Bio-Dme, il biocarburante ad elevato potenziale di sviluppo

Il suo nome chimico ufficiale è dimetiletere, abbreviato come Dme, ma è noto anche come metossimetano o anche ossido metilico. Si tratta del più semplice degli eteri, la cui formula è CH₃OCH₃. A pressione e temperatura ambiente il Dme è un gas infiammabile, più pesante dell'aria e si liquefa a 25^°C alla pressione di 5,84 atmosfere o a pressione atmosferica con temperature minori di -25^°C. Le sue caratteristiche lo rendono molto simile al gas di petrolio liquefatto (Gpl), con qualche vantaggio ambientale in più: le eventuali fughe accidentali non contribuirebbero al temuto effetto serra poiché il gas si degrada a contatto con l'ossigeno atmosferico.

Un'altra proprietà interessante del Dme è il suo alto numero di cetano, che lo rende utilizzabile nei motori diesel, anche se la minore densità e il basso Pci sono sfavorevoli. In pratica, se si sostituisse il gasolio con il Dme in un veicolo diesel, a parità di autonomia sarebbe necessario un serbatoio più grande del 22%. In compenso, il numero di cetano del Dme consentirebbe la realizzazione di motori diesel con maggiore rapporto di compressione, quindi più efficienti rispetto a quelli a gasolio. Le emissioni climalteranti del bio-Dme sono decisamente più basse rispetto a quelle del gasolio (Tabella 1), inoltre la sua combustione non produce le polveri sottili tipiche dei motori diesel, che nelle città densamente popolate spesso impongono il blocco del traffico veicolare.
Esistono due processi per produrre Dme:

• Processo a due stadi.
  La biomassa viene convertita in syngas in un normale gassificatore. Successivamente, il syngas risultante viene posto in contatto con un catalizzatore a base di rame ottenendo metanolo il quale infine viene disidratato in presenza di un catalizzatore di silica-alumina. È il classico Processo Fischer-Tropsch, noto sin dalla Seconda guerra mondiale.
• Processo monostadio.
• Sono stati sviluppati speciali catalizzatori per convertire il syngas in Dme in un singolo passaggio.

La tecnologia per produrre bio-Dme, a partire da scarti lignocellulosici, è stata sviluppata in Svezia dalla ditta Chemrec AB in cooperazione con la Luleå University of technology (Lut), che ne detiene anche parte dei brevetti. L'impianto dimostrativo, installato in una cartiera per sfruttare il black liquor (uno scarto lignocellulosico di aspetto pastoso), è in funzione dal 2010. Il bio-Dme così prodotto, circa 4 tonnellate/giorno, viene utilizzato da una flotta di camion aziendali appositamente adattati dalla Volvo per sostituire il gasolio (Foto 1). L'impianto pilota è costato 14 milioni di euro, finanziato in parte con fondi dell'Ue e del governo svedese.
Benché il bio-Dme presenti molti vantaggi rispetto ad altri biocarburanti da autotrazione, non è ancora diffuso su larga scala. La ragione è legata alla sua produzione, la quale si basa su una tecnologia complessa che comporta impianti molto costosi. Inoltre, il Dme ha uno scarso potere lubrificante - anzi, è proprio un solvente! - per cui sono necessari iniettori speciali per poter utilizzarlo in un motore diesel. Il vantaggio offerto dal maggior numero di cetano del bio-Dme è difficile da sfruttare a causa della scarsa disponibilità di tale combustibile che, per ora, non giustifica la produzione su larga scala di motori con un rapporto di compressione più elevato, che li renderebbe inutilizzabili con gasolio.

Inoltre, un veicolo a bio-Dme non può utilizzare il serbatoio dei modelli a gasolio, richiede un serbatoio omologato per 5 bar e quindi si applicano tutte le restrizioni dei veicoli a Gpl. L'aspetto che forse restringe ulteriormente la diffusione di questo carburante è di tipo culturale: il cosiddetto business as usual, abituale nelle grosse aziende. Viviamo in un contesto epocale nel quale è urgente la diffusione delle tecnologie che consentano di eliminare per sempre il petrolio dal mix energetico. Pertanto, il diritto di un'azienda all'esclusività su una tecnologia strategica non può essere al di sopra del bene del pianeta.

Conclusioni

Lasciamo ai nostri lettori alcuni spunti di riflessione: è giusto che una tecnologia, il cui sviluppo è stato finanziato con fondi pubblici - in parte anche italiani! - rimanga monopolio di una università e di un ristrettissimo gruppo di aziende? Apprendiamo invece che nel 2012 la Chemrec sottoscrisse un accordo con il gruppo cinese Tcc (Tianchen engineering corporation), in virtù del quale sarà Tcc il promotore e costruttore esclusivo degli impianti di bio-Dme a base di black liquor.

L'Ue ha finanziato con 5.555.823 euro (pagina 20) un secondo consorzio per lo sviluppo di una tecnologia alternativa per la produzione del bio-Dme da biomassa. Nell'ambito del progetto Fledged la cui conclusione avverrà ad ottobre del 2020, l'Italia è rappresentata dal Politecnico di Milano. Ci auguriamo che almeno questo secondo progetto comporti delle ricadute positive sull'ambiente e sulle imprese italiane.