Metanolo: come si produce, perché è “green” e perché l’auto ci scommette

Nel grande dibattito sulla transizione ecologica si sente spesso parlare di auto elettriche a batteria, di biocarburanti e di idrogeno. Ma c’è un altro candidato che sta scalando silenziosamente le gerarchie dell’industria automotive: il metanolo (CH3OH), un ottimo carburante per motori ad alte prestazioni (utilizzato dai dragster e motori da corsa) e per i nuovi sistemi ibridi REEV ad autonomia estesa (come il powertrain Horse D20). Il metanolo si usa anche come solvente industriale, materia prima per plastiche e formaldeide nonché come antigelo industriale.

L’innovativo powertrain D20 Methanol della Horse (la divisione motori del Gruppo Renault e Geely) utilizza questo semplice alcol liquido che promette di unire il meglio di due mondi: la pulizia dell’elettrico e la praticità dei carburanti liquidi tradizionali.

Come si produce il metanolo?

Il metanolo è la forma più semplice di alcol. Oggi viene prodotto in grandi quantità per l’industria chimica, ma a seconda della fonte di energia e delle materie prime utilizzate per crearlo, il suo impatto ambientale cambia radicalmente.

Possiamo dividerlo in tre grandi categorie:

1. Metanolo Grigio (Tradizionale)

È quello attualmente più diffuso ed economico. Si produce principalmente a partire dal gas naturale (metano) o dal carbone attraverso un processo chiamato steam reforming. Il metano viene fatto reagire con vapore acqueo ad alte temperature per ottenere un gas di sintesi (syngas composto da monossido di carbonio e idrogeno), che viene poi convertito in metanolo. Pur essendo un ottimo carburante per i motori, questo metodo ha un’impronta di carbonio elevata.

2. Bio-Metanolo (Sostenibile)

Qui si entra nel campo dell’economia circolare. Il bio-metanolo si ottiene dalla gassificazione delle biomasse (scarti agricoli, residui legnosi, rifiuti solidi urbani indifferenziati o biogas). Anziché lasciare che questi rifiuti si decompongano rilasciando metano e CO2 in atmosfera, vengono trasformati in carburante. In questo modo, l’impatto ambientale si riduce drasticamente.

3. E-Metanolo o Metanolo Sintetico (Carbon-Neutral)

È il vero Santo Graal dei carburanti sintetici (e-fuels). Si produce combinando chimicamente due elementi:

• Idrogeno verde, ottenuto tramite elettrolisi dell’acqua alimentata da fonti rinnovabili (solare ed eolico).
• Anidride carbonica (CO_2), catturata direttamente dall’aria (tecnologia Direct Air Capture) o dai fumi di scarico industriali.

Poiché la CO2 rilasciata dallo scarico dell’auto durante la marcia è esattamente la stessa che è stata “catturata” per produrre il carburante, l’e-metanolo è a emissioni zero di carbonio su tutto il ciclo di vita (Well-to-Wheel).

Perché l’industria dell’auto punta sul metanolo?

I vantaggi tecnici e logistici del metanolo rispetto ad altre soluzioni (come l’idrogeno puro o l’elettrico a batteria per lunghi viaggi) sono enormi:

• Logistica “zero sforzi”: l’idrogeno richiede bombole a 700 bar di pressione o temperature criogeniche a -253 °C per essere trasportato, richiedendo una rete di distribuzione fantascientifica e costosissima. Il metanolo, invece, è liquido a temperatura ambiente. Può viaggiare nelle stesse autocisterne della benzina e può essere erogato dalle pompe delle stazioni di servizio già esistenti, con modifiche minime alle guarnizioni.
• Combustione pulitissima (Euro 7): rispetto alla benzina o al gasolio, la molecola del metanolo contiene già ossigeno al suo interno. Questo permette una combustione estremamente omogenea, che riduce quasi a zero il particolato solido (PM) e abbatte drasticamente gli ossidi di azoto (NO_x), rendendo i motori già pronti per le future restrizioni normative.
• Resistenza alla detonazione: il metanolo ha un elevatissimo numero di ottano. Nei motori progettati specificamente (come il 2.0 Turbo di Horse), questo consente di utilizzare rapporti di compressione elevatissimi e miscele d’aria “ultra-magre” (ultra-lean burn). Il rendimento termico di conversione arriva così al 47%, un valore irraggiungibile per qualsiasi normale motore a benzina.

L’applicazione perfetta: i sistemi REEV (Range Extended)

Il futuro del metanolo non è necessariamente quello di sostituire la benzina nei vecchi motori tradizionali, ma di alimentare i veicoli elettrici ad autonomia estesa (REEV).

In questa configurazione, come dimostrato dal powertrain Horse D20, il motore a metanolo non è collegato alle ruote e non deve subire i continui cambi di giri della guida nel traffico. Il motore funziona invece come un generatore stazionario ad altissima efficienza, che gira sempre al regime ideale per ricaricare una batteria di dimensioni contenute (ad esempio 40 kWh).

In questo modo, l’auto viaggia sempre in elettrico, ma elimina totalmente l’ansia da ricarica e la necessità di montare batterie gigantesche, pesanti e costose, potendo fare il “pieno di energia” in soli due minuti grazie al metanolo liquido.

Quanto costa il metanolo rispetto alla benzina? Conviene?

Quando si parla di carburanti alternativi, la fattibilità economica è importante quanto quella ecologica. A livello puramente industriale e d’ingrosso, il metanolo “grigio” (prodotto dal gas naturale) è molto competitivo: ha un costo di produzione che si aggira intorno ai 0,72 € al litro, a fronte degli 0,80 € – 0,95 € al litro della benzina raffinata prima delle tasse.

Tuttavia, c’è una trappola da considerare: la densità energetica. Il metanolo ha un potere calorifico di circa 16 MJ/litro, che è praticamente la metà rispetto ai 32,2 MJ/litro della benzina. Questo significa che, in un motore tradizionale, per fare la stessa identica strada è necessario bruciare il doppio del volume di metanolo, raddoppiando di fatto il costo d’uso reale. Ergo, non è affatto conveniente.

Se invece guardiamo al futuro della decarbonizzazione, l’obiettivo è l’e-metanolo (sintetico e a impatto zero). A causa degli elevati costi dell’energia rinnovabile necessaria a monte per produrlo, si stima che alla pompa potrebbe costare tra 1,50 € e 2,20 € al litro che, parametrato al minor potere calorifico, equivarrebbe a viaggiare con una benzina teorica da oltre 3,00 € al litro.

Perché allora colossi come Horse ci scommettono? La risposta sta proprio nell’efficienza dei sistemi REEV (ibridi ad autonomia estesa). Poiché in queste vetture il motore a metanolo non muove direttamente le ruote, ma gira a regime costante come un generatore di corrente ultra-efficiente (con un rendimento record del 47%), i consumi complessivi di carburante si abbattono drasticamente. Sfruttando la trazione elettrica per il quotidiano e il metanolo solo come riserva di energia, il costo chilometrico finale per l’automobilista torna a essere estremamente competitivo e, soprattutto, a impatto zero.

La foto d’apertura rappresenta l’Audi TT 2.0L EA113 alimentata a metanolo, dell’italiano Ferdinando Severino Team @SDS Race Project che a Santa Pod Raceway in Inghilterra (Podington nel Bedfordshire) ha siglato un tempo di 7,90 @ 179 mph, prima auto 2.0 4 cilindri italiana ad aver visto i 7 secondi.