto, la tecnologia avrà bisogno di nuovi metodi di produzione più efficienti. Il segno più recente di tale investimento in nuovi metodi di produzione è la partnership di Royal Dutch Shell con l'innovatore tedesco di biodiesel Choren Industries.
La tecnologia di Choren affronta un limite chiave con i biocarburanti di oggi: la maggior parte inizia come materie prime come lo sciroppo di mais o l'olio vegetale, che sono già richiesti come alimenti. Quindi la concorrenza per queste materie prime sostiene il prezzo dei biocarburanti convenzionali e, in ultima analisi, limita anche i loro volumi di produzione. Uno studio commissionato di recente dal governo canadese, ad esempio, ha concluso che deviare la metà delle ingenti esportazioni di colza di quel paese verso la produzione interna di biodiesel produrrebbe solo abbastanza biodiesel per soddisfare il 2,7% dell'attuale domanda di diesel in Canada.
Choren e altri innovatori di biocarburanti come lo sviluppatore canadese di etanolo Iogen (anch'esso collaborato con Shell) lavorano invece con la biomassa – avanzi organici come la segatura – che sono tanto abbondanti quanto economici. Lo stesso studio canadese, ad esempio, ha rivelato che il biodiesel prodotto da appena il 10 percento dei rifiuti agricoli del paese soddisferebbe il 16,7 percento del suo appetito per il diesel.
Choren scompone la biomassa in una miscela gassosa di monossido di carbonio e idrogeno, quindi utilizza catalizzatori per riassemblare questo gas di sintesi, o syngas, in carburante diesel. Storicamente, la Germania nazista ha sviluppato questo cosiddetto processo Fischer-Tropsch per produrre combustibili sintetici dal carbone. Shell lo utilizza per produrre diesel dal gas naturale.
Rispetto al carbone e al gas naturale, tuttavia, la biomassa costituisce una materia prima problematica. Questo perché contiene molte molecole grandi e complesse e la stessa attrezzatura che scompone facilmente il carbonio mineralizzato nelle strozzature di carbone sugli idrocarburi simili al catrame nella biomassa.
Secondo Matthias Rudloff, responsabile dello sviluppo commerciale di Choren, il risultato è un gas di sintesi impuro, inadatto alla lavorazione. Il catrame si attacca ovunque, su ogni scambiatore di calore. I tubi si intasano in poche ore, dice Rudloff.
Ma il fondatore di Choren, Bodo Wolf, ha trasformato il catrame in un vantaggio. Wolf proviene dall'ex istituto di ricerca sulla combustione della Germania dell'Est, dove ha contribuito a sviluppare attrezzature per trasformare il carbone in sostanze chimiche, carburanti ed elettricità. Ha scoperto che il tipo di processi ad alta temperatura favoriti nella Germania dell'Est era adatto ad affrontare la biomassa. La sua innovazione chiave, tuttavia, è stata quella di aggiungere una fase di elaborazione all'estremità anteriore.
Innanzitutto, il processo di Choren riscalda la biomassa a 500 °C, trasformando i catrami in gas. Il carbone simile al carbone lasciato viene quindi macinato in polvere e soffiato in una camera ad alta temperatura, insieme al catrame gassoso. Le reazioni chimiche risultanti e le temperature fino a 1600 C abbattono i catrami e contemporaneamente convertono il carbon char in syngas sufficientemente puro per la chimica Fischer-Tropsch.
Steve Brown, direttore commerciale di Shell per i biocarburanti con sede a Londra, afferma che il risultato è un carburante prodotto internamente che supera sia il petrolio che il biodiesel a base di olio vegetale. Brown afferma che gli studi che tengono conto di ogni joule di energia consumata nella coltivazione o nel pompaggio di materie prime e produzione di carburante mostrano che l'automobilismo con il biodiesel di gassificazione produce l'85-90 percento in meno di anidride carbonica che cambia il clima rispetto all'uso del diesel fossile, mentre il biodiesel convenzionale offre solo una riduzione del 50 percento.
L'uso del biodiesel di Choren genera anche meno fuliggine e smog perché il carburante non contiene lo zolfo presente nel diesel convenzionale e pochi idrocarburi aromatici, come il benzene. Le case automobilistiche DaimlerChrylser e Volkswagen, che hanno contribuito a finanziare l'impianto pilota di Choren, hanno testato i suoi combustibili e misurato un calo del 30-50% nella fuliggine di scarico e fino al 90% in meno di inquinanti che formano smog, rispetto ai gradi più puliti del diesel convenzionale.
Il denaro e l'esperienza di Shell stanno aiutando Choren a costruire il primo impianto commerciale da biomassa a biodiesel. All'inizio del 2007, l'azienda prevede di consumare circa 67.000 tonnellate di biomassa e di pompare 15.000 tonnellate di biodiesel all'anno. Se tutto va bene, Choren prevede di costruire una serie di impianti più grandi, ciascuno in grado di pompare 200.000 tonnellate di biodiesel all'anno.
Anche su quella scala, però, il biodiesel di Choren sarà costoso. Rudloff prevede che Choren produrrà biodiesel per € 0,70 al litro (circa $ 3,10 al gallone). Questo è leggermente più del costo del biodiesel convenzionale e due o tre volte più del diesel all'ingrosso negli Stati Uniti.
Tuttavia, Shell's Brown avverte che il prezzo del biodiesel per litro non è l'intera storia. Dice che Shell crede che l'uso di biocarburanti raddoppierà nei prossimi cinque anni perché risponde alle pressioni del governo per ridurre le emissioni di carbonio e rafforzare la sicurezza energetica, e che questi vantaggi saranno alla fine ricompensati. Il prezzo per litro potrebbe essere più alto, afferma Brown, ma potrebbe essere molto competitivo in termini di prezzo per grammo di CO2 risparmiato.
Brown afferma che gli incentivi del governo stanno già livellando il campo di gioco. Molti paesi europei, tra cui Germania, Austria, Italia e Spagna, esentano il biodiesel dalle pesanti tasse sul carburante. Il gasolio attualmente viene venduto a 1,05 € al litro a Freiberg, di cui 0,65 € di tasse. Ciò lascia molto spazio per garantire un profitto ai produttori di biodiesel come Choren e Shell.
Non sorprende, quindi, che in Germania, leader in Europa nella produzione e nel consumo di biodiesel, Shell sia ora un importante distributore di biodiesel convenzionale. Attualmente, l'azienda acquista il suo biodiesel da fornitori indipendenti e poi miscela fino al 5% al diesel che vende in tutta la Germania. Senza dubbio, preferirebbero vendere i propri.