Energia sostenibile

Estrarre anidride carbonica
dall’aria per produrre carburanti?
Sembra strano, ma si può

Risultati positivi dall’impianto che la Synhelion, spin-off (con sede in Ticino) dell’ETH, ha sperimentato nel Centro aerospaziale di Jülich in Germania, ottenendo gas di sintesi, grazie alla luce del Sole

di Michela Perrone

La sfida è quasi da film di fantascienza: usare l’anidride carbonica (CO2) e l’acqua (H2O) presenti nell’aria, per trasformarle in un idrocarburo (sempre a base di carbonio e idrogeno, come la benzina) grazie all’energia del sole. Facile a dirsi, ma super-difficile da realizzare.
Sono diversi i gruppi di ricerca nel mondo che tentano la strada dei cosiddetti combustibili sintetici, e anche Synhelion, una spin-off dell’ETH con sede a Lugano, un ufficio operativo a Zurigo e un prototipo di impianto in Germania, si sta cimentando con questa sfida. Le prime sperimentazioni hanno avuto successo, permettendo a Synhelion di ottenere un gas di sintesi, che può essere trasformato in combustibile liquido.

Guarda la gallery Guarda la gallery (3 foto)

L’azienda ticinese ha siglato nei mesi scorsi un importante accordo con Swiss International Air Lines, parte del gruppo Lufthansa: gli aerei della compagnia saranno i primi a essere alimentati dal “carburante solare”, quando verrà prodotto su larga scala.

«Non tutti sanno che è possibile ottenere combustibili praticamente identici a quelli esistenti, combinando anidride carbonica e acqua – afferma Gianluca Ambrosetti, amministratore delegato e fondatore, con Philipp Furler, di Synhelion. – Se anche l’anidride carbonica che si libera durante il processo di combustione viene catturata e riconvertita in nuovo carburante con gli stessi tempi e quantità, si crea un ciclo che globalmente è neutro, cioé senza nessuna emissione in eccesso». L’impianto di Synhelion, infatti, non ha una ciminiera: non rilascia alcuna emissione nell’atmosfera.

«I carburanti sintetici si studiano dagli anni venti del secolo scorso – commenta il professor Maurizio Barbato, direttore ad interim dell’Istituto di ingegneria meccanica e tecnologia dei materiali presso il Dipartimento tecnologie innovative della SUPSI ed esperto di energie rinnovabili. – Sono un filone estremamente interessante, perché puntano a un bilancio ambientale zero: catturano dall’atmosfera l’anidride carbonica necessaria per la loro produzione senza immetterne di nuova».
Proprio per questa caratteristica, negli ultimi anni si preferisce parlare di combustibili sostenibili. Oggi, nel pieno di una crisi energetica, questa tecnologia risulta appetibile, soprattutto per il trasporto aereo e navale, ma non solo: «Negli ultimi anni abbiamo capito che l’idea di elettrificare il 100% dei trasporti non è percorribile – afferma Barbato. – In Europa abbiamo circa 250 milioni di auto, di cui solo 1,2 milioni di macchine elettriche. Nel 2030 probabilmente avremo un 25% di veicoli elettrici, tra full electric e hybrid. Rimarranno sempre 180 milioni di veicoli a combustione interna». Alimentarli con un carburante che sfrutta le risorse naturali esistenti permetterà un notevole risparmio.

Nonostante il grande interesse per i combustibili sostenibili, la strada è in salita: «In questo momento la tecnologia non è economicamente vantaggiosa, anche se probabilmente lo sarà in futuro – rileva Barbato. – Inoltre, ogni startup deve attraversare quella che si chiama death valley, la valle della morte che sta tra l’idea e il mercato: a volte l’intuizione è buona, ma non funziona, per limiti tecnici, o perché è troppo precoce rispetto ai tempi».

Synhelion sta cercando di sopravvivere a questo passaggio: l’impresa è ardua, ma Gianluca Ambrosetti e Philipp Furler sono ottimisti, come dev’esserlo chi si lancia in queste avventure. «Adesso posso dire che Synhelion è una start up. Nei primi anni era, invece, una project company, un’unità funzionale che lavorava su un progetto di ricerca – sorride Ambrosetti. – Oggi abbiamo una quarantina di dipendenti e siamo strutturati in vari settori».

La fondazione dell’azienda, nel 2016, è stata possibile grazie a un mix di elementi: «Persone con un forte background tecnico, alcuni investitori molto interessati alla tecnologia e un partner industriale come Eni» - riassume il Ceo dell’azienda.
Se la partenza non è stata così complicata, il momento duro è arrivato in seguito: «La transizione energetica è una guerra di trincea – esemplifica Ambrosetti. – Per riuscire a vedere qualche risultato servono tempi lunghi e grandissimi investimenti. Nel 2020 e nel 2021 abbiamo dovuto rifinanziarci, in pieno Covid, ed è stato estremamente difficile. Dovevamo “diventare grandi” e convincere nuovi investitori della bontà della nostra idea». 

L’IMPIANTO PROTOTIPO - In questo momento, grazie anche al sostegno del governo tedesco, Synhelion sta testando l’impianto prototipo in Germania, presso il Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, a Jülich, nella Renania Settentrionale-Vestfalia. «Poi ci sposteremo in Spagna, dove potremo beneficiare di un maggior numero di giornate di sole» - spiega Ambrosetti.

L’impianto di Jülich è situato in un terreno con centinaia di specchi, per una superficie riflettente complessiva di 1.500 metri quadrati e sui quali svetta una torre alta 20 metri. Gli specchi orientabili hanno il compito di convogliare l’energia solare in un punto preciso della torre, dove è presente uno speciale "ricevitore" realizzato dagli ingegneri di Synhelion. Il principio è quello utilizzato dai bambini per accendere un fuoco con l’aiuto di una lente di ingrandimento: quando i raggi solari sono concentrati in un punto preciso, la temperatura aumenta e, in presenza di materiale infiammabile, può appiccare un fuoco.
L’impianto di Synhelion ha ovviamente uno scopo ben diverso: fornire calore ad altissima temperatura (1200°C e più) per alimentare i processi termochimici di produzione del carburante sintetico.
«Il caso di Synhelion è particolarmente interessante perché sono riusciti, primi al mondo, ad arrivare a temperature che non erano mai state raggiunte con dei ricevitori solari – commenta Barbato. – Inoltre, il fatto che oggi abbiano a disposizione un progetto pilota li pone in un grande vantaggio competitivo». E proprio il cuore dell’impianto, il ricevitore solare, è stato costruito in collaborazione con il gruppo di Barbato: «Ci siamo occupati degli aspetti di fluidodinamica e termodinamica, fornendo loro una serie di dati tecnici necessari per la progettazione del ricevitore. Anche questo progetto di ricerca è stato finanziato dall’Ufficio federale per l’energia».

GLI ACCORDI - Superati i mesi più difficili, i riconoscimenti sono arrivati: a fine 2021 Synhelion ha incassato 16 milioni di franchi dal suo round di finanziamento (hanno creduto nel progetto anche realtà come AMAG, che ha l’esclusiva di vendita in Svizzera delle auto del gruppo Volkswagen-Audi), cui si sono sommati i quasi 4 milioni di euro arrivati dal Ministero federale tedesco dell’economia e dell’energia, nonché i 22 milioni di franchi del nuovo round concluso nel novembre 2022, che ha visto l’entrata nel capitale anche di Swiss. Le risorse serviranno per la costruzione definitiva dell’impianto-prototipo in Germania. 
Nell’estate l’azienda aveva ricevuto inoltre un finanziamento da parte dell’Agenzia svizzera per l’innovazione Innosuisse per sviluppare ulteriormente la tecnologia di accumulo solare ad alta temperatura. 

«Il nostro obiettivo è trovare soluzioni che siano scalabili ed economiche – sintetizza Ambrosetti. – La via termica è facilmente scalabile e stoccare calore è almeno dieci volte più economico delle batterie che servirebbero per immagazzinare energia elettrica».

Dall’anno prossimo partirà la partnership con Swiss: «L’aviazione è un mercato interessante, perché in questo momento non può essere elettrificato – spiega Ambrosetti. – Il nostro carburante può essere utilizzato senza alcuna modifica meccanica, e questo è un indubbio vantaggio per i nostri partner». L’interesse per il progetto dimostrato da AMAG, tuttavia, fa immaginare uno sbocco anche per il settore automobilistico in un futuro non troppo lontano.