Pubblichiamo un intervento di Franco Del Manso (Responsabile Ufficio Rapporti Internazionali, Ambientali e Tecnici UP). Il testo è stato pubblicato nel numero 69 di Rienergia, rivista online settimanale del Rie (Ricerche Industriali ed Energetiche) in collaborazione con Staffetta Quotidiana, dedicato totalmente “Al futuro del diesel tra profezie e realtà”

Questo il link per leggere tutti i contributi:

http://rienergia.staffettaonline.com/sommario/391/Il+futuro+del+diesel+tra+profezie+e+realtà

Negli ultimi tempi, soprattutto all’indomani della sentenza del Tribunale Federale tedesco di Lipsia, sia tra gli stakeholder che sui media tradizionali e sui social, si sono moltiplicate le posizioni favorevoli all’introduzione di divieti di circolazione per le auto diesel nelle città. In prima linea si sono schierati anche molti sindaci, di città piccole e grandi, che sperano di trovare in questi divieti una possibile risposta ad un problema, quello della qualità dell’aria, che li vede esposti in prima persona, dando per certa la fine dei motori diesel a vantaggio di una mobilità completamente elettrica.

Annunci e decisioni che sembrano più il frutto di aspettative, ancora molto incerte, che nessuno oggi sa se si avvereranno, piuttosto che di percorsi razionali ed oggettivi basati sui reali sviluppi tecnologici, nonché sulle implicazioni ambientali, industriali e sociali che simili annunci potrebbero generare.

L’industria dei motori diesel è un’eccellenza tecnologica europea che negli anni ha messo a punto soluzioni in grado di avere propulsori sempre più efficienti e sostenibili, resi possibili dall’evoluzione qualitativa di carburanti divenuti sempre più puliti e performanti.

Di seguito, riportiamo le principali motivazioni in base alle quali i propulsori diesel continueranno a muovere i mezzi commerciali pesanti, quelli leggeri e le auto passeggeri ancora per diversi decenni e perché oggi appaia assai improbabile l’ipotesi, data da molti come inevitabile, che l’industria automobilistica europea abbandoni sia la produzione che i programmi per l’ulteriore sviluppo verso modelli ancora più sostenibili dei motori diesel.

Tecnologia dei motori diesel

I motori diesel di ultima generazione presentano emissioni dei principali inquinanti (PM e NOx) ormai prossime allo zero, grazie alla combinazione di carburanti a bassissimo contenuto di zolfo, tecnologie motoristiche avanzate e sofisticati sistemi di abbattimento delle emissioni. La combinazione delle proprietà energetiche del combustibile diesel (Fig.1) e l’efficacia e la completezza della combustione del carburante sono alla base degli elevati rendimenti energetici associati a questo tipo di motori. Il processo di combustione avviene, infatti, con un rapporto di compressione molto elevato e quindi con una temperatura di combustione più alta. Ciò determina rendimenti di conversione dell’energia chimica in energia meccanica sensibilmente maggiori, con conseguenti emissioni di CO2 molto basse.

Fig. 1 Densità energetica dei carburanti rispetto al diesel

Fonte: Dipartimento Energia USA

 

L’utilizzo di combustibile diesel a bassissimo contenuto di zolfo (ULSD), oggi disponibile, consente altresì l’adozione di dispositivi di controllo delle emissioni particolarmente sofisticati (FAP – Filtri Anti Particolato; EGR – Ricircolazione dei gas di scarico; SCR – Riduzione Catalitica Selettiva) che abbattono a livelli prossimi allo zero sia gli NOx che il particolato.

 

Eliminazione del diesel per combattere i cambiamenti climatici

Il motore diesel, come visto, è senza discussione il motore a combustione interna più efficiente sul mercato e rappresenta l’elemento fondamentale su cui stanno ancora puntando le case automobilistiche per riuscire a rispettare gli obblighi sulle emissioni di CO2 per le auto previsti dal 2020, pari a 95 g/km quale valore medio, per le auto di nuova immatricolazione. L’eliminazione del diesel dal trasporto leggero comporterebbe difficoltà insormontabili per i costruttori per raggiungere tale obiettivo. La sostituzione con motorizzazioni a benzina non farebbe altro che peggiorare la media, mentre ipotizzare che il ricorso all’auto elettrica possa compensare il mancato contributo del diesel non appare realistico visti i numeri in gioco e dunque, a parità di domanda di mobilità, vietare i veicoli diesel farebbe aumentare le emissioni di CO2.

Il contributo delle motorizzazioni diesel sarà determinante anche per il raggiungimento degli obiettivi comunitari di riduzione della CO2 nei trasporti (meno 33% al 2030 rispetto al 2005 e meno 60% al 2050 rispetto al 1990). Considerata l’attuale composizione del parco auto italiano, il primo obiettivo si potrebbe raggiungere, andando anche oltre l’obiettivo fissato a livello europeo, con il naturale ricambio delle auto più vecchie. Per traguardare l’obiettivo al 2050 si potrà invece contare sullo sviluppo di una serie di tecnologie sulle quali il settore petrolifero sta investendo:

  • tecniche di CCS (Carbon Capture and Sequestration) e di CCU (Carbon Capture and Utilization) nella fase produttiva che consentiranno di ottimizzare definitivamente la produzione dei combustibili liquidi in raffineria con livelli di emissione della CO2 a valori estremamente bassi;
  • tecnologie per lo stoccaggio della CO2 a bordo dei veicoli;
  • miglioramento della qualità dei fuels, orientandola sempre più verso quelli a più basso contenuto di carbonio, tra cui biocarburanti avanzati derivati da rifiuti e sottoprodotti o da materie prime non alimentari ed e-fuels, cioè combustibili liquidi derivanti dalla ricombinazione di idrogeno rinnovabile con la CO2 (dall’atmosfera o da fonti concentrate).

Investimenti che consentiranno di continuare ad utilizzare, senza alcun costo addizionale, tutte le infrastrutture logistiche e distributive proprie dei combustibili liquidi, nonché di ottimizzare la produzione di fuels da destinare anche ad altri settori dei trasporti per i quali la sostituzione dei combustibili liquidi è particolarmente problematica (veicoli pesanti, marina e aviazione). Una schematizzazione di questa “Low Carbon Pathway” è riportata fig. 2:

 

Fig. 2 – Il cammino verso la decarbonizzazione

Fonte: FuelsEurope

 

Effetti del diesel sulla qualità dell’aria

L’inquinamento dell’aria è un problema regionale o locale e si manifesta soprattutto in ambito urbano per la concomitanza di molteplici sorgenti emissive (traffico, riscaldamento, attività commerciali e industriali) che pongono problemi anche gravi per la salute e per l’ambiente, su cui è necessario intervenire immediatamente con misure rapide ed efficaci.

Studi recenti dimostrano che le emissioni dei veicoli diesel Euro 6/d rispettano i limiti imposti in fase di omologazione per gli NOx anche in tutta la vita utile della vettura e nelle condizioni reali di guida. Si tratta di valori di emissione allo scarico infinitesimali rispetto alle emissioni delle auto presenti nell’attuale parco circolante. In queste condizioni, viene anche dimostrato che la qualità dell’aria nelle città nei prossimi anni sarà del tutto indipendente dalla tipologia di auto che saranno immatricolate, purché si tratti di auto nuove volte a sostituire i modelli più vecchi. Immatricolare solo auto elettriche (ZEV) o solo auto diesel Euro 6/d (Ricardo median) sarà perciò del tutto identico in termini di miglioramento della qualità dell’aria, come evidenziato nella fig. 3:

Fig. 3: NO2 Station Compliance in Italia (% di conformità su 512)

Fonte: ENEA, Gli impatti energetici e ambientali dei combustibili nel settore residenziale, 2015

 

Ciò che conta sarà la velocità con cui si rinnoverà il parco auto verso modelli più nuovi ed efficienti indipendentemente dal tipo di alimentazione: interventi che lo accelerano migliorano la qualità dell’aria, interventi che lo frenano peggiorano la qualità dell’aria.

Le recentissime ricerche effettuate da Bosch hanno dimostrato che attraverso l’ottimizzazione dei sistemi di scarico dei motori diesel, equipaggiati sempre con filtro antiparticolato e catalizzatore SCR, è stato possibile raggiungere un abbattimento delle emissioni dei famigerati NOx sotto i 13 mg/km, quando il limite attuale nella prova RDE (Real Drive Emission) è pari a 168 mg/km per diventare 120 nel 2020.

Pensare quindi di risolvere le criticità legate ai superamenti dei limiti di qualità dell’aria per gli NOx, attraverso il phase-out dei moderni motori diesel, soprattutto quelli di ultima generazione, è del tutto velleitario nonché privo di qualunque base scientifica.

Quanto alle emissioni di particolato, l’esame delle fonti delle emissioni di PM 2,5 oggi riscontrabili in Italia evidenzia come circa il 75% del PM2,5 provenga da fonti diverse dai trasporti, anche lungo strade trafficate, tenendo peraltro conto del particolato secondario che si forma a partire dagli NOx emessi nel trasporto stradale. Possono infatti essere stimate in circa il 17% del totale le emissioni dirette di PM 2,5 derivanti dalle auto, mentre in circa l’8% quello che si forma indirettamente dagli NOx (c.d. particolato secondario – vedi fig. 4).

Fig.4 – Emissioni di PM2,5 per settore negli scenari considerati, classificazione SNAP (Selected Nomenclature for Air Pollution), 2010-2030

Fonte: Elaborazione ENEA

 

Anche nel caso delle polveri sottili (PM10 e PM2,5), l’evoluzione tecnologica dei motori diesel di ultima generazione (Euro6/d), ha consentito di ridurre le emissioni di tali inquinanti a valori trascurabili, prossimi allo zero. Attraverso l’azione estremamente efficace dei filtri anti particolato, le emissioni allo scarico sono ormai inferiori al valore di 0,005 gr/km. Per avere un termine di paragone si rileva che le emissioni di particolato non allo scarico (quelle derivanti dall’usura dei freni, dei pneumatici, della pavimentazione stradale, ecc.) sono di molte volte superiori a quelle allo scarico. Per non parlare di tutte le altre attività di combustione e in particolare della combustione di biomasse per il riscaldamento degli edifici. Un recentissimo studio svolto da Innovhub – Stazione Sperimentale per i Combustibili evidenzia come un impianto a biomassa di nuova generazione alimentato a pellet produca in un paio di giorni tanto PM (circa 100 gr) quanto un’auto ne produce in oltre un anno (circa 20.000 km).

Da tutto ciò emerge come il problema della qualità dell’aria e della riduzione della CO2 sia molto complesso e non riguardi solo il trasporto, dimostrando altresì l’ampia capacità dell’industria petrolifera, in sinergia con quella automobilistica, di poter gestire e centrare tutti i futuri target ambientali specifici per il settore dei trasporti derivanti dagli accordi di Parigi.