I vantaggi del petrolio fino a pochi anni fa sono stati: la relativa abbondanza rispetto alla domanda, la stoccabilità dello stesso e dei suoi derivati e la rete infrastrutturale di distribuzione.
Il primo punto è venuto a mancare in questo ultimo decennio (senza contare le crisi energetiche legate ai problemi geopolitici negli anni 70) poichè la produzione non ha più seguito l'aumento della domanda (non si sono trovati nuovi grandi giacimenti facilmente raggiungibili). Sì, si parla di giacimenti nell'Artico e di petrolio ricavato dai scisti bituminosi, ma in entrambi i casi i costi di estrazione sono elevati e, conseguentemente, i prezzi dei carburanti; inoltre nel primo caso ci sono i problemi geopolitici legati alla sovranità territoriale (irrisolvibili..).
Il secondo punto è quello che, a mio avviso, ha permesso la longevità dell'uso del petrolio nei trasporti: ovvero il fatto di avere carburanti liquidi facilmente trasportabili e stoccabili con una notevole densità energetica; questo permette di avere autonomie elevate anche con un serbatoio modesto. Sembra un'ovvietà, ma solo perchè siamo abituati a questo.
Per esempio per le auto elettriche non è una questione semplice: con la tecnologia attuale (vedi grafico densità en. batterie Li-Ion) bisogna riempire il veicolo di batterie per avere un'autonomia paragonabile a quella di un auto normale, con tutti i problemi legati al peso,allo spazio, alla stabilità dello stesso.
Per esempio per le auto elettriche non è una questione semplice: con la tecnologia attuale (vedi grafico densità en. batterie Li-Ion) bisogna riempire il veicolo di batterie per avere un'autonomia paragonabile a quella di un auto normale, con tutti i problemi legati al peso,allo spazio, alla stabilità dello stesso.
Il terzo punto assume il carattere di vantaggio solamente pensando alle difficoltà attuali nella distribuzione di carburanti alternativi o di elettricità. Insomma è un vantaggio temporale, nei prossimi decenni probabilmente verrà superato.
Le alternative che già esistono sono molte: principalmente riguardano i biocarburanti come bioetanolo e biodiesel , i veicoli elettrici e ibridi.
Il bioetanolo è già una realtà in paesi come il Brasile, mentre altri paesi come USA e Svezia si sta investendo molto in questo campo. Il bioetanolo è vantaggioso perchè si usa nei motori a benzina con opportune modifiche ed è in forma liquida, quindi facilmente stoccabile. Altro vantaggio è la rinnovabilità e i molti metodi di produzione per ottenerlo. Chiaramente non è la soluzione finale poichè richiede terreni coltivabili e quindi tutti i problemi legati al fatto, perciò è impossibile rifornire tutti col bioetanolo poichè non ci sarebbero terreni sufficienti. Dal punto di vista ambientale è a impatto zero poichè la Co2 prodotta nella combustione è esattamente quella assorbita dalla pianta durante suo ciclo vitale.
Lo stesso discorso si può fare per il biodiesel; tra l'altro non tutti sanno che il motore Diesel era stato pensato per andare con oli vegetali già dalla sua nascita. Rudolf Diesel lo presentò a Parigi nel 1900 e fece una dimostrazione utilizzando olio di arachidi mentre i motori odierni devono utilizzare oli vegetali opportunamente trattati tramite transesterificazione.
Anche per il biodiesel esistono diversi oli e diversi metodi di produzione, ad esempio una pianta particolarmente interessante è la Jatropha Curcas il cui olio è utilizzabile come biodiesel, la sua particolarità sta nel fatto che cresce anche in terreni aridi ed è molto resistente ai parassiti, inoltre ha molteplici utilizzi.
Questo è un vantaggio enorme se si pensa a paesi in via di sviluppo dove i pochi terreni coltivabili sono utilizzati per la produzione di cibo.
Sia l'alimentazione a bioetanolo che biodiesel possono essere utilizzate con motori ibridi aumentandone l'efficienza e quindi i vantaggi sul motore tradizionale.
C'è da precisare che la tecnologia ibrida è già utilizzata sulle navi e su alcune locomotive già dagli anni '40, non è certo una reale novità la possibilità di utilizzarla sulle auto... (meditate su questo!).
Stanno venendo fuori, soprattutto nell'ultimo decennio le auto puramente elettriche, premettendo che il motore elettrico (il motore a induzione di Nicola Tesla) è quasi contemporaneo (1887) al motore benzina a quattro tempi (1886) e più antico del diesel (1900), è anche molto più efficiente di quelli a combustione interna; in effetti un motore a benzina attuale si aggira intorno al 25% di efficienza, un diesel attorno al 30-35% e un motore elettrico arriva fino al 95%. Inoltre con un motore elettrico non si hanno i problemi legati alla termodinamica di un motore a scoppio: ovvero il problema dell'erogazione della coppia. Il motore elettrico eroga la stessa coppia da 0 a infiniti giri, con potenze anche elevatissime. Avete mai visto un treno ad alta velocità diesel?!?
Il vantaggio della coppia massima disponibile da subito, non è solo una velleità sportiva, ma permette l'eliminazione di tutta la parte della trasmissione da un veicolo (il cambio diventa superfluo), inoltre è possibile costruire un motore indipendente costruito direttamente "intorno" alla ruota risparmiando spazio ed eliminando i differenziali necessari per la stabilità del veicolo.
Tutto bellissimo tranne per il fatto che, come menzionato prima, l'autonomia deve essere garantita da tantissime batterie al Litio che hanno una densità energetica relativamente bassa e che aggiungono peso al veicolo causando un aumento dei consumi energetici.
Quindi il problema principale (forse unico ma estremamente penalizzante) dei veicoli elettrici sono gli accumulatori: quelli più utilizzati al momento sono gli accumulatori Li-Ion o batterie al Litio, il rischio di uno sviluppo di una tecnologia di questo tipo è però di avere un nuovo sostituto del petrolio: il Litio.
Il giacimento più grande del mondo di sali di Litio si trova in Bolivia ed è circa il 50% delle riserve mondiali perciò probabilmente si creerebbero i soliti problemi geopolitici, di speculazioni e sfruttamento analoghi a quelli attuali per il petrolio.
Nonostante tutto, c'è da dire che per l'uso medio dell'automobile soprattutto in ambito cittadino, l'auto elettrica rimane la soluzione ideale, poichè oltre alle stazioni di rifornimento che cominciano a diffondersi, si può ricaricare da una qualsiasi presa di corrente quando non è utilizzata.
L'impatto ambientale è pressochè zero se l'energia della batteria è prodotta da una centrale elettrica da fonti rinnovabili; nel caso in cui la centrale si alimenti per esempio con combustibili fossili bisognerà tenere conto dell'inquinamento prodotto per ricaricare la batteria anche se sarà sempre minore l'impatto prodotto da un motore tradizionale. Rimane inoltre il problema della durata delle batterie che non essendo eterne, vanno sostituite ogni 5-10 anni (cosa che non succede con un serbatoio!) questo comporta una spesa per l'acquisto
della nuova unità e lo smaltimento della vecchia.
della nuova unità e lo smaltimento della vecchia.
Una menzione di merito va data al metano che è sia un carburante fossile che rinnovabile, poichè esistono parecchi metodi di produzione anche per esempio attraverso la semplice decomposizione di materia organica tramite batteri (biogas). Il metano, oltre ad essere più abbondante del petrolio ha una densità energetica più elevata di benzina e gasolio, ma per il suo utilizzo, deve essere stoccato in forma gassosa tramite compressione.
Si utilizza prevalentemente sui motori a benzina, ma anche sui motori diesel di grande cilindrata (camion, autobus) miscelato al gasolio, il suo utilizzo è in rapido aumento per la sua economicità rispetto ai carburanti tradizionali.
Si utilizza prevalentemente sui motori a benzina, ma anche sui motori diesel di grande cilindrata (camion, autobus) miscelato al gasolio, il suo utilizzo è in rapido aumento per la sua economicità rispetto ai carburanti tradizionali.
Anche in questo caso, usare il metano con un sistema ibrido potrebbe essere una soluzione provvisoria accettabile in attesa di qualche progresso nel campo degli accumulatori elettrici (batterie).
Per ultimo propongo un'interessante novità: il motore ad aria compressa!
Si tratta di Eolo inventata dall'ingegner Cyril Guy Negre.Qui il video da un servizio di Geo&Geo di qualche anno fa:
Bisogna precisare che l'aria utilizzata dal motore è compressa (quindi "energizzata") da un motore elettrico che utilizza energia da un rete elettrica, quindi vale lo stesso discorso che abbiamo fatto per il motore elettrico: le emissioni legate a questo tipo di motore sono realmente zero solo se l'energia elettrica proviene da fonti rinnovabili.
I motori a combustione interna tradizionali sono anch'essi motori ad aria non compressa o semi compressa da turbine, che utilizzano il bruciamento del carburante per espandere rapidamente il gas combusto il quale spinge il pistone muovendolo e creando moto. Quindi il principio è simile..
Concludo con una considerazione di tipo ambientale: anche se si risolvesse il problema del trasporto applicando queste e altre soluzioni, risolvendo pure l'aprovvigionamento energetico tramite centrali rinnovabili, come si potrà ridurre l'inquinamento generato dal trasporto aereo?
Per ora non esistono soluzioni altrettanto efficaci.
Per la cronaca gli aerei bruciano diversi litri di kerosene per kilometro (il quale è un derivato petrolifero) e considerando che ogni giorno in tutto il mondo ci sono più di 65000 voli...lascio a voi fare i conti...
Per ora non esistono soluzioni altrettanto efficaci.
Per la cronaca gli aerei bruciano diversi litri di kerosene per kilometro (il quale è un derivato petrolifero) e considerando che ogni giorno in tutto il mondo ci sono più di 65000 voli...lascio a voi fare i conti...
