Il futuro dei motori a combustione interna nella transizione ad un sistema energetico sostenibile e cost-effective

This document aims to discuss the future of internal combustion engines. In particular, it’s underlined how the ban on this technology, established by the European Commission within 2035, may present risks and above all, does not represent the best solution from a cost-effective point of view. Alternative solutions to the exclusive use of electric motors for light road transportation are also presented, such as the use of biofuels, as well as the new technological frontiers of traditional combustion engines.

Il cambiamento climatico dovuto alle emissioni antropiche di gas serra è, e sarà per i prossimi decenni, uno dei temi di maggiore preoccupazione a livello mondiale. Circa un settimo degli inquinanti responsabili del surriscaldamento globale derivano dal settore dei trasporti e per limitarne l’impatto, numerose idee stanno venendo dibattute. L’obiettivo di questa tesi è quello di individuare, in tale contesto, le prospettive più convenienti e concretizzabili dei motori a combustione interna, confrontando diverse alternative secondo i parametri di costo, potenziale di riduzione delle emissioni e scalabilità della produzione. In particolare, alla soluzione tradizionale del motore termico e combustibili fossili, saranno confrontate la via dell’elettrificazione massiccia e quella dell’impiego di carburanti alternativi come biofuels ed e-fuels. Queste alternative, nonostante presentino molti punti di forza, incontrano anche diverse barriere. Per esempio i biocombustibili, in alcuni casi, potrebbero cominciare a ridurre attivamente le emissioni solo dopo 423 anni per via del “carbon debt” generato dal cambio d’uso del suolo. Gli e-fuels, invece, sono ancora troppo costosi e scarsamente distribuiti con prezzi che vanno da 1,34 €/l a 7,95 €/l, mentre la produzione di batterie per le macchine elettriche risulterebbe ancora un tema critico per via dell’incertezza sulla disponibilità delle risorse (in particolare di litio e cobalto) e di adeguati metodi di smaltimento o riciclaggio. Inoltre, in Italia, la decarbonizzazione cospicua dei trasporti leggeri a partire dal 2035, in accordo con le recenti direttive Europee, potrebbe comportare un aumento generale dei costi che va dal 20% (e-fuels) al 60% (elettrificazione) rispetto ad una soluzione che prioritizza l’incidenza ambientale della produzione di energia. Considerazioni di carattere produttivo ed economico, dunque, inducono a pensare che, nonostante l’urgenza di una importante riduzione nelle emissioni, la scelta più vantaggiosa sia quella di alimentare per decenni ad avvenire il settore dei trasporti attraverso motori a combustione interna e carburanti fossili, concentrando, al contempo, gli sforzi nel settore dell’approvvigionamento energetico. Infine, a completamento della tesi, sono brevemente esposte alcune delle nuove frontiere tecnologiche di questi propulsori.