Viaggiare a metano conviene? di Luisa Gatti

Università degli Studi del Piemonte Orientale
Facoltà di scienze politiche

Master
Economia dell’Ambiente e della Sanità
Anno 2004

Implicazioni economiche sottese all’utilizzazione del metano nell’autotrazione
Valutazioni e verifiche sulla diffusione di un carburante a basso impatto ambientale

Il peggioramento delle condizioni generali dell’ambiente è provocato da molteplici fonti di inquinamento; queste sono per lo più legate ad attività dell’uomo che si sviluppano in ogni parte del globo terrestre ad un ritmo crescente, e spesso disordinato, sul quale non è pensabile di mettere un freno. Le conseguenze dell’inquinamento sono palesi e vengono testimoniate da segnali che tutti sono in grado di avvertire, perché spesso si manifestano in forma vistosa, quale è quella dei mutamenti climatici e degli sconvolgimenti meteorologici.
In modo particolare è interessata la qualità dell’aria che tutti respiriamo, perché nell’atmosfera vengono immesse quantità molto elevate di vapori e di gas che in molti casi hanno un effetto nocivo diretto sulla salute o una ricaduta indiretta attraverso le alterazioni ambientali e climatiche indotte, che a loro volta si riflettono sul nostro organismo.
Il quadro poco confortante delle condizioni generali dell’ambiente costringono a riflettere su modi e metodi possibili per affrontare questo complesso problema. Una notevole attenzione è già maturata in parecchie sedi qualificate; peraltro si ha la sensazione che, mano a mano che si scende sino all’uomo della strada, tale problema venga percepito come un fatto remoto che poco tocca personalmente; il singolo individuo avverte semmai di essere coinvolto in un contesto di degrado ambientale sul quale nulla possono i suoi comportamenti. Eppure ognuno di noi è in qualche misura un inquinatore, il più delle volte senza esserne consapevole. Non mancano anche casi nei quali vi è coscienza del danno arrecato; ma ad essa si accompagnano indifferenza o peggio una colpevole determinazione a far prevalere il proprio interesse particolare sull’interesse generale.
Questa è una fotografia realistica ed allarmante, che ci indica che devono essere adottati con urgenza provvedimenti capaci di arrestare il progredire del degrado e di invertire questa tendenza, pena una ricaduta già chiaramente accertata e sempre più preoccupante sulla salute umana e più in generale sulla qualità della vita. Perciò, prendendo come punto di partenza le manifestazioni più evidenti e misurabili dell’inquinamento, è necessario individuare le direttrici lungo le quali ci si deve muovere per ottenere risultati concreti ed incisivi in tempi ragionevolmente brevi.
Della situazione accennata vi è diffusa conoscenza tra gli studiosi dei fenomeni atmosferici e dei problemi ambientali. Se ne ha altresì piena coscienza a livello degli organismi sanitari mondiali e dei governi nazionali, che con azioni specifiche di indirizzo e con atti legislativi stanno cercando di mettere sotto controllo lo stato di inquinamento. Ma, ciò nonostante, nessuno è riuscito fino ad ora a dar corpo ad azioni sufficientemente incisive tali da produrre risultati apprezzabili o che almeno pongano un freno efficace al ripetersi di situazioni critiche che possono preludere a vere e proprie emergenze.
Il presente studio prende lo spunto dalle considerazioni prima esposte e si focalizza su una componente rilevante dell’inquinamento atmosferico, quella generata dal traffico veicolare, che ha molta importanza soprattutto negli ambienti urbani, dove la circolazione si addensa maggiormente e dove è più difficile far disperdere dalla ventilazione naturale le emissioni solide e gassose dei motori, i prodotti che da queste vengono generati attraverso reazioni chimiche e fotochimiche, nonché le polveri originate dall’usura degli organi meccanici e dall’abrasione della pavimentazione stradale.
La quantità maggiore e più nociva degli inquinanti menzionati è dovuta alla combustione non perfetta dei carburanti ed alle impurità contenute in questi ultimi. Il miglioramento della qualità dei carburanti fossili liquidi e dei processi di combustione ha prodotto giovamenti apprezzabili, ma malgrado tutto troppo limitati, in fatto di riduzione dell’inquinamento.

I miglioramenti tecnici introdotti sui veicoli e la riduzione delle impurità inquinanti dei carburanti che si sono ottenuti in questi ultimi anni lasciano aperta la porta della speranza per il futuro prossimo; l’evoluzione su queste materie non è ancora arrivata al capolinea e sono in atto continui sforzi di ricerca per ottenere ulteriori progressi e per esplorare altre strade che consentano di sostenere una richiesta di mobilità che non è certo orientata a diminuire.
In fatto di carburanti le alternative ecocompatibili, quali il biodiesel di origine vegetale, il biometano ottenuto dal trattamento di biomasse oltre che dalle deiezioni animali e il gas naturale hanno avuto fino ad ora applicazioni molto limitate per motivi sui quali si ritornerà nel seguito. Altre soluzioni più avanzate, che attraverso l’utilizzazione dell’idrogeno come combustibile promettono un drastico abbattimento delle emissioni, compresa l’eliminazione del rilascio di anidride carbonica, si collocano in una prospettiva ancora lontana, perché richiedono sviluppi tecnologici non indifferenti per rendere economica la produzione di tale gas e per trasformare gli attuali prototipi di laboratorio in veicoli che possano essere prodotti a livello industriale.
Le caratteristiche energetiche del metano sono del tutto adeguate alle necessità dell’autotrazione ed offrono la possibilità di far compiere un salto importante in direzione del miglioramento dell’ambiente, come si vedrà più avanti. Buone soluzioni applicative per impiegarlo nell’alimentazione dei motori a scoppio sono state sviluppate da tempo ed ampiamente collaudate su veicoli con le dimensioni e le destinazioni d’uso più diverse. Pertanto tale soluzione è per molti aspetti pronta per fare il suo ingresso in forze sul mercato dell’autoveicolo o è vicinissima ad esserlo.
In parallelo a questi fattori positivi si prospettano nuove opportunità anche per altri aspetti strategici e pratici, tra i quali la possibilità di diversificare maggiormente le fonti di approvvigionamento energetico, perché i giacimenti di metano sono più numerosi e meglio distribuiti geograficamente con riserve che sono stimate esser abbastanza ampie.
Fatte queste premesse, lo sviluppo di uno studio sull’utilizzazione del gas naturale deve in primo luogo dare risposta alla domanda contenuta nel titolo di questo lavoro. Perché tale risposta costituisca un contributo significativo di analisi al riguardo delle problematiche e dei vincoli che stanno alla base di una mobilità sostenibile, oltre a dare un’indicazione sulle azioni necessarie per perseguirla, è opportuno cercare di far emergere tutti gli aspetti della convenienza del metano. Per questo la domanda di partenza deve essere articolata in modo più ampio.
Innanzi tutto ci si deve chiedere se attraverso l’utilizzazione diffusa del gas naturale nel campo dell’autotrazione si arriverà effettivamente ad una riduzione significativa dell’inquinamento atmosferico. In seconda battuta devono essere prese in considerazione le ricadute economiche che ne possono derivare, verificando in particolare se e quanto risparmio nei costi di esercizio può essere ottenuto.
L’obiettivo di questa ricerca è dare risposta agli interrogativi ora posti, presentando un panorama completo dei vantaggi che l’uso del metano è in grado di offrire, attraverso l’interpretazione dei dati ricavati da applicazioni di questo gas già operative e da studi effettuati nel settore, senza sottacere che a prima vista alcune caratteristiche del veicolo a metano appaiono penalizzate da fattori tecnici di non facile eliminazione e che non è disponibile una gamma di prodotto con caratteristiche sufficientemente articolate per rispondere alle molteplici necessità dei potenziali utilizzatori. Questi motivi per l’appunto potrebbero dare una spiegazione, almeno parziale, della diffusione limitata della categoria di autoveicoli in esame.
Per completare il quadro occorre anche valutare se sussistono fattori di origine esterna, non dipendenti dal veicolo, che impediscono di far prendere piede all’uso del gas naturale. In proposito è d’obbligo la domanda: vi sono strutture adeguate per rendere agevole il rifornimento di questo carburante?
Da ultimo, per ritornare ancora su temi economici, tenuto conto che vengono messi a disposizione dei fondi per incentivare l’acquisto di automezzi a gas, si deve fare qualche riflessione al riguardo della idoneità di tali strumenti, perché potrebbero essere erogati con modalità ed in misura non adeguate e quindi non sortire l’effetto di orientare sul metano il naturale ricambio del parco veicolistico.

Una larga messe di studi ha dimostrato che il degrado dell’ambiente influenza negativamente la vita di tutti gli esseri viventi determinando l’insorgere di specifiche patologie ed agisce anche in modo indiretto, ad esempio aumentando la predisposizione alle alterazioni genetiche o inducendo modificazioni nella catena alimentare degli animali, per le quali ancora non si sanno valutare le conseguenze. Nell’uomo le manifestazioni patologiche assumono forme diverse, secondo la sensibilità individuale alle malattie ed all’età; si constata infatti che sono interessati tanto i bambini quanto gli anziani, con l’aggravamento di affezioni tipiche per ciascuna fascia di età. Non soltanto, ma spesso si hanno anche risvolti psicologici, perché le alterazioni climatiche, ad esempio, possono generare stati di ansia e meteopatie di vario genere. Il rischio di essere colpiti da queste conseguenze negative appare esaltato nelle aree metropolitane, dove il livello di inquinamento, particolarmente per l’apporto del traffico, ed i disagi correlati sono avvertiti in modo più acuto. In sintesi si può dire che a causa dell’inquinamento, al di là delle manifestazioni patologiche palesi, che costituiscono l’aspetto più preoccupante per la gravità e la frequenza che talvolta assumono, si viene a determinare un generale abbassamento della qualità della vita del quale tutti risentono diffusamente.
Perciò se si vuole tracciare un quadro completo della situazione e si vogliono fare delle valutazioni quantitative dei costi indotti dall’inquinamento che ricadono sulla collettività occorre non soltanto prendere in considerazione le patologie che con maggiore evidenza a questo si ricollegano, ma anche parecchi effetti collaterali.
Tali valutazioni esulano dallo scopo di questo studio, ma a titolo di esempio si riportano alcuni dati epidemiologici che sono stati raccolti dal Centro Europeo Ambiente e Salute di Roma per le città di Torino, Genova, Milano, Bologna, Firenze, Roma, Napoli e Palermo; tali dati, relativi al 1998, sono riferiti soltanto alla morbilità dovuta alle polveri sottili presenti in atmosfera; sono stati calcolati:
- 3500 decessi
- 1900 ricoveri per disturbi respiratori
- 2700 ricoveri per disturbi cardiovascolari
- 31500 attacchi acuti di asma nei bambini.
Per completare il quadro dei costi sanitari imputabili all’inquinamento generato dal trasporto su gomma, alla casistica accennata devono ancora esser aggiunte le insorgenze di forme cancerose di vario tipo dovute, oltre che alle polveri, al benzene ed a altri inquinanti ad azione oncogena.
Inoltre per fare una quantificazione economica completa devono essere messe in conto quelle componenti del costo del trasporto che non ricadono direttamente su chi trae vantaggio da esso, i cosiddetti costi esterni, ma che comunque ricadono sulla collettività. Per l’Italia uno studio dell’Unione Europea ha stimato in 157 lire al chilometro percorso i danni provocati complessivamente dal trasporto su gomma, comprendendovi salute, rumore, cambiamenti climatici, incidenti stradali.

Pur consapevoli dell’esistenza e della gravità dei problemi ambientali, molti Paesi rifiutano nella sostanza di tenerne conto e mettono davanti ad ogni altra considerazione l’ineludibile necessità di lasciar sviluppare le loro economie senza vincoli eccessivi, trascurando le conseguenze, compreso l’aumento dell’inquinamento. Basti pensare al rifiuto opposto da Stati Uniti e Giappone al protocollo di Kyoto, accordo multinazionale sull’inquinamento atmosferico e sull’effetto serra al quale sarà fatto cenno poco oltre, ed ai lunghi tentennamenti della Russia per accettarlo. Tali resistenze mettono in luce per l’appunto la preoccupazione per le implicazioni di ordine economico che possono riflettersi sullo sviluppo di qualsiasi Paese, in conseguenza dell’imposizione di limiti troppo restrittivi al rilascio di inquinanti. A maggior ragione può essere compreso l’atteggiamento dei Paesi ad economia meno avanzata che per compiere il loro faticoso cammino verso il benessere si avvalgono di tecnologie e di processi per noi obsoleti ed eliminati anche in ragione della loro scarsa compatibilità ecologica.
Ma è proprio esatta l’equazione che lega con una proporzionalità diretta la crescita dell’economia e quella dei problemi ambientali? È per lo meno da pensare che la relazione non sempre sia così semplice ed assiomatica; probabilmente caso per caso è possibile individuare tra i suoi termini dei parametri sui quali intervenire senza creare effetti negativi non sopportabili. Al contrario non infrequentemente si intravede la possibilità di ottenere ricadute positive da appropriate forme di controllo dei processi e di derivarne nuove opportunità economiche.
Ad esempio, per rimanere al tema di questa ricerca, l’impiego del metano nel campo dell’autotrazione con una eliminazione parziale degli altri tipi di carburante, che a prima vista appare di difficile attuazione, se non altro per l’ingente fabbisogno di capitali d’investimento, porta vantaggi certi non soltanto per quanto riguarda l’inquinamento atmosferico, ma riduce anche in misura sensibile il costo di esercizio dei mezzi di trasporto, come sarà ampiamente dimostrato dai dati che sono stati raccolti. In prospettiva possono esservi altri ritorni: ai costruttori viene offerta un’occasione di accrescere il volume della loro attività sviluppando e producendo nuove gamme di veicoli; si crea anche la necessità di estendere, specializzandola per questo nuovo servizio, la rete di distribuzione del gas naturale e di realizzare un sistema di punti di rifornimento oggi di fatto inesistente.
Il rapporto tra vantaggi ottenibili ed eventuali conseguenze negative sull’economia deve essere misurato sui singoli casi specifici; cercare delle regole o dei principi sempre applicabili sarebbe improduttivo e soprattutto avrebbe poca utilità. Il caso della circolazione stradale presenta molteplici aspetti che è opportuno ponderare con criteri differenti; perché se è vero che qualsiasi veicolo, per il fatto stesso che brucia un combustibile, è fonte di emissioni nocive, è altrettanto vero che non tutti inquinano nella stessa misura, non tutti vengono utilizzati in ambienti particolarmente critici, non tutti supportano attività con valenza economica di pari livello. Per esemplificare, un’autovettura ad uso individuale o familiare, un mezzo di trasporto collettivo e un autocarro hanno funzioni completamente diverse e ben differente sarebbe l’impatto economico diretto ed indiretto di un’eventuale limitazione della loro possibilità di circolare.
Basti pensare a questo proposito che attualmente il 70% della movimentazione delle merci avviene su gomma e che si valuta che l’apporto complessivo dei trasporti al PIL sia del 5%. Appare chiaro che andare ad incidere su questo specifico settore avrebbe conseguenze tutt’altro che trascurabili sull’economia nazionale. Perciò gli interventi che si dovranno effettuare perché questa attività riduca il suo contributo all’inquinamento atmosferico, oggi troppo alto, dovranno essere prudenti e graduali.

Che gli equilibri della natura siano compromessi dall’inquinamento e che questo sia in continua crescita sono fatti che colpiscono l’attenzione di chiunque. Presso gli organismi di ogni livello, nazionale e mondiale, che si occupano di ambiente e di sanità vi è diffusa coscienza delle ricadute che si hanno sulla salute umana nonché dei conseguenti costi sanitari e sociali.
Appare chiaro che le politiche di contrasto del degrado devono muoversi in un’ottica sovranazionale, perché l’inquinamento, soprattutto quello atmosferico, non rispetta i confini geografici. Da parte di molti Paesi si cerca di dar corpo ad azioni che, muovendo lungo percorsi comuni, puntino agli stessi obiettivi.
I documenti con le linee di indirizzo generale emessi dagli organismi sovranazionali, i trattati, le disposizioni di legge, i decreti attuativi che regolamentano la complessa materia dell’inquinamento in tutte le sue forme sono ormai numerosi. Quanto siano applicati di fatto, al di là delle solenni dichiarazioni d’intento, è tutt’altra faccenda.
Si richiama qui il Protocollo di Kyoto che, guardando ai cambiamenti climatici, punta l’attenzione sul contenimento dei gas ad effetto serra; a questo proposito impegna i Paesi aderenti a fare in modo che entro il 2010 la presenza in atmosfera di tali gas sia ridotta del 6,5% rispetto ai livelli esistenti nel 1990.
Alcune direttive emanate dalla Comunità Europea stabiliscono limiti alla quantità di inquinanti pericolosi per metro cubo di aria e pongono traguardi temporali per rientrare nei limiti stessi e per ricuperare le situazioni più degradate. Gli Stati dell’Unione Europea sono chiamati a recepire nella legislazione nazionale le indicazioni delle direttive e a dotarsi di strumenti per rilevare le quantità dei diversi inquinanti secondo regole uguali per tutti, allo scopo di governare la situazione e di darne conto all’opinione pubblica, nonché alla stessa Comunità. Per citare qualche esempio la direttiva 99/30/CEE tratta di ossidi di azoto, di anidride solforosa, di piombo e di polveri sottili; la direttiva 00/69/CEE si occupa di benzene e di ossido di carbonio; la direttiva 02/3/CEE di ozono.
La legislazione italiana ha recepito tali direttive con qualche ritardo; in particolare a partire dal 1991 sono state emanate nuove normative, con vigore dal 1993, per limitare le emissioni dei veicoli; queste impongono che in sede di omologazione di nuovi modelli vengano eseguite prove con modalità specifiche e su percorsi di varie caratteristiche. Nella tabella 1 vengono indicati i limiti ai quali si è fatto cenno.

Tabella 1. Normativa sulle emissioni delle auto di nuova omologazione dal 1991 al 2005

A loro volta le amministrazioni comunali delle maggiori città deliberano, ai fini del contenimento dell’inquinamento, restrizioni periodiche della circolazione nell’ambito del territorio di loro giurisdizione in applicazione delle disposizioni legislative nazionali.
Parallelamente nel quadro generale della produzione di energia, altre leggi promuovono l’impiego di combustibili alternativi ai derivati del petrolio, oltre che il ricorso a fonti rinnovabili e a mezzi di generazione innovativi; al riguardo degli autoveicoli indicano che il metano, il gpl ed i biocarburanti devono trovare un’applicazione crescente, imponendone anzi l’utilizzazione in certuni settori del parco circolante. Ad esempio il decreto Ronchi (Mobilità sostenibile nelle aree urbane, 27/03/1998) fa obbligo ai Comuni di convertire progressivamente le proprie flotte in modo da inserire in esse una quota di automezzi ecocompatibili pari almeno al 50% della consistenza entro il 2003. Per lo scopo predispone strumenti di concorso finanziario dello Stato per facilitare l’acquisto di veicoli per il trasporto passeggeri e di altri mezzi destinati a servizi urbani di pubblica utilità.
Nella stessa ottica sono stati emanati e più volte rifinanziati altri decreti (si veda il decreto 28/05/1999 “Concessione di mutui agli enti locali….per il finanziamento degli interventi in campo ambientale…”) che offrono concorsi alla spesa di acquisto di sicuro interesse (nel caso citato, il 25% se il veicolo è alimentato esclusivamente a metano, il 10% per l’alimentazione ibrida).
A fianco delle disposizioni che promuovono la domanda di veicoli a gas operano anche normative fiscali che, differenziando l’imposizione sui diversi tipi di carburante, incentivano il consumo di quelli ecologici. In altre parole su benzina e gasolio il carico impositivo viene mantenuto più alto di quanto non lo sia sul metano e sul gpl. Ad esempio la direttiva 03/96/CEE è stata emanata per armonizzare la tassazione sui prodotti energetici in ambito comunitario e fa obbligo ai governi nazionali di adottare livelli minimi di imposizione a partire dall’inizio del 2004 per evitare eccessive disparità nei prezzi minimi dei combustibili, ma non pone alcun limite al valore massimo dell’accisa. Or bene la tabella 2, estratta dall’allegato A della direttiva prima richiamata, mette in evidenza il forte divario di cui si è detto e indica, tra le altre cose, che tale divaricazione è destinata a crescere in corrispondenza di una prossima scadenza fissata per il 2010.

Tabella 2. Livello minimo di imposizione fiscale sui carburanti (euro/litro)*

*IVA esclusa
Fonte: Allegato A, direttiva 03/96/CEE

2. I vantaggi ambientali offerti dal metano

L’impiego del metano nel campo dell’autotrazione presenta tre aspetti vantaggiosi nei confronti di quello degli altri carburanti correntemente usati: nella combustione viene prodotta un quantità inferiore di anidride carbonica e di altri gas serra, il rilascio di sostanze inquinanti è contenuto a livelli molto bassi, vengono ridotti sensibilmente i costi di esercizio dei veicoli. Questi fattori verranno esaminati in dettaglio nei paragrafi che seguono.

Il primo aspetto, quello delle proprietà di questo gas, è illustrato dalla scheda tecnica riportata nella pagina 14 (tabella 3) nella quale sono condensate le caratteristiche che hanno rilevanza per l’alimentazione dei motori a scoppio.
La sua molecola è composta da atomi di carbonio e di idrogeno che si ossidano entrambi nella reazione di combustione, generando un quantità di calore superiore a quella ottenibile, a parità di peso, dagli altri carburanti che vengono utilizzati per l’autotrazione. Infatti da un chilogrammo di metano si ottengono 11600 chilocalorie, a fronte di 10300 kcal ricavabili da uguale peso di benzina, di 10200 kcal nel caso del gasolio e di 10000 kcal del gpl (gas di petrolio liquefatto). Il maggior contenuto energetico, la facilità di miscelazione con l’aria ed il suo alto punto di infiammabilità, al quale corrisponde un numero di ottani convenzionale pari a 120, ben superiore a quello della benzina normalmente commercializzata, permettono di ottenere un rendimento più che soddisfacente dal ciclo termodinamico di utilizzazione.
Come è facile osservare, la reazione chimica di ossidazione
CH4 + 2O2 ? CO2 + 2H2O
genera come prodotti della combustione anidride carbonica ed acqua allo stato di vapore. Senza entrare nel merito di valutazioni quantitative attraverso un preciso calcolo stechiometrico, risulta chiaro che il modesto contenuto di carbonio della molecola del metano si traduce in una produzione di anidride carbonica significativamente inferiore rispetto ad altri carburanti, a parità di energia resa. In termini pratici gli effluenti scaricati dai motori a gas naturale hanno un contenuto di CO2 inferiore del 30% rispetto al gasolio, del 22% rispetto alla benzina, e del 12% rispetto al gpl. È perciò evidente che l’impiego del metano offre innanzi tutto il vantaggio di una produzione ridotta di anidride carbonica che è la principale responsabile dell’effetto serra.
La presenza di idrocarburi liberi in atmosfera concorre a generare effetto serra; perciò gli incombusti che vengono rilasciati dai motori, l’evaporazione delle frazioni leggere del petrolio e dei suoi derivati, le eventuali fughe di gas devono essere tenute sotto controllo al pari dell’anidride carbonica. I metodi di comparazione dell’emissione complessiva di gas serra per motori alimentati con i diversi tipi di carburante utilizzano un indicatore (GWI, Global Warming Index) che è stato adottato per effettuare le valutazioni con criteri omogenei tenendo conto di tutti i fattori in gioco. Attraverso tale indice è stato rilevato che l’impatto dell’alimentazione a gas naturale risulta complessivamente inferiore del 18% rispetto alla benzina, del 14% rispetto al gasolio e del 5% rispetto al gpl. L’istogramma di figura 1 rappresenta graficamente tali differenze.

Nota. I dati della tabella sono relativi al metano chimicamente puro. Per l’autotrazione si utilizza il gas che viene estratto dai pozzi senza sottoporlo ad alcun trattamento volto a modificarne la composizione e le caratteristiche. Il gas naturale, oltre al metano che costituisce la frazione di gran lunga preponderante (circa 85-99% secondo i giacimenti di provenienza), contiene anche piccole quantità di altri gas combustibili (etano e propano principalmente) e tracce di incombustibili (azoto, anidride carbonica, idrogeno solforato). Le caratteristiche chimico-fisiche del gas erogato dai distributori possono presentare alcune diversità, di fatto ininfluenti ai fini dell’utilizzazione. Per tale motivo nel testo i termini metano e gas naturale vengono usati come sinonimi.

In tutti i processi di combustione si verifica una formazione di residui come prodotto della reazione di ossidazione, tanto più se questa avviene in modo non completo, che possono anche essere il risultato di reazioni secondarie irrilevanti dal punto di vista della produzione di calore e in quanto tali non desiderate. Tutti questi residui si disperdono nell’atmosfera e fanno crescere l’inquinamento dell’aria che a sua volta provoca effetti nocivi sulla salute ed alterazioni climatiche.
Nel seguito vengono passati in rassegna i più importanti effluenti prodotti dalla combustione dei tipi di carburante normalmente usati, facendo un esame compartivo di questi ultimi dal punto di vista del loro potenziale di inquinamento.

PM 10
Con questa sigla vengono individuate le polveri formate da granuli con diametro di 10 ?m o inferiore (polveri sottili), che sono sospese nell’atmosfera; la quantità maggiore viene generata nella combustione (motori, impianti termici) ed in parte sono dovute all’usura degli pneumatici, dei freni e delle frizioni. Le quantità misurate dalle apparecchiature di monitoraggio dell’aria comprendono anche le frazioni risollevate da terra dalla turbolenza locale. I fenomeni di inversione termica, tipici della stagione invernale, ne limitano fortemente la dispersione, aggravandone gli effetti. Le polveri sono liberate principalmente dai motori a gasolio, anche quando sono dotati di dispositivi filtranti sui condotti di scarico, e dai motori a due tempi. La diffusione sempre maggiore dei primi in tutte le applicazioni su veicolo è perciò motivo di allarme, anche perché il particolato prodotto dai motori va ad aggiungersi a quello degli impianti di riscaldamento e di molte attività industriali. Per questi motivi è necessario un attento monitoraggio delle quantità presenti nell’aria specialmente nelle città.
Le polveri sottili penetrano negli alveoli polmonari con potenziali effetti cancerogeni, oltre ad essere responsabili di forme asmatiche e di irritazioni delle vie respiratorie. La loro concentrazione è maggiore in prossimità del suolo e per questo i bambini possono risentirne in misura pronunciata; in generale sono pericolose per tutti i soggetti con insufficienza respiratoria.
Nei processi di combustione del metano la formazione di polveri è quasi del tutto assente; questo risolve a suo favore il confronto con gli altri tipi di carburante.
NO x
Gli ossidi di azoto derivano da processi di combinazione chimica che si verificano ad alta temperatura durante la combustione; della loro formazione sono responsabili non soltanto i veicoli, ma anche numerosi processi industriali e gli impianti di riscaldamento. Il miglioramento delle caratteristiche dei combustibili e dei processi che li utilizzano ha determinato in questi ultimi anni una lieve riduzione delle quantità di NOx immesse in atmosfera. Ciò nonostante i valori medi oggi rilevati risultano almeno doppi del limite fissato come obiettivo per il 2010; nell’attuale situazione, i trasporti pesano per circa la metà delle quantità emesse.
Gli ossidi di azoto nell’atmosfera si trasformano facilmente in ammoniaca, gas irritante per le vie respiratorie, e sono precursori dell’ozono in conseguenza di processi fotochimici che coinvolgono anche altri componenti organici (COV) emessi dai motori.
Nei residui di combustione del metano la presenza di ossidi di azoto risulta di fatto trascurabile.

Benzene
Si ritiene che il benzene ed alcuni altri idrocarburi policiclici aromatici siano sostanze ad alto potenziale cancerogeno. Il primo, quantitativamente più importante, è presente soprattutto (95%) negli effluenti di scarico dei veicoli come incombusto o come prodotto di reazione di altri idrocarburi; ma è anche rilasciato per evaporazione dai carburanti liquidi durante lo stoccaggio e nelle operazioni di distribuzione. La quantità presente nell’atmosfera, secondo i rilevamenti di questi ultimi anni, ha valori medi circa doppi del limite di 5?g/m3 fissato per il 2010. La benzina ne è la fonte principale, ma anche il gasolio ed il gpl danno contributi apprezzabili.
Il gas naturale contiene benzene in quantità molto limitate e, grazie alle tecniche sofisticate di combustione adottate sui motori moderni, gli scarichi risultano praticamente privi di residui di questo tipo.
Ugualmente assenti sono altri idrocarburi aromatici che possono dare origine ad aldeidi (formaldeide, acetaldeide) irritanti per l’apparato respiratorio.

Anidride solforosa
L’anidride solforosa, ed in misura minore gli ossidi di azoto, sono responsabili delle piogge acide che provocano danni di tutto rilievo alla vegetazione, fenomeni resi evidenti da vistosi casi di defoliazione verificatisi in più parti del mondo, ed alla fauna, come conseguenza della riduzione delle fonti di cibo compromesse per l’appunto da tali precipitazioni.
In tutti i combustibili fossili sono presenti componenti solforose ed anche nel petrolio se ne trovano presenze non trascurabili, specialmente nelle sue frazioni più pesanti. Tra i carburanti liquidi il gasolio ne contiene la quantità maggiore; perciò le aziende petrolifere sono oggi impegnate nella messa a punto di processi di raffinazione capaci di dare un prodotto adeguatamente depurato da questi inquinanti per poter soddisfare i limiti previsti dalle prescrizioni legislative.
Nel caso del metano il problema è del tutto trascurabile, come risulta da prove comparative effettuate da diversi laboratori; infatti né il biossido di zolfo né altri composti solforati sono presenti in quantità apprezzabile all’estrazione e pertanto il gas non necessita di processi di depurazione.

Monossido di carbonio
Il monossido di carbonio deriva da una combustione imperfetta; perciò è un effluente tipicamente presente nello scarico dei motori a scoppio quando funzionano a basso regime, come avviene nelle situazioni di traffico intenso e rallentato. I propulsori a benzina ne sono i maggiori produttori; fatta 100 la quantità generata da questi ultimi, l’alimentazione a metano a parità di condizioni riduce l’emissione a 25, dato che questo gas si miscela facilmente con l’aria e perciò brucia pressoché completamente.
Il monossido di carbonio è un gas che, sostituendosi all’ossigeno nei processi della respirazione, può provocare insufficienza respiratoria. I bambini sono i soggetti maggiormente a rischio, perché il CO tende a depositarsi negli strati bassi dell’atmosfera.

Incombusti
Vengono comprese tra gli incombusti rilasciati in atmosfera tanto le frazioni dei diversi idrocarburi che sono presenti negli scarichi dei motori, quanto le eventuali perdite dei loro impianti di alimentazione. Tutti i carburanti, soprattutto se contengono molte frazioni leggere del petrolio, come la benzina, danno luogo a rilascio di idrocarburi in atmosfera per evaporazione. Alcuni di questi possono avere effetti tossici; tutti, comunque originati, danno un contributo non trascurabile all’effetto serra, come è già stato accennato.
Il metano, stabile e scarsamente reattivo sia in atmosfera sia nei confronti dell’organismo, risulta non tossico e come tale non viene considerato tra gli inquinanti sorvegliati dalla normativa statunitense. Nell’uso per autotrazione se ne riscontrano quantità ininfluenti nei gas di scarico, mentre è inevitabile che qualche perdita faccia salire i numeri dell’incombusto totale. L’analisi comparativa relativa alla prima frazione, i veri incombusti, vede ancora il motore a benzina come maggior imputato. Fatta 100 la sua emissione, il metano si colloca sul gradino più basso della classifica dei carburanti con un peso del 18%.

La rassegna prima presentata degli inquinanti regolamentati dalle disposizioni legislative nazionali e dei gas serra emessi dai motori mette in evidenza che i propulsori a metano possono far decrescere sensibilmente le concentrazioni di sostanze nocive presenti nell’atmosfera. L’istogramma di figura 2, tratto dalla pubblicazione Il Metano (Fiat), confronta in modo sintetico le emissioni prodotte dal gas naturale e dalla benzina, mostrando graficamente le differenze che vi sono nei due casi per ciascuna delle componenti.

2.3. Riduzione della formazione di ozono troposferico

L’ozono presenta due facce: quella buona dello strato presente ai limiti superiori dell’atmosfera, che protegge dai raggi ultravioletti, e quella cattiva del gas che ristagna vicino al suolo. Quest’ultimo non è un prodotto diretto della combustione, perciò è presente negli scarichi dei motori soltanto frazionalmente. La quantità maggiore viene prodotta da trasformazioni chimiche che si verificano sugli ossidi di azoto e su composti organici volatili per azione della luce solare. In questo senso l’ozono deve essere considerato come un inquinante secondario che deriva da precursori generati in larga parte dalla combustione dei carburanti.
L’ozono che si forma nella troposfera è fortemente nocivo per tutti gli esseri viventi; la sua azione risulta particolarmente pericolosa nelle aree urbane dove più facilmente raggiunge concentrazioni elevate.
Elaborazioni effettuate mettendo a confronto le quantità di precursori dell’ozono prodotte dai carburanti ordinari e quella rilasciata dal metano indicano che, fatta 100 l’emissione della benzina, se viene impiegato gas naturale tale valore si abbassa al 5%. Altre valutazioni (TNO, Road Vehicle Research Institute) del potenziale di formazione di ozono riferite alla percorrenza dei veicoli forniscono i dati del quadro qui di seguito riportato (tabella 4), dal quale emergono i risultati più favorevoli del metano.

2.4. Valutazione riassuntiva dei vantaggi ecologici del gas naturale

La rassegna delle principali sostanze inquinanti presenti negli scarichi dei motori ha messo in chiaro gli ampi vantaggi offerti dal metano; si è visto infatti esaminandole una per una che la combustione del gas naturale ne produce quantità significativamente inferiori rispetto a quanto si verifica per gli altri carburanti o non ne genera affatto.
L’esame condotto nel paragrafo precedente, essendo analitico, non fornisce un quadro organico delle variazioni dello scenario ambientale che si possono ottenere intervenendo a livello locale sulla composizione del parco dei veicoli in circolazione. È chiaro che queste ultime indicazioni non possono essere ricavate da operazioni eseguite dal vero, modificando effettivamente la tipologia o la quantità degli automezzi attivi; è possibile invece fare delle simulazioni con il calcolatore. Di regola si opera prendendo come oggetto di studio famiglie di autoveicoli, correntemente designate con il termine flotta, che vengono sistematicamente utilizzate in modo omogeneo per svolgere un servizio di caratteristiche ben note, in un contesto territoriale altrettanto definito. Ad esempio le figure 3 e 4 rappresentano i risultati elaborati dal Centro Studi sui Sistemi di Traffico (CSST) per attività sviluppate nella zona urbana di Torino.

Nel primo caso (fig. 3) tali valutazioni fanno riferimento all’ipotesi di sostituzione dell’intero complesso delle flotte circolanti con veicoli di pari tipo alimentati a metano, mentre nell’altro (fig. 4) vengono rappresentate le stime relative ai differenti effetti di un rinnovamento attuato rispettivamente in misura del 25%, del 50% e del 100% delle flotte dei taxi e dei veicoli commerciali operanti nell’area urbana.
Tra i riflessi positivi che una più ampia diffusione della trazione a metano può avere sull’ambiente, non deve essere dimenticato che la distribuzione e l’erogazione del gas ai veicoli avviene con modalità che non presentano rischi ambientali, perché sono completamente diverse rispetto a quelle utilizzate per i carburanti liquidi. In quest’ultimo caso il rifornimento delle stazioni di servizio implica la circolazione di mezzi di trasporto specializzati, quali le autobotti, e numerosi travasi da un serbatoio ad un altro lungo il percorso per trasferire il prodotto dal pozzo di origine al distributore; il procedimento è simile anche per il gpl. Di conseguenza l’intera movimentazione dei carburanti è causa di inquinamento ed ha un’incidenza direttamente proporzionale al loro consumo tanto a causa gli scarichi generati dai motori delle flotte di distribuzione, che oggi contano circa 35.000 veicoli in circolazione, quanto per il verificarsi di dispersioni del materiale trasportato, cosa che non accade solo episodicamente in circostanze eccezionali.
Al contrario il gas naturale viene estratto dai pozzi e immesso nei metanodotti praticamente senza dover subire alcun trattamento; il trasporto e la distribuzione avvengono attraverso una rete di tubazioni fisse che, essendo quasi interamente sotterranea, risulta ben protetta da fatti accidentali. Per l’immissione nel serbatoio degli automezzi, che è fatta a pressione elevata, vengono utilizzati impianti a tenuta stagna e con dispositivi di sicurezza che impediscono fughe anche in caso di incidenti imprevisti. L’intero processo “dal pozzo alla ruota” ha perciò probabilità molto ridotte di dar luogo ad eventi di rilevanza ecologica.
Per completare il quadro delle caratteristiche positive di basso impatto ambientale che sono state prese in esame più sopra, è opportuno ricordare che le proprietà fisiche del metano (peso specifico inferiore a quello dell’aria, alto punto di infiammabilità) rendono possibile una facile dispersione di questo gas nell’atmosfera e riducono a livelli molto bassi il rischio di formazione di miscele esplosive negli ambienti sufficientemente aerati. Per queste ultime proprietà il metano risulta complessivamente non pericoloso; di conseguenza viene consentito il parcheggio dei veicoli che lo utilizzano nelle autorimesse sotterranee senza alcun condizionamento, a differenza di quanto avviene nel caso del gpl.

Dopo aver messo a confronto il gas naturale con i carburanti derivati dal petrolio, per completare la rassegna dei combustibili che possono trovare applicazione nel campo dell’autotrazione è necessario fare un breve cenno ai biocarburanti liquidi di origine vegetale, dei quali si dirà più sotto; al biometano, del tutto identico al gas di giacimento, che viene ricuperato con varie tecniche dai processi di decomposizione di sostanze organiche e dalla digestione anaerobica dei reflui zootecnici; al biogas, sostanzialmente CO, ottenuto dalla gassificazione di scarti vegetali di diverse provenienze, utilizzabile anche nei motori.
In tutti i casi citati i materiali primari hanno costo praticamente nullo o comunque molto basso, anche quando sono ottenuti da coltivazioni agricole effettuate appositamente, che spesso creano problemi non piccoli di smaltimento come rifiuti e che invece possono essere altrettante fonti energetiche alternative al petrolio.

I biocarburanti liquidi vengono ottenuti da processi di fermentazione di materiali vegetali, per lo più scarti agricoli, o dal trattamento dei semi di piante oleaginose appositamente coltivate. La produzione di questi carburanti richiede impianti relativamente complessi per il trattamento della materia prima e per la depurazione; il costo del prodotto è determinato principalmente da tali processi, mentre l’incidenza dei materiali di partenza risulta poco influente. Di fatto il loro prezzo risulta competitivo soltanto nei periodi di crisi petrolifera. Tuttavia nel bilancio economico della produzione possono avere rilevanza anche taluni sotto prodotti pregiati (ad esempio glicerina nel caso del biodiesel) che vengono a loro volta commercializzati a condizioni vantaggiose.
Dal punto di vista ecologico i biocombustibili danno ottimi risultati e questo è il loro vero punto di forza. Infatti bruciando danno origine a emissioni di sostanze nocive in quantità assai inferiore rispetto ai carburanti tradizionali. Non contribuiscono all’effetto serra perché restituiscono all’aria la quantità di anidride carbonica utilizzata dai vegetali d’origine nel corso della loro crescita.
Le due tipologie principali dei biocombustibili di origine vegetale sono:
- l’alcool etilico, ottenuto da colture di piante zuccherine (canna da zucchero, mais, cereali in genere), oppure un suo derivato chimico denominato MTBE;
- oli estratti da piante quali colza, girasole, soia, palma, che trattati chimicamente (processo di transesterificazione) danno origine al biodiesel, direttamente sostituibile al gasolio con pari potenziale energetico.
Nel campo dell’autotrazione i bioconbustibili possono essere utilizzati mescolati con altro carburante minerale (etanolo con benzina, biodiesel con gasolio) o allo stato puro, ferma rimanendo la necessità di adottare di caso in caso tarature specifiche del motore. Soltanto il biodiesel può sostituire il gasolio senza necessità di modificare le regolazioni. Pertanto la commercializzazione di questi carburanti alternativi presuppone un sistema di distribuzione distinto da quello disponibile per benzina e gasolio, che deve essere giustificato da un impiego abbastanza diffuso, come avviene in determinate aree geografiche, ad esempio in Brasile proprio per il biodiesel; fatta questa eccezione, nel loro insieme finiscono per essere poco competitivi nei confronti degli altri d’uso ordinario.
Per contro può risultare conveniente il loro sfruttamento per alimentare impianti fissi, meglio se prossimi al luogo di produzione, per generare energia elettrica ed energia termica ad uso industriale o anche in piccoli impianti di riscaldamento, sfruttando il loro ottimo potere calorifico ed il loro basso impatto ambientale.

Per esaminare sotto un altro aspetto le opportunità offerte dal gas naturale occorre entrare del merito dei vantaggi economici che possono essere ottenuti dal suo uso, prendendo come riferimento il costo per chilometro percorso dall’autoveicolo.
Il maggior potere calorifico del metano intuitivamente porta a pensare che per percorrere una determinata distanza sia richiesta una quantità inferiore di questo combustibile rispetto agli altri. Ed è senz’altro vero, ma si deve ricordare che, a parità di contenuto energetico, il gas naturale occupa un volume più alto di quello dei carburanti liquidi. Questo comporta un minore rendimento volumetrico del motore ed una conseguente perdita di prestazioni di circa il 10%.
I dati disponibili nei siti Internet che trattano l’argomento o ricavati dalla stampa specializzata, che sono stati utilizzati per sviluppare le considerazioni esposte nel seguito, riguardano paragoni fatti su normali autovetture di uso personale e/o familiare nonché veicoli industriali da trasporto, facenti parte di flotte organizzate per fornire servizi di pubblica utilità.
I parametri che sono stati utilizzati come riferimento per elaborare le conclusioni che verranno presentate più avanti sono il prezzo alla pompa dei diversi carburanti ed i consumi per unità di percorso. Non sono stati trascurati i costi di manutenzione; per questi ultimi si cercherà di dimostrare attraverso considerazioni induttive che risultano più contenuti nel caso di alimentazione a gas naturale, perché gli stessi non sono semplici da quantificare in quanto vengono molto influenzati da fattori tra di loro disomogenei (destinazione d’uso e cura del mezzo, modo di conduzione).
I prezzi alla pompa utilizzati per sviluppare i calcoli necessari per fare i confronti sono stati rilevati contestualmente per tutti i tipi di carburante in periodi di relativa stabilità, comunque ben maggiore rispetto a quella della situazione più recente.

Nel caso delle autovetture, al fine di sviluppare un confronto su basi omogenee, il valore dei consumi è stato scelto tra quelli tipici di veicoli di media cilindrata con caratteristiche e prestazioni molto simili quando non identiche, come vengono dichiarate dal costruttore sulla documentazione tecnica per percorrenze di 10000 km, relativamente alle versioni alimentate con i diversi carburanti. Con il metodo adottato viene fatto un paragone tra costi effettivi nei quali rimangono comprese e tenute in conto le differenze di rendimento alle quali è stato precedentemente fatto cenno.
La tabella 5, ricavata dal sito www.metano.it, porta ad evidenza il divario di costo chilometrico con le quattro modalità di alimentazione. In assoluto il metano risulta il carburante più economico; in termini percentuali si vede che esso dà luogo ad un minor costo di circa il 62% rispetto alla benzina, del 41.8% rispetto al gasolio, del 42.3% rispetto al gpl. A conti fatti, utilizzando i dati della tabella, si vede che 1 kg di metano equivale a 1.56 litri di benzina e a 1,2 litri di gasolio a parità di chilometri percorsi.
I numeri sopra riportati hanno una propria eloquenza e non richiedono altri approfondimenti. Le differenze sono sufficientemente ampie per non perdere il loro significato anche se venissero modificati in qualche misura i dati di partenza dei calcoli, specificamente i consumi al chilometro che possono essere leggermente diversi da un modello di veicolo all’altro nell’ambito della stessa classe, oppure intervenissero ragionevoli variazioni dei prezzi alla pompa dovute alle fluttuazioni del mercato. Ma su quest’ultimo aspetto vale la pena di ritornare con qualche riflessione; se ne riparlerà nel capitolo 4.

*Per il metano le unità di misura sono rispettivamente km/m3, kg , euro/kg; il gas alla pompa è venduto a kg
Fonte: Sito www.metano.it/Metano per auto

Per ulteriore conferma delle valutazioni prima esposte, si può restringere la comparazione a specifici modelli di vettura, nella fattispecie la Fiat Punto e la Fiat Multipla, disponibili in versione con doppia alimentazione a benzina e a gas naturale, che, secondo i dati forniti dal costruttore, nelle due modalità di funzionamento offrono prestazioni non dissimili di velocità ed accelerazione ( la differenza è a sfavore del gas, ma comunque contenuta nel 5% circa per la velocità massima e nel 15% circa per l’accelerazione); per questi veicoli si hanno i costi chilometrici sotto riportati su percorso misto (ciclo combinato):

Punto
- consumi benzina 6.3 litri /100 km metano 4.3 kg /100 km
- costo benzina 8 euro /100 km metano 4 euro /100 km

Multipla
- consumi benzina 9.2 litri /100 km metano 6.3 kg /100 km
- costo benzina 12 euro /100 km metano 5 euro /100 km

Occorre sottolineare che i motori regolati per poter funzionare con due diversi carburanti (bifluel) hanno prestazioni inferiori a quelli ottimizzati per l’una o per l’altra alimentazione. La differenza può essere rilevata paragonando, sempre sulla scorta dei dati del costruttore relativamente alle stesse condizioni di prova, la versione Bipower della Multipla, utilizzata per il precedente confronto, con quella Blupower alimentata esclusivamente a metano. Quest’ultima motorizzazione permette di ottenere prestazioni migliori tanto in termini di velocità quanto di accelerazione con un consumo più contenuto, che scende ancora di un buon 5% rispetto a quanto si è visto sopra.

L’insieme dei mezzi di trasporto che correntemente viene identificato con la dicitura veicoli industriali include una gamma di modelli molto ampia che va dai grandi carri destinati al trasporto delle merci su lunga distanza, agli autobus per servizi passeggeri, ai furgoni di varia taglia usati per la distribuzione a piccolo e medio raggio, comprendendo in questa fascia anche i mezzi derivati dalle autovetture. Si tratta perciò di categorie molto eterogenee per destinazione d’uso e modo di impiego, che richiedono di essere ulteriormente scomposte per essere analizzate; infatti proprio le condizioni di esercizio possono essere determinanti dal punto di vista dei consumi e perciò rendere validi o inficiare i raffronti di convenienza tra alimentazioni con carburanti diversi.
Innanzi tutto va detto che oggi nel campo in esame il motore diesel è adottato su qualsiasi tipo di mezzo, mentre sono usciti quasi completamente dall’uso i propulsori a benzina, presenti soltanto su un ridotto numero di unità di vecchia immatricolazione; il gpl non ha trovato applicazioni di rilievo; il metano sta affermandosi in talune applicazioni specifiche, che al momento non costituiscono un modello che possa essere generalizzato. In particolare non sono a tutt’oggi commercializzati mezzi pesanti a gas, anche se sono stati messi a punto motori con la potenza necessaria; per altro sono disponibili veicoli adatti alla movimentazione di carichi medio-piccoli, mezzi per il trasporto urbano collettivo sui quali trovano impiego i propulsori della gamma più alta, nonché veicoli speciali adibiti a servizi di pulizia e di raccolta rifiuti, sempre in ambito urbano.
Per tali ragioni i dati disponibili sull’uso del gas naturale nel settore dei veicoli industriali sono limitati e per lo più sono frutto di stime, piuttosto che di elaborazioni di consuntivi tratti dall’esercizio effettivo degli automezzi.
Alcune delle informazioni che qui si riportano, relativamente a furgoni di piccola taglia dotati di alimentazione alternativa benzina/metano, sono state tratte dal catalogo del costruttore (consumi nel ciclo urbano); nel secondo caso considerato si può anche fare il confronto con i costi di esercizio del veicolo nella versione a gasolio.

Fiat Doblò
- consumi benzina 11.9 litri /100 km metano 8.2 kg /100 km
- costo benzina 12 euro /100 km metano 5 euro /100 km

Fiat Ducato
- consumi benzina 16.7 litri /100 km metano 6.3 kg /100 km
- costo benzina 16.8 euro /100 km metano 7 euro /100 km
gasolio 11 euro /100 km metano 7 euro /100 km
Risulta particolarmente significativo l’ultimo confronto perché fa riferimento alla motorizzazione a gasolio, ovvero all’equipaggiamento tipico del furgone Ducato; il risparmio che si ottiene è 4 euro ogni 100 chilometri, pari al 38% circa, cosa non di poco conto per un motore di cilindrata relativamente piccola (2400 cm3 ).
I raffronti al riguardo dei veicoli equipaggiati con motori di maggiori dimensioni (la gamma del costruttore IVECO comprende quattro diverse taglie, dal modello da 2,8 litri per il Daily a quello di 9,5 litri per gli autobus articolati) possono essere fatti soltanto tra l’alimentazione a gasolio e quella a metano. Le informazioni reperite fanno riferimento ai costi di esercizio degli autobus urbani; la convenienza del gas naturale viene pienamente confermata e dal paragone con i veicoli precedentemente considerati si può trarre l’indicazione che di massima il risparmio cresce con l’aumento della cilindrata.
Il Comune di Firenze ha valutato che una flotta composta da 64 autobus medi alimentati a metano, in servizio per il trasporto urbano di passeggeri, a fine settembre 2003 avesse percorso complessivamente 10 milioni di chilometri; il risparmio rilevato sui costi di esercizio, essenzialmente costituiti dalla spesa per il carburante, è risultato di 850.000 euro, ossia 8,5 euro/100 km, approssimativamente il doppio di quanto viene dichiarato per il furgone Ducato.
Il Gruppo Torinese Trasporti (GTT) calcola che un autobus della rete cittadina compia un percorso effettivo di circa 51.100 chilometri all’anno e che su tale distanza il risparmio sui costi di carburante assommi a 4212 euro per vettura. Questo importo è sufficiente per coprire con qualche margine sia l’ammortamento annuale del maggior costo del veicolo (2000 euro rispetto al pari modello a gasolio), sia quello degli impianti occorrenti per effettuare in azienda il rifornimento di gas. Tenuto conto della possibilità di ottenere finanziamenti d’incentivazione attraverso il Progetto Metano (si veda il paragrafo 10.3) e dalla Iniziativa per lo sviluppo dei Carburanti a Basso Impatto ambientale (I.C.B.I.), il margine di risparmio effettivo sale a 3214 euro per vettura all’anno.
I dati prima riferiti riguardano l’utilizzazione dei veicoli in ambiti tipicamente urbani, nei quali, a causa dell’andamento discontinuo del traffico con frequenti arresti/ripartenze, per un verso crescono i consumi a parità di percorso e per un altro aumentano le emissioni di inquinanti; rimane perciò ancora più evidente la grande convenienza dell’uso del gas naturale sotto il duplice aspetto dell’economia di esercizio e della protezione dell’ambiente.
Anche se scarseggiano riscontri quantitativi sui costi di esercizio relativamente ad altre categorie di veicoli industriali, dagli esempi che sono stati portati si può estrapolare che non vi sono ragioni perché gli stessi vantaggi economici non debbano essere confermati in tutte le applicazioni dei motori alimentati a metano, fermo rimanendo che la misura del risparmio sarà variabile secondo la loro cilindrata e l’utilizzazione che viene fatta del veicolo.

I dati di esercizio dei motori alimentati a gas naturale finora raccolti mostrano che di regola è necessaria una manutenzione meno frequente degli organi meccanici e che la sostituzione dei fluidi lubrificanti può essere eseguita ad intervalli più lunghi.
Queste indicazioni sono di conforto ad alcune deduzioni che possono essere fatte esaminando le caratteristiche del gas naturale.
Per il fatto di essere gassoso e facilmente miscibile con l’aria il metano riesce a realizzare una buona carburazione e la miscela ottenuta può raggiungere la combustione completa in qualsiasi condizione di esercizio del motore, in particolare quando sono necessari ripetuti avviamenti a freddo o con temperature di funzionamento che si mantengono al disotto di quelle ottimali, casi che si verificano con una certa frequenza qualora si operi prevalentemente in ambito urbano.
Grazie a queste caratteristiche si forma una quantità trascurabile di particelle carboniose a tutto vantaggio delle parti meccaniche direttamente a contatto con il processo di combustione (rivestimento dei cilindri, fasce elastiche, testate dei pistoni). Inoltre l’olio lubrificante subisce un inquinamento minore, e non si verificano fenomeni di diluizione ad opera del carburante (nel caso della benzina e del gasolio vengono immessi nel cilindro liquidi polverizzati, non gas) e di conseguenza l’olio mantiene più a lungo le sue caratteristiche di viscosità e diminuisce l’intasamento del filtro.
Quelli ora richiamati sono fattori che indicano chiaramente che il funzionamento del motore avviene in condizioni più favorevoli, che fanno diminuire l’incidenza dei guasti. Un altro vantaggio è rappresentato dall’assenza del “battito in testa” ovvero dall’eliminazione delle sollecitazioni anomale dovute ad accensioni fuori fase, grazie all’elevato potere antidetonante proprio del metano. È altrettanto evidente che allungare gli intervalli di sostituzione del lubrificante e del relativo filtro costituisce una sicura riduzione delle spese.
Come è già stato accennato, quantificare esattamente il risparmio sulla manutenzione risulta difficile perché la frequenza ed il peso degli interventi può dipendere da innumerevoli fattori anche di origine esterna, ma si evince comunque che anche da questo punto di vista l’uso del gas naturale concorre a ridurre i costi di esercizio.

Il prezzo di vendita dei combustibili è somma di tre addendi: il costo industriale, l’accisa, ovvero l’insieme delle imposizioni fiscali che gravano in misura diversa secondo il tipo e l’uso al quale gli stessi sono destinati, infine l’IVA. In base ad un’analisi pubblicata recentemente su La Stampa, per la benzina venduta a 1,158 euro al litro la prima componente assomma a 0,406 euro, le imposte gravano per 0,559 euro, l’Iva per 0,193 euro. Il quadro di quanto avviene negli altri Paesi europei non mostra sostanziali differenze al riguardo del costo industriale, ma mette in evidenza che il prezzo finale dipende largamente dal trattamento fiscale che viene applicato. A livello comunitario queste differenze sono state ritenute una possibile causa di distorsione del mercato e della concorrenza e per questa ragione è stata emanata una direttiva, la 03/96/CEE già richiamata nel paragrafo 1.5, che fissa il livelli minimi di tassazione dei combustibili. Qui viene di proposito mettere a paragone i dati della tabella 2 (pag. 11) con l’attuale consistenza delle accise italiane (tabella 6) per fare qualche riflessione a conforto della convenienza economica del gas naturale.

La constatazione più immediata è che il prezzo alla pompa dei carburanti di più largo consumo è costituito in gran parte dai gravami fiscali. Se si prende nuovamente in considerazione il caso della benzina già precedentemente utilizzato si vede che il costo industriale del prodotto pesa sul totale soltanto per il 35%.
Tra l’altro paragonando i numeri della tabella 6 balza all’occhio che le accise praticate sono ben al di sopra del minimo comunitario. Questo ha due significati: lo Stato per ragioni di cassa non esita a calcare la mano sui carburanti e non vi è motivo di prevedere che la pressione venga alleggerita in futuro; e si vede anche che un margine di imposizione così ampio dà la possibilità di far avvenire sostanziali stravolgimenti nei rapporti di prezzo tra i diversi carburanti per decisione politica.
Tuttavia se si fa riferimento ai numeri in assoluto, ci si sente autorizzati a concludere che, per quanto possano essere modificate al rialzo le accise sul metano con variazioni che rispettino le logiche di mercato, il beneficio economico ottenibile con l’impiego del metano non verrebbe intaccato significativamente.
Ma se, come si auspica, una buona parte del parco dei veicoli circolanti venisse convertito a gas naturale, la diminuzione degli introiti fiscali oggi forniti da benzina e gasolio potrebbe essere del tutto ininfluente sul bilancio statale? E sarebbe pensabile di non doverla compensare con aumenti molto sostanziosi della tassazione sul carburante gassoso? A questo proposito è lecito nutrire più di un dubbio.

L’esame condotto nei paragrafi precedenti porta a concludere che arrivare ad un’utilizzazione estesa del metano nel campo dell’autotrazione è nell’interesse generale.
Tuttavia non devono essere persi di vista alcuni aspetti che possono presentare criticità tanto per il metano quanto per gli altri carburanti. Oggi l’economia soffre perché il petrolio ed i suoi derivati scarseggiamo per il forte aumento della domanda a livello mondiale; i prezzi di conseguenza puntano in alto ed hanno raggiunto livelli inusitati, seguendo la più classica legge del mercato. Per di più la disponibilità dell’oro nero è diventata critica perché l’estrazione è per larga parte effettuata in Paesi interessati da forti turbolenze politiche, sociali e belliche. Inoltre l’importanza determinante di questa materia prima in campo energetico ha fatto assumere alla stessa una valenza politica, prima ancora che strategica, a livello planetario.
Negli ultimi decenni il petrolio è stato il combustibile per eccellenza, facile da estrarre, facile da trasportare e da raffinare, facile da utilizzare ed anche economicamente conveniente. La conseguenza è stata l’abbandono dell’uso di altre fonti di energia, prima fra tutte il carbone, considerato causa primaria di inquinamento ed antieconomico per i costi di estrazione. Ora lo si sta rivalutando e si studiano metodologie nuove per poterlo bruciare con danni limitati alla natura.
Parallelamente si cerca di correre ai ripari mettendo a punto tecnologie innovative per rendere utilizzabili altre fonti di energia alternative ai combustibili fossili. Ma il tempo perduto è difficile da recuperare e all’immediato non si possono avere a disposizione risultati validi su larga scala.
L’uso del gas naturale in campo energetico si è affermato progressivamente in sostituzione di altri combustibili, perché quest’ultimo può essere attinto da giacimenti abbondanti e più distribuiti geograficamente; inoltre è più facile da trasportare e da trattare ed è meno inquinante. Tutte queste sono buone ragioni del suo successo che fanno sì che la richiesta mondiale cresca ad un ritmo ancora più veloce di quella del petrolio.
Ora vengono spontanee due domande: ci sarà metano in quantità sufficiente per coprire tutti i fabbisogni? E per quanto tempo? Qualche numero può dare un’idea della drammaticità di queste domande. Le riserve mondiali di metano sono stimate in 183.000 miliardi di metri cubi; la domanda mondiale nel 2001 è stata di 2500 miliardi di metri cubi e da questo viene estrapolato, come si legge su taluni organi di stampa, che la copertura dei fabbisogni dovrebbe essere assicurata per circa 70 anni. Ma una siffatta proiezione è troppo semplicistica perché non tiene conto di tre fattori: a) dell’espansione della domanda alla quale è stato fatto cenno; b) del fatto che il petrolio dovrebbe esaurirsi parecchio prima con la conseguenza di far riversare molta parte della richiesta di combustibile sul gas; c) circa metà del consumo complessivo attuale viene assorbito da Stati Uniti e Russia, che sono autoproduttori ma non hanno larghi margini di estrazione oltre la copertura del proprio fabbisogno. L’Europa dal canto suo non è molto ben messa: non possiede giacimenti di grandissima consistenza e nelle classifiche mondiali compaiono almeno cinque Paesi europei che si collocano tra i consumatori medio-grandi: Regno Unito, Francia, Germania, Olanda e Italia. Tutto questo porta a non escludere che ci si potrebbe trovare in situazioni di tensione dei prezzi non molto dissimili da quelle ricorrenti per il petrolio.
Anche dal punto di vista della sicurezza degli approvvigionamenti è opportuno fare valutazioni prudenti ed evitare di mettere in conto condizioni sostanzialmente migliori di quelle attuali. Tenuto conto che i Paesi grandi produttori guardano prima di tutto alle proprie necessità, diventando facilmente grandi consumatori perciò lasciando scarsi margini per l’esportazione, e che vi sono molte economie emergenti con crescite del fabbisogno energetico molto forti, uno sguardo alla geografia dei giacimenti fa vedere che si dovrà ancora fare parecchio affidamento sugli stessi Paesi che già ci forniscono il petrolio. La storia recente ci dice che da quella parte del mondo possono arrivare parecchie nubi a velare il nostro orizzonte.
Allora è opportuna la spinta ad incrementare ulteriormente i consumi per sviluppare l’autotrazione a gas naturale, se questo renderà ancora più precario l’equilibrio della domanda e dell’offerta? Per avere qualche spunto di riflessione si può tentare una valutazione sulle variazioni che si verificheranno nei consumi, nell’ipotesi di una progressiva conversione a metano del parco degli autoveicoli. In primo luogo nei piani energetici, non soltanto italiani, è prevista una consistente riduzione dell’uso del gas naturale negli impianti fissi, dove, ferma restando la compatibilità ecologica, quest’ultimo può essere sostituito facendo ricorso a combustibili di altra natura o ancor meglio con lo sfruttamento di energie rinnovabili. Nel caso dell’Italia, 119.000 GWh di energia elettrica (42-43% del totale) nel 2003 sono stati ottenuti da gas naturale; la previsione è ridurre l’incidenza al 19% del fabbisogno energetico nel 2008, con una sensibile riduzione del consumo.
D’altro canto si può provare a quantificare con un calcolo teorico la maggiore richiesta di gas che potrebbe derivare dall’uso del metano nell’autotrazione e metterla a confronto con i consumi attuali del settore e con quello nazionale complessivo.
Nella tabella 7 sono raccolti alcuni dati relativi al parco dei veicoli circolanti nel 2003 ed ai relativi consumi di carburante, che verranno utilizzati nelle successive elaborazioni. Altri riferimenti vengono presi dalla scheda tecnica del metano di tabella 3 e dai rapporti di equivalenza energetica con benzina e gasolio (paragrafo 3.1).

Tenuto conto che con buona approssimazione ad una tonnellata di benzina corrispondono 1430 litri in volume e ad una di gasolio 1330 litri, i consumi annuali indicati nella tabella 7 possono essere espressi in termini di 22.100 milioni di litri di benzina e 10.500 milioni di litri di gasolio rispettivamente, oppure, facendo le conversioni a parità di chilometri percorsi (si veda il paragrafo 3.1), a 14.200 milioni di chilogrammi di metano i primi e a 8.750 milioni i secondi per un totale di 23.200.000 tonnellate; se a questo si aggiunge il consumo già presente, arrotondato in 1.400.000 tonnellate (tabella 7, si può assumere che il dato di 1.209.000 tonnellate, relativo alle sole autovetture, rappresenti la gran parte del consumo di gas, perché per l’anno 2003 quello dei veicoli industriali può essere considerato poco influente), si perviene ad un assorbimento totale per l’autotrazione di 24.600.000 tonnellate di metano, con un incremento di circa 17,5 volte rispetto alla richiesta corrente. A prima vista tale salto appare di non poco conto, ma deve essere ricordato che, per motivi che verranno ripresi nei prossimi paragrafi, non tutti gli autoveicoli potranno essere alimentati con il gas naturale e che, oltre tutto, l’obiettivo per il breve-medio periodo è un circolante a gas del 10% sul parco complessivo.
Lo stesso risultato può essere messo a confronto con il consuntivo dell’intero consumo nazionale del 2003, che è stato di circa 72.000 milioni di metri cubi. Varie fonti di informazione concordano su tale quantità, fornendo soltanto il dato del volume utilizzato, senza alcuna indicazione sulla pressione di riferimento; risulta pertanto impossibile effettuare correttamente la conversione da volume a peso. Se si assume l’ipotesi che si tratti di un volume misurato a pressione atmosferica, risulterebbero circa 51 milioni di tonnellate, quantità doppia del consumo dei veicoli prima calcolato in 24,6 milioni di tonnellate. In questi termini il paragone indicherebbe che l’ipotetico fabbisogno per l’autotrazione risulterebbe compatibile con gli attuali consumi complessivi, soprattutto se si tiene conto della riduzione prevista nella produzione di energia elettrica.
Le cifre sopra esposte, calcolate con larga approssimazione per fissare l’ordine di grandezza dei consumi che verrebbero raggiunti ipoteticamente nella prospettiva di una conversione completa del parco circolante, non devono spaventare e non dimostrano affatto che la diffusione del metano non debba essere promossa; inducono tuttavia a riflettere sul fatto che le risorse naturali hanno dei limiti non così lontani e che la richiesta di energia non potrà continuare a crescere senza freni e senza prendere in attenta considerazione fonti rinnovabili, come alternativa all’uso intensivo delle riserve fossili di tutti i tipi.

La tabella 7 riporta i dati più aggiornati attualmente disponibili, che danno la fotografia della situazione del parco autoveicolistico italiano. Ad essi si può aggiungere che l’incremento del circolante dal 2002 al 2003 è stato rispettivamente del 1.79% (604.293 nuove unità) per le autovetture e del 5.57% (255.162 unità) per i veicoli industriali (fonte ANFIA/A.C.I.- Bollettino Statistico). Per altro il numero di veicoli nuovi di fabbrica immatricolati in entrambi i settori è stato molto più elevato (complessivamente ben superiore a 2.000.000 di unità); di conseguenza si deve dedurre che la parte maggiore del venduto è stato assorbito come rotazione, andando a sostituire unità che per varie ragioni sono state eliminate per rottamazione o per cessione fuori dai confini nazionali.
In particolare, risalendo indietro negli anni, si rileva che nel contesto di un andamento a crescita lenta della consistenza del parco autovetture, le immatricolazioni dei veicoli a benzina si sono ridotte, mentre si è verificata una considerevole impennata per quelli a gasolio. Inoltre appare pesante in termini percentuali la contrazione delle autovetture a gas (oltre il 12% solo nel 2003) che è stata soprattutto conseguenza del calo di richiesta per il gpl; il metano ha avuto un andamento oscillante, rimanendo comunque su livelli molto modesti (minimo delle immatricolazioni nel 2003 con 5837 unità, leggera ripresa nel 2004 che totalizza 7851 unità nei primi 9 mesi – fonte: tabelle elaborate da UNRAE), evidentemente soffocato dalla concorrenza del gasolio.
Dai dati tabellari prima richiamati si deduce che gli automezzi a gas naturale stanno contribuendo in misura pressoché trascurabile al rinnovamento del parco circolante e si ha la conferma che il mercato dello specifico settore non riesce a decollare.
È immediato trarre la conclusione che le caratteristiche degli automezzi in esame non soddisfano le necessità né il gusto dell’utenza, la quale, malgrado i vantaggi di economia di esercizio ed ecologici offerti siano allettanti, non indirizza le sue scelte in quella direzione.
Per fare un’analisi volta a capire le ragioni dell’atteggiamento del pubblico, è preferibile lasciare a parte, almeno in un primo momento, le considerazioni sui benefici per l’ambiente, perché non tutte le persone sono sensibili a tale argomento, e piuttosto guardare tanto alle caratteristiche del prodotto, quanto al comportamento del mercato in casi relativamente simili; da questi elementi si dovrebbe ottenere una spiegazione dell’apparente indifferenza che si constata verso i vantaggi economici del gas. Per il settore autovetture si può fare riferimento a ciò che è accaduto nel recente passato al riguardo della richiesta di motorizzazioni diesel. Anni addietro questo propulsore era ritenuto poco consono ad un’autovettura per le sue prestazioni poco brillanti, soprattutto in fatto di accelerazione ma anche di velocità massima; oggettivamente la sua utilizzazione poteva anche presentare qualche difficoltà, per citarne una l’avviamento a freddo. È chiaro che il peso negativo di tali caratteristiche riusciva a sopravanzare ogni altra considerazione sulla maggiore economicità della gestione, derivante dal miglior rendimento termodinamico del motore e dal minor costo del carburante. Quando i progressi della tecnologia hanno allineato le prestazioni del motore diesel a quelle del benzina, il primo ha cominciato a conquistare spazi sempre più ampi sul mercato, malgrado il maggior costo di acquisto dell’automezzo. Di qui si può estrapolare che taluni fattori di penalizzazione effettivamente esistenti a carico del veicolo a metano (si vedano il capitolo 8 ed il paragrafo 10.2) siano una delle cause che allontanano gli automobilisti dal prodotto.
Ma viene di proposito anche un’altra osservazione. Ha potuto mettere radice nel mercato, una vetturetta, esteticamente molto discutibile e fortemente limitata come fruibilità, perché dotata di soli due posti passeggero, oltre che priva di spazio per bagaglio, e per questo adatta soltanto all’uso cittadino; per di più il suo prezzo di vendita non si può proprio dire che sia concorrenziale, dato che non mancano modelli alternativi di dimensioni altrettanto contenute, più fruibili e molto meno cari. Malgrado le sue peculiarità non siano del tutto positive, circola in quantità ben superiore a quella delle vetture a metano e dimostra che taluni vantaggi, nel caso l’ingombro molto contenuto, possono far passare in secondo piano delle limitazioni non di poco conto.
Queste due osservazioni, in qualche misura tra loro contraddittorie, suggeriscono che non sono o non sono soltanto le caratteristiche dell’autoveicolo a gas in sé che non incontrano le preferenze del pubblico; ad essere determinanti sono fattori esterni che meritano di essere approfonditi.
Dall’osservazione dell’andamento del mercato del veicolo industriale, non si ricavano indicazioni chiare che forniscano suggerimenti o spunti per comprendere lo scarso interesse verso l’uso del gas naturale. In settori molto specifici come il trasporto pubblico urbano vengono fatti acquisti di qualche rilievo, motivati da obblighi di legge (paragrafo 1.5). Per il resto del comparto è probabile che sulle consistenti possibilità di economizzare nei costi di esercizio prevalgano in taluni casi ragioni tecniche legate al veicolo (si vedano ancora il capitolo 8 ed il paragrafo 10.2) ed in altri esigenze di flessibilità di esercizio, che allo stato delle cose non possono essere assicurate quando si utilizza il gas naturale (capitolo 7); da quest’ultimo punto di vista è anche possibile che la prospettiva di non dover sottostare alle limitazioni della circolazione urbana non sia valutata come fattore sufficientemente premiante. Per altro le motivazioni accennate qui sopra non hanno ragione di essere applicate ai veicoli commerciali utilizzati per la distribuzione delle merci in ambito urbano, che al contrario dovrebbero trarre il massimo vantaggio dal non dover soggiacere a vincoli della libertà di movimento.
Dalle considerazioni ora fatte si intuisce che anche per l’insieme dei veicoli ad uso industriale e commerciale gli utilizzatori temono difficoltà operative nell’esercizio e di conseguenza ritengono più prudente avvalersi dell’alimentazione a gasolio o con altro carburante convenzionale. Tenuto conto che all’atto pratico tali riserve possono essere create dalle problematiche proprie dei veicoli soltanto in un certo numero di casi, con molta probabilità sono le carenze delle rete di distribuzione del gas naturale ad orientare le scelte in altra direzione, in tutta analogia con quanto è già stato ipotizzato al riguardo delle autovetture.

Può un automezzo trovare larga utilizzazione se non vi è modo di rifornirlo agevolmente di carburante? È manifestamente poco probabile.
Ebbene in Italia mancano quasi del tutto gli impianti per erogare gas naturale agli autoveicoli. Questa vistosa carenza è con ogni probabilità un freno determinante alla diffusione dell’uso di questo carburante.
Sino ad oggi il numero dei distributori dotati di almeno una colonnina per il gas è limitatissimo, anche se da qualche anno viene sviluppata un’azione di promozione, sostenuta da incentivi economici, per favorire l’ampliamento della rete e dare maggiore diffusione ai punti di rifornimento. Al momento attuale ce ne sono meno di quanti erano in esercizio a metà degli anni Cinquanta. Per fissare le idee sul numero dei distributori, a fine 2003 si contavano 420 impianti di distribuzione funzionanti, dei quali 7 in autostrada, a fronte di 23.000 per erogare carburanti liquidi.
I programmi di estensione della rete prevedono un incremento dei punti di rifornimento al ritmo di alcune decine di unità all’anno. Appare subito evidente che a queste condizioni un decollo dell’uso del gas naturale è del tutto improbabile, anche perché i veicoli attualmente sul mercato non hanno, per motivi tecnici dei quali si parlerà più avanti, un’autonomia di percorrenza pari ai corrispondenti modelli alimentati con carburanti liquidi.
Dalla combinazione della carenza di distributori e dell’autonomia limitata deriva l’impossibilità pratica per la gran maggioranza degli automobilisti di servirsi del metano. Non si tratta di difficoltà aggirabili sottostando all’incomodo di fare rifornimento con maggiore frequenza; vi è il concreto rischio di rimanere fermi per strada se non si fanno bene i conti del consumo. Stando così le cose, l’ostacolo appare insormontabile.
I punti di rifornimento sono una rarità nei centri urbani; le poche unità esistenti sono confinate nelle loro periferie, probabilmente perché sussistono ragioni tecniche legate alle caratteristiche della rete di distribuzione del gas e perché la disponibilità di aree sufficientemente ampie rende più agevole realizzare gli impianti alle condizioni imposte dalle normative di sicurezza. In realtà per l’installazione di una colonnina erogatrice devono essere mantenuti 20 metri di distanza dai fabbricati, 8 metri rispetto ad altri erogatori e 10 metri dai serbatoi di altri carburanti e dall’eventuale recinzione perimetrale. È evidente che con simili limitazioni impiantistiche risulterà impossibile aggiungere dei punti gas nella maggior parte delle aree di rifornimento esistenti all’interno del tessuto urbano; sarà necessario individuare nuovi spazi con le caratteristiche richieste e sopprimere una parte degli impianti esistenti. La comodità del servizio è perciò destinata a rimanere ad un livello di molto inferiore a quello attualmente assicurato dai distributori di carburanti liquidi.
La disponibilità di impianti erogatori non migliora tanto lungo le strade di viabilità ordinaria, quanto sulle autostrade. Con una difficoltà impiantistica in più: mentre nelle città esiste una rete molto ramificata per la fornitura di gas alle utenze domestiche ed alle industrie, rete alla quale è possibile allacciarsi senza troppe difficoltà, frequentemente negli spazi aperti le condutture di adduzione mancano del tutto e perciò dovranno essere posate appositamente.
Perché la distribuzione del gas è stata tanto trascurata, se non deliberatamente penalizzata? Ovvio, manca la richiesta di questo tipo di carburante. Se si continua con gli interrogativi si cade nel circolo vizioso della primogenitura dell’uovo e della gallina.
Dal punto di vista economico la mancanza di prospettive certe di ritorno in termini di utili sui capitali impegnati non spinge a fare investimenti nella rete. Conseguentemente questa rimane asfittica dove non vi sono altre utenze e la difficoltà di rifornimento che ne deriva continuerà a rendere poco attraente l’acquisto di un veicolo a metano.
La problematica della distribuzione è duplice: da un lato devono essere promosse l’installazione di colonnine erogatrici e la realizzazione degli allacciamenti alle dorsali di distribuzione nel pieno rispetto dei requisiti di sicurezza degli impianti; dall’altro dovranno essere superate non improbabili insufficienze della rete destinata ad alimentarle. Sul primo fronte sono coinvolti i gestori degli impianti ed appare appropriata l’erogazione di finanziamenti pubblici per concorrere alle spese, proporzionati alla complessità degli impianti da realizzare ed alla tipologia delle sorgenti disponibili.
Molto maggiore è l’impegno, anche finanziario, che riguarda le società distributrici chiamate a potenziare le reti ed a portare il gas in zone scarsamente popolate, quasi a servizio esclusivo dei distributori di carburante, con prospettive di redditività abbastanza modeste. Qui entrano in gioco investimenti di notevole consistenza da valutare nell’ottica di una strategia generale dell’intero sistema del traffico nazionale e dei collegamenti internazionali, prima ancora che per i meri aspetti economici, coinvolgendo di conseguenza non soltanto gli operatori del mercato, ma anche lo Stato con compiti di indirizzo e di allocazione delle risorse. Entrare nel merito dell’argomento e sviluppare analisi su tutti gli aspetti che ne vengono implicati esula dalle finalità di questo lavoro.
Si vuole soltanto ribadire il concetto già enunciato e di per sé evidente: la disponibilità di un sistema di distribuzione sufficientemente diffuso e possibilmente adeguato alle abitudini dell’automobilista medio è una condizione imprescindibile per avviare e sostenere lo sviluppo dell’uso del gas naturale sugli autoveicoli.

È stato accennato che il veicolo a gas naturale possiede caratteristiche che per alcuni aspetti si presentano meno brillanti, o anche limitanti, rispetto a quelle del mezzo a carburante liquido; la rilevanza di tali fattori può essere più o meno significativa secondo la tipologia del mezzo e del suo impiego. Queste ombre che appannano leggermente l’immagine del veicolo a gas derivano da ragioni tecniche e costruttive e sono legate l’una all’altra; principalmente si tratta:
- di una limitazione del volume utilizzabile per la presenza di bombole ingombranti e pesanti, che sottraggono spazio al carico (persone e cose) in misura molto maggiore di quanto accada con un serbatoio per il carburante liquido;
- di una penalizzazione piuttosto severa dell’autonomia di percorrenza, perché la quantità di gas che può essere immagazzinata a bordo del veicolo è limitata dall’ingombro delle bombole che possono essere sistemate a bordo compatibilmente con le dimensioni dell’automezzo;
- di una leggera riduzione delle prestazioni in termini di velocità e di accelerazione nei confronti delle vetture di pari taglia e cilindrata alimentate a benzina o gasolio; questo è conseguenza del minor rendimento volumetrico del motore.
Dal punto di vista strutturale le bombole devono avere necessariamente una forma cilindrica con sezione relativamente piccola ed essere sviluppate in lunghezza, per ottenere robustezza meccanica e sicurezza con un giusto equilibrio fra capacità e peso, tenuto conto che il gas viene immagazzinato ad una pressione superiore a 200 bar. Tale geometria le rende poco adatte all’inserimento nella struttura di un automezzo, soprattutto se quest’ultimo è già disegnato per ospitare un serbatoio per il carburante liquido, caso ricorrente nei veicoli attualmente commercializzati. Benzina e gasolio a parità di contenuto energetico occupano un volume minore rispetto al metano compresso e possono essere immagazzinati in contenitori che si prestano ad essere sistemati in spazi non diversamente utilizzabili, potendo avere una forma qualsiasi.
Per quanto si è detto le bombole difficilmente possono essere installate su vetture di piccola taglia, le city car ad esempio, che per tale motivo rimarranno in pratica escluse dall’uso del gas se non si vogliono adottare soluzioni aerodinamicamente ed esteticamente poco accettabili, quali il serbatoio fissato sul tettuccio. Ad esempio la vettura Fiat Punto, che tanto piccola non è, nella versione ibrida deve sacrificare parzialmente il vano bagagli per ospitare una bombola che le assicura un’autonomia di soli 260 chilometri.
Al contrario le vetture di categoria medio-grande, gli autobus ed i mezzi adibiti al trasporto di merci si prestano a sistemazioni delle bombole sotto il pianale, oppure in spazi già disponibili o che possono essere liberati per lo scopo sul veicolo, grazie alle maggiori dimensioni di questo. Le soluzioni migliori per alloggiare le bombole possono essere realizzate quando il veicolo viene progettato in funzione di questo particolare equipaggiamento, fermo rimanendo che l’ingombro delle bombole non è riducibile al di là di certi limiti se si vuole fare salva un’autonomia accettabile immagazzinando una quantità di metano adeguata. In termini pratici è poco probabile che si arrivi a soluzioni tali da permettere le stesse percorrenze con un pieno di gas naturale oppure con uno di carburante liquido.
Le difficoltà accennate spingono i costruttori a privilegiare l’equipaggiamento ibrido benzina – metano per le autovetture e per i furgoni di piccola portata, in modo da aumentare l’autonomia complessiva del veicolo e non compromettere la facilità di rifornimento. Nei modelli che hanno versioni a basso impatto ambientale, al momento presenti in un numero abbastanza limitato di casi, i tipi con motore solo a metano, quando esistono, non vengono neppure proposti nei listini commerciali. Sono evidenti i vincoli e le limitazioni di operatività che sono determinati dalla carenza di distributori; di conseguenza si fa affidamento sulla pompa della benzina, più facilmente a portata di mano, piuttosto che sulla colonnina del gas naturale, il più delle volte non disponibile. Come si è già detto parlando di consumi e di inquinamento, la soluzione ibrida non è ottimale, ma questo compromesso è l’unica strada che può essere seguita da chi vuole circolare negli ambiti urbani servendosi del metano.
Per scendere a casi concreti, si osserva che attualmente alcuni costruttori commercializzano vetture ibride, equipaggiate per lo più con quattro o cinque bombole che consentono di percorrere soltanto poche centinaia di chilometri, praticamente da 400 a 600 secondo il modello. Si è perciò assai lontani dai 1000 chilometri che, facendo qualche attenzione nella guida, si raggiungono con un pieno di carburante liquido.
I veicoli di dimensione media (ad esempio un Fiat Ducato) e grande (autocarri, autobus) risentono in misura anche maggiore della limitazione dell’autonomia e della correlata difficoltà di rifornimento; in molti casi devono essere in grado di percorrere lunghe distanze, ma se venissero dotati di bombole troppo ingombranti sarebbe pregiudicata la capacità di carico. Inoltre per gli automezzi di queste categorie si incontra una complicazione in più: da anni vengono equipaggiati quasi esclusivamente con motori a gasolio e di conseguenza difficilmente si possono acquistare in versione con alimentazione ibrida; vi è soltanto l’alternativa o gasolio o gas naturale. I veicoli con le maggiori portate, avendo consumi più alti, non traggono vantaggi significativi né dal poter installare a bordo con più facilità un numero maggiore di bombole, né da un eventuale aumento della capacità delle stesse. Nel caso degli automezzi destinati a percorrere lunghe distanze la penalizzazione dell’autonomia assume un peso proibitivo, soprattutto nella situazione di carenza di punti di rifornimento precedentemente descritta. Piuttosto l’uso del metano pare appropriato per i veicoli che operano su percorrenze limitate, segnatamente all’interno delle aree urbane, lungo percorsi noti e ripetitivi, svolgendo servizi che offrono la possibilità di programmare con buona approssimazione la cadenza dei rifornimenti.
Se i problemi dell’autonomia limitata e dell’ingombro delle bombole rappresentano un’oggettiva penalizzazione della funzionalità di tutti i veicoli a gas, quello delle prestazioni, che in pratica riguarda soltanto le autovetture, sfuma nel soggettivo. Senza entrare in argomentazioni troppo tecniche, è intuitivo che se a parità di contenuto energetico il metano occupa un volume più alto di quello dei combustibili liquidi, il motore avrà un minor rendimento volumetrico e le sue prestazioni subiranno una riduzione. In concreto si tratta del 10% circa e una simile penalizzazione appare abbastanza poco significativa se si pensa che vengono limati i valori massimi di alcuni parametri (velocità, accelerazione); di fatto nella guida corrente tali limiti non hanno grande interesse pratico perché non vengono mai toccati. Per contro questo modesto scadimento è abbondantemente compensato dagli altri vantaggi che vengono offerti dal metano, perché al più può essere paragonato a quello che si riscontra sullo stesso modello di vettura tra una versione con motorizzazione standard ed un’altra equipaggiata con un propulsore più brillante con qualche cavallo in più a disposizione.
Non è credibile che una riduzione delle prestazioni così modesta sia un motivo serio e tanto sentito da allontanare gli automobilisti dal gas naturale, anche se velocità ed accelerazione sono miti di grande presa su un certo pubblico sensibile alle mode e legato a stereotipi privi di un significato concreto. Così pure non è pensabile che l’alimentazione a metano possa richiamare per quegli stessi motivi l’immagine di una vettura di serie B; manifestamente ad avere importanza sono le penalizzazioni sulle quali ci si è soffermati precedentemente.
Un problema di prestazioni del tipo esaminato tanto meno può avere influenza su chi deve acquistare un automezzo commerciale, da trasporto pesante o comunque destinato ad usi diversi da quello personale o familiare. Come accennato, per questa altra categoria di veicoli è piuttosto l’autonomia ridotta che costituisce un vincolo spesso inaccettabile. Per evitare una penalizzazione eccessiva occorrerà rivedere taluni standard di impostazione della struttura dei veicoli, mettendo l’alimentazione a gas e le sue esigenze di spazio al centro dell’attenzione dei progettisti.
Dalla rapida analisi prima esposta si trae la conclusione che indubbiamente il veicolo alimentato a gas naturale è portatore di alcune limitazioni oggettive di natura tecnica, che a volte possono assumere un peso tale da pregiudicare in qualche misura la praticità di impiego del mezzo. Ma emerge altrettanto chiaramente che la portata della principale penalizzazione, l’autonomia, sarebbe notevolmente attenuata da un adeguato potenziamento della rete di distribuzione del gas, che rimane la causa primaria e più condizionante per l’impiego dei veicoli a metano.

Dopo avere identificato alcune cause, probabilmente le più importanti, dello scarso successo dell’autoveicolo a metano e ancora prima di entrare nell’argomento dei provvedimenti che possono incentivarne la diffusione, è opportuno fare un esame del parco circolante per individuare i veicoli che producono le emissioni più dannose, qualitativamente e quantitativamente, e che sono per questo i maggiori responsabili dell’inquinamento atmosferico.
Nelle numerose classifiche che vengono regolarmente stilate da vari osservatori che esaminano la situazione da diversi angoli visuali, si nota immediatamente che i mezzi con immatricolazione più remota, in specie quelli antecedenti al 1993, che erano stati progettati senza tenere conto di alcuna limitazione delle emissioni, sono responsabili di gran parte dell’inquinamento. Tra le altre cose, un motore vecchio e perciò usurato, soprattutto se è carente di manutenzione, può avere difficoltà a carburare correttamente e quindi con molta probabilità rilascia quantità particolarmente elevate di incombusti e di sostanze nocive, non essendo tra l’altro dotato di dispositivi di abbattimento dei residui.
La tabella 8, di fonte ARPAT, è un esempio di tali classificazioni; fa riferimento ai principali inquinanti e mette a confronto le emissioni medie di alcuni tipi di veicolo con quelle di un mezzo a benzina dotato di catalizzatore, assunte uguali a 1.

L’emissione di particolato è il parametro più frequentemente tenuto sotto controllo e più utilizzato per formulare le classifiche dei mezzi inquinanti. La tabella 9 (fonte ISSI, Istituto Sviluppo Sostenibile Italia) dà conto delle emissioni di PM10 primario attribuite ad alcune fasce di veicoli, espresse in percentuale sul totale delle polveri generate dall’insieme del circolante.

Da queste e da altre classificazioni di tipo simile si possono evincere criteri per stabilire delle priorità per gli interventi correttivi: infatti alcuni dei gruppi individuati nelle due tabelle rappresentano evidentemente casi per i quali è necessario forzare l’eliminazione in tempi rapidi, contemperando limitazioni della loro possibilità di circolare e incentivazioni per la sostituzione con veicoli rispondenti alle normative ambientali.
Le tabelle 8 e 9 fanno emergere ad esempio che le maggiori emissioni sono rilasciate da determinate tipologie di motore, precisamente i motori diesel vecchi e nuovi, i motori a due tempi, i vecchi benzina non catalizzati, tutte categorie ben individuabili attraverso i dati di immatricolazione, che devono essere oggetto di azioni appropriate per limitare i loro effetti sull’inquinamento complessivo ed in particolare su quello dell’ambiente urbano.
Gli apporti dei motori diesel sono stati molto ridotti dall’evoluzione tecnica che ha migliorato le modalità di iniezione del carburante nei cilindri ed ha reso disponibili catalizzatori molto efficaci. A quest’ultimo proposito vi è da osservare che incominciano ad essere disponibili dei filtri attivi molto efficaci che riescono ad eliminare in misura pressoché completa il particolato dai fumi di scarico, consentendo il rispetto dei limiti di emissione Euro 5 che entreranno in applicazione a partire dal 2010. Di conseguenza vi è da prevedere che in un futuro non lontano il diesel perderà la sua caratteristica più negativa e farà un passo non indifferente verso il traguardo del motore pulito.
Ma finora il PM10 prodotto dall’insieme di tutti i diesel ha costituito più del 60% del totale; ed anche il loro contributo alla formazione di ossidi di azoto è stato tutt’altro che trascurabile. Il risultato ottenuto dalle analisi sottolinea che vi sono ancora in circolazione molti veicoli di vecchia data e che viene opposta molta resistenza alla loro eliminazione.
Appare sorprendente l’inquinamento prodotto dai ciclomotori. Il dato ha risalto perché è derivato da rilevamenti fatti nei centri urbani, dove questo mezzo di trasporto è parecchio utilizzato. Alla base vi sono precisi motivi tecnici: il motore a due tempi, che viene tuttora adottato sui modelli con potenza più bassa, non realizza una combustione perfetta e per di più brucia anche una frazione di olio lubrificante. Di qui deriva il risultato piuttosto scadente dal punto di vista ecologico, che probabilmente pesa di più a livello locale di quanto influisca a tutti gli effetti sull’inquinamento generale. È anche da tenere presente che questo tipo di motore tendenzialmente viene sostituito dal quattro tempi, adottato con frequenza sempre maggiore anche per le cilindrate più basse.
Tra i differenti modi di organizzare i raggruppamenti dei veicoli hanno particolare interesse quelli che fanno riferimento a tipi di servizio ben definiti svolti in un determinato ambito territoriale; si possono formare con tale criterio griglie del genere categoria del veicolo / tipologia di servizio e studiare su queste l’effetto di vari provvedimenti. Come esempio si ricorda la figura 4, già utilizzata per mostrare come potrebbe essere ridotto l’impatto ambientale dell’attività dei taxi e dei furgoni per la distribuzione merci nell’area torinese, sostituendo i mezzi attualmente circolanti con veicoli ecologici.
Attraverso l’applicazione dei criteri di classificazione accennati, l’insieme dei veicoli che operano prevalentemente in ambito urbano per fornire servizi per il trasporto di persone o per movimentare merci è stato individuato come una delle fasce che richiede priorità di intervento. A simili attività vengono adibiti gruppi di automezzi gestiti da aziende private o ad enti pubblici, che operano in modo organizzato con orari di durata definita e su percorsi di lunghezza nota. Le caratteristiche del loro ciclo di utilizzazione nella maggior parte dei casi danno modo sia di superare le limitazioni di autonomia dei veicoli, perché è sufficiente che venga coperta la durata di un turno di lavoro, sia le penalizzazioni create dall’insufficiente disponibilità di punti di rifornimento, attraverso l’installazione di impianti erogatori nei siti di rimessaggio dei veicoli stessi.
Gli autobus in servizio nelle città sono un concreto esempio di un modo di operare quale quello prima descritto. Per sostenere la conversione di questi veicoli da gasolio a gas naturale sono stati emanati provvedimenti legislativi (decreto Ronchi) o sono stati predisposti appositi strumenti di finanziamento (decreto 28/05/1999). Alla stessa stregua si deve pensare di procedere nei confronti di tutti i servizi di utilità pubblica e privata (ad esempio raccolta rifiuti, pulizia delle strade, servizi di recapito e di presa merci), che oggi sono supportati quasi esclusivamente da automezzi con motorizzazione diesel.

Il quadro che emerge dai dati raccolti e dal lavoro di analisi fin qui sviluppato appare abbastanza chiaro: utilizzare il metano come carburante è vantaggioso per l’ambiente ed è conveniente dal punto di vista economico, dato che è sensibilmente meno inquinante e viene venduto a prezzo di molto inferiore rispetto alla benzina ed al gasolio.
Simili motivi dovrebbero essere sufficienti per attrarre una forte attenzione sui veicoli a gas naturale ed orientare le preferenze del pubblico in questo senso. Al contrario, si constata che la diffusione di questi ultimi è molto limitata e non vi sono segnali di una loro prossima affermazione. Da questo fatto si desume che vi sono degli ostacoli che scoraggiano l’acquisto di tale tipo di automezzo. Se si riuscisse a rimuoverli si verificherebbe con molta probabilità un cambiamento nella situazione di stallo delle vendite e si avvierebbe il decollo del mercato.
Preso atto che il processo di sviluppo non si è avviato spontaneamente, né è in procinto di farlo, non vi sono molte scelte. Se si vuole ridurre l’inquinamento prodotto dal traffico, ed in particolare quello degli ambienti urbani, la situazione deve essere forzata facendo ricorso a provvedimenti ed iniziative specificamente studiati per fare incrementare le immatricolazioni di veicoli a metano e per eliminare la maggior quantità possibile di mezzi obsoleti.
Entrare nel merito del problema per individuare quali azioni svolgere e quali modalità di intervento adottare presuppone di aver chiarito le cause che condizionano il comportamento delle parti che possono determinare il successo o l’insuccesso dell’autotrazione a gas, principalmente i costruttori ed i destinatari dei veicoli oltre che le aziende che hanno il compito di assicurare la disponibilità del carburante. Nel seguito, dopo aver identificato alcuni motivi che si ritengono capaci di influenzare fortemente la situazione, verranno prese in esame le linee di azione che possono essere seguite per correggere le tendenze del mercato.
I provvedimenti che verranno indicati più avanti sono soltanto deduzioni logiche che discendono dallo studio delle informazioni fornite da varie fonti del mondo dell’autoveicolo e di altre che si occupano di ambiente. Non si vogliono suggerire in questo contesto interventi definiti nei loro dettagli applicativi, ma piuttosto offrire spunti per ulteriori riflessioni da tradurre successivamente

Tabella 1. Normativa sulle emissioni delle auto di nuova omologazione dal 1991 al 2005
Veicoli omologati	Direttiva di riferimento	CO (g/km)	HC (g/km)	NO_x (g/km)	HC + NO_x (g/km)	PM (g/km)
da 7/1992 (tutti)	91/441 ( EURO 1)	2,72	n.p.	n.p.	0,97	n.p.
da 1/1996 (benzina)	94/12 ( EURO 2)	2,2	n.p.	n.p.	0,50	n.p.
da 1/1996 (gasolio)	94/12 ( EURO 2)	1	n.p.	n.p.	0,7/0,9	0,08/0,1
da 1/2000 (benzina)	98/69 ( EURO 3)	2,3 *	0,20	0,15 *	0,35 *	n.p.
da 1/2000 (gasolio)	98/69 ( EURO 3)	0,64 *	n.p.	0,50 *	0,56 *	0,05 *
da 1/2005 (benzina)	98/69 ( EURO 4)	1*	0,10	0,08 *	0,18 *	n.p.
da 1/2005 (gasolio)	98/69 ( EURO 4)	0,5*	n.p.	0,25 *	0,30 *	0,025 *

Tabella 2. Livello minimo di imposizione fiscale sui carburanti (euro/litro)* (03/96/CEE)
	01/01/2004	01/01/2010
Benzina senza piombo	0.359	0.359
Gasolio	0.302	0.330
Gpl	0.125	0.125
Gas naturale	0.0026	0.0026

Tabella 3 Proprietà chimico-fisiche del metano
Formula chimica	CH4
Caratteristiche fisiche generali	gas incolore, infiammabile, chimicamente stabile, con un leggero odore agliaceo
Densità riferita all’aria a 0 °C	0,55
Massa a temperatura 20°C e a pressione atmosferica	0,7174 kg/m3
Temperatura di liquefazione a pressione atmosferica	- 161.52 °C
Pressione critica di liquefazione alla temperatura critica	45,96 bar
Solubilità in acqua	scarsa
Potere calorifico	11600 kcal/kg
Temperatura di infiammabilità a pressione atmosferica	580 °C
Limite di infiammabilità della miscela aria-metano a 20 °C	5 / 15 %
Tossicità	assente
Corrosione dei metalli	assente (gas inerte)
Produzione	estrazione da giacimenti naturali

Tabella 4 Potenziale di formazione di ozono
Benzina	Gasolio	Gpl	Metano
160 mg/km	80 mg/km	90 mg/km	35 mg/km

Tabella 5 Comparazione dei costi chilometrici per le autovetture
	Benzina	Gasolio	Gpl	Metano*
km/ litro medi	12,0	15,6	9,6	18,72
litri consumati	833	641	1042	534
prezzo unitario (euro)	1,067	0,902	0,56	0,63
spesa complessiva (euro)	889	578	583	337
costo per km (euro)	0,089	0,058	0,058	0,034

Tabella 6 Accise sui carburanti (euro/litro)
	Minimo CEE dal 2004	Livello corrente
Benzina senza piombo	0,359	0,55864
Gasolio	0,302	0,40321
Gpl	0,125	0,15662
Gas naturale	0,0026	0,01085

Tabella 7 Veicoli circolanti, consistenza del parco e consumi nel 2003
.	Unità di misura	Quantità
Totale circolante	N.	44.078.935
Autovetture a benzina	N.	25.521.673
Autovetture a gasolio	N.	7.433.143
Autovetture a metano, gpl	N.	1.355.630
Autoveicoli industriali	N.	4.166.033
Motoveicoli	N.	4.746.698
Altri veicoli	N.	855.758
Consumo benzina autovetture	Migliaia di tonnellate	15.431
Consumo gasolio autovetture	Migliaia di tonnellate	7.850
Consumo metano/gpl autovet.	Migliaia di tonnellate	1.209
Età media autovetture	Anni	8,8

Tabella 8 Fattori di emissione medi per tipologia di veicoli e di inquinanti (KAT = 1)
Emissione	Auto a benzina (non catalizzate)	Diesel leggeri (auto e merci)	Diesel pesanti (> 3,5 t)	Ciclomotori (2 tempi)
Polveri (PM10)	30	da 200 a 300	da 500 a 1200	200
Benzene	4	da 0,6 a 1	6	15
Ossidi di azoto (NO x)	5	da 2 a 3	da 10 a 40	0,1
Ossido di carbonio (CO)	13	da 0,4 a 0,6	2	7

Tabella 9 Emissioni di PM 10 primario nelle aree urbane (anno 2002)
Tipo di veicolo	Quota %
Diesel ante ‘93	22,8
Diesel ‘94-‘96	1,1
Diesel post ‘97	1,2
Benzina non catalizzato	10,7
Benzina catalizzato	0,3
Autobus	4,3
Motocarri leggeri diesel ante ‘93	32,1
Motocarri leggeri benzina ante ‘93	3,0
Motocarri leggeri diesel post ‘93	3,0
Motocarri leggeri benzina post ‘93	0,1
Autocarri pesanti diesel totali	6,4
Motocicli	2,6
Ciclomotori	12,4
Totale	100