La categoria dei carburanti sostenibili comprende un’ampia gamma di carburanti a basse emissioni di carbonio, tra cui biocarburanti, carburanti elettronici e sottoprodotti chimici. Poiché i combustibili sostenibili possono contribuire alla decarbonizzazione e integrare l’elettrificazione, si prevede che la domanda triplicherà nei prossimi 20 anni, raggiungendo circa 600 milioni di tonnellate metriche (Mt) entro il 2050.
I progetti completati fino ad oggi, relativi ai biocarburanti avanzati, e gli investimenti relativi alla capacità di produzione di carburanti sostenibili hanno raggiunto i 100 miliardi di dollari.
La miscela dei carburanti si evolverà da qui al 2050: i carburanti stradali hanno rappresentato finora la maggior parte della domanda e della crescita, ma negli anni 2020 categorie come il carburante sostenibile per l’aviazione (SAF), il gas naturale rinnovabile e il gas naturale sintetico, il bio- ed e-metanolo costituiranno una quota maggiore.
Nel corso del 2030, i progressi tecnologici potrebbero stimolare la crescita di nuovi approcci ai biocarburanti avanzati e agli e-carburanti, con effetti sul mercato globale e immettendo al contempo la necessaria capacità e liquidità.
Quali sono i carburanti sostenibili
Biofuel convenzionali:
- I biocarburanti prodotti da materia organica, comprese le coltivazioni e i materiali a base di residui organici, sono tipicamente miscelati con i combustibili fossili convenzionali a basse percentuali.
- L’etanolo viene prodotto attraverso la fermentazione di materiali di origine vegetale. Quello di prima generazione utilizza materie prime come il mais, mentre quello di seconda generazione è prodotto da residui come la bagassa, che richiede una maggiore lavorazione.
- Il FAME (metil-estere di acidi grassi) è un tipo di biodiesel derivato da fonti rinnovabili come oli vegetali o grassi animali.
- Il biometanolo è un tipo di metanolo prodotto da biomassa o materie prime rinnovabili, come residui agricoli, biomassa legnosa o estratti secondari di cartiere.
- Il biogas viene prodotto attraverso la digestione anaerobica di flussi di rifiuti come stocchi di mais, letame, fanghi di acque reflue o rifiuti alimentari.
- Carburanti sostenibili drop-in
I carburanti sostenibili drop-in possono essere prodotti da fonti di biomassa commestibile o residuale utilizzando idrogeno a basso contenuto di carbonio o sintetizzando carbonio catturato sostenibile e idrogeno a basso contenuto di carbonio.
Sono compatibili con i motori e le infrastrutture per i combustibili fossili esistenti. I carburanti drop-in hanno già sostituito il diesel, il carburante per aerei (attualmente il limite di miscela è del 50%) e il gas naturale compresso e liquefatto. Oltre ad avere un impatto positivo sulle emissioni di gas serra e un punteggio di bassa intensità di carbonio, questi carburanti hanno in genere minori emissioni di particolato e ossidi di azoto.
E-fuels e carburanti a base di idrogeno
Gli e-fuel sono prodotti utilizzando idrogeno proveniente da fonti di elettricità a basse emissioni di carbonio (come l’energia rinnovabile o nucleare) e il carbonio catturato. La produzione di idrogeno a basse emissioni di carbonio attraverso l’elettrolisi basata su energia rinnovabile o nucleare può essere commercializzata come idrogeno gassoso o liquido.
Quando l’idrogeno è combinato con fonti adeguate di carbonio (come il carbonio biogenico o il carbonio derivato dalla cattura diretta dell’aria) o di azoto, può formare e-carburanti come l’e-metanolo o l’ammoniaca.
Un mercato affascinante ma complesso
Un aspetto affascinante ma complesso del mercato dei carburanti sostenibili è la vasta gamma di categorie che lo compongono. I biocarburanti rappresentano la maggioranza del mercato attuale, ma i carburanti sostenibili drop-in e gli e-fuel a idrogeno potrebbero ridisegnare il panorama nei prossimi decenni. Lo sviluppo di questi carburanti non sarà lineare: matureranno a ritmi diversi e le loro specifiche applicazioni potrebbero sostituire i combustibili fossili a ritmi diversi.
Nei prossimi anni, i vincoli sulle risorse sostenibili derivanti da biomassa potrebbero creare un divario tra la domanda e l’offerta di combustibili con le tecnologie esistenti. Sebbene le materie prime da biomassa, in particolare le lignocellulosiche, abbiano un potenziale significativo per la produzione di energia, i vincoli operativi legati alla loro raccolta implicano che la comunità globale avrà bisogno di effettuare un passaggio agli e-fuels e alla produzione di biomassa su terrei agricoli in eccesso o marginali per raggiungere gli obiettivi net-zero.
I mercati degli e-idrocarburi potrebbero ancora emergere alla fine del decennio, ma i volumi tenderanno ad essere minori rispetto alla produzione bio-based fino al decennio successivo.
Il business case e le scelte di ubicazione per la produzione di e-carburanti sono legati all’accesso alle fonti rinnovabili a prezzi contenuti, alla disponibilità di carbonio sostenibile (l’e-ammonia, che non contiene carbonio, è un’eccezione) e ai costi di produzione integrata dei derivati dell’idrogeno. Le categorie variano a seconda del tipo di idrogeno (ad esempio, l’intensità di carbonio o se la fonte di elettricità include il nucleare oltre alle fonti rinnovabili) e di carbonio (ad esempio, il carbonio derivato da fonti fossili, biogeniche o a cattura diretta dell’aria) e possono influenzare il valore di un prodotto sul mercato. Attualmente, i futuri produttori si stanno concentrando principalmente sulle fonti di carbonio non fossili, come l’etanolo, la pasta di legno e la carta e gli impianti di termovalorizzazione.
I Paesi più all’avanguardia
La produzione può offrire opportunità in regioni con un elevato potenziale di energie rinnovabili e disponibilità di carbonio biogenico, come l’America Latina, il Nord America e parti dell’Asia e dell’Europa.
L’Unione Europea e il Nord America sono all’avanguardia nel settore dei carburanti sostenibili drop-in. Parallelamente, il mercato dei biocarburanti convenzionali ha registrato una crescita negli ultimi 30 anni, con il bioetanolo in Brasile, Cina e India e il biodiesel (estere metilico degli acidi grassi [FAME]) da olio di palma e di soia nei Paesi dell’America Latina e del Sud-Est asiatico. L’Asia-Pacifico, l’Australia, la Cina, il Giappone, l’India, Singapore e la Corea del Sud stanno emergendo come potenziali poli di domanda per i carburanti “drop-in” come il SAF, nonché per l’e-metanolo e l’e-ammonia, da utilizzare come vettori energetici o carburanti per il settore marino.
L’Unione Europea ha fissato obiettivi ambiziosi per la riduzione delle emissioni di carbonio e sta ricorrendo a normative per sostenere la domanda.
Sul fronte dell’offerta, l’Unione Europea e i suoi Stati membri hanno introdotto restrizioni sulle materie prime utilizzabili per i biocarburanti. La regione si sta spostando dalle colture alimentari (come palma, soia e mais) ai flussi di rifiuti e residui per i biocarburanti avanzati. Inoltre, sta definendo criteri di sostenibilità per gli e-fuel, favorendo il carbonio biogenico o catturato direttamente dall’aria e l’idrogeno verde o a basso contenuto di carbonio.
Come evolveranno i flussi commerciali globali fino al 2050?
Lo sviluppo dei combustibili sostenibili procederà a ritmi diversi a seconda della categoria e della regione. Tuttavia, sulla base delle tendenze attuali, lo studio elabora alcune osservazioni su come potrebbero evolvere i flussi commerciali globali fino al 2050.
Attualmente, una parte significativa della produzione e del consumo avviene all’interno delle regioni, in base a vari ruoli, incentivi e regole commerciali. Al contempo, si verificano anche alcuni scambi interregionali, in particolare di materie prime e combustibili, ad esempio dagli hub dell’Asia-Pacifico all’Europa e al Nord America. I produttori al di fuori degli Stati Uniti guardano sempre più all’Unione Europea come potenziale mercato di esportazione.
Guardando al futuro, gli scenari a lungo termine saranno probabilmente caratterizzati da un’elevata crescita della domanda al di fuori dell’Unione Europea e degli Stati Uniti, da un maggiore interesse a garantire l’approvvigionamento, da limitazioni regionali e locali per le materie prime, da una maggiore complessità del mercato e dalla parziale commoditizzazione di mercati come quello del diesel rinnovabile e del SAF. Da un lato, la carenza di materie prime potrebbe portare all’adozione di percorsi produttivi più costosi o ad alta intensità di capitale, come la conversione di materie prime lignocellulosiche.
D’altra parte, l’aumento degli e-fuel, unito alla scarsità di biomassa necessaria per supportare gli obiettivi di sostenibilità al 2050, potrebbe portare la produzione a concentrarsi nel Sud del mondo, a seconda del costo della cattura diretta dell’aria e dei requisiti per le fonti di carbonio non fossili.
Pronti a crescere
L’indagine di McKinsey mostra che mercato dei combustibili sostenibili è pronto a crescere in modo significativo sia in termini di scala che di complessità. Cinque aree interdipendenti daranno forma al mercato nei prossimi anni. Per identificare meglio le opportunità di valore e i rischi, gli operatori del mercato dovranno analizzare come queste aree si influenzano a vicenda e come stare al passo con i loro sviluppi.
Per essere competitivi, i trader dovranno sviluppare o potenziare diverse competenze chiave, tra cui costruire un team in grado di sviluppare una profonda comprensione del quadro normativo, sviluppare modelli commerciali globali, migliorare le capacità di origination e potenziare i propri trading team.
