Carburanti sostenibili, domanda pronta a triplicare in 20 anni

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Il mercato dei carburanti sostenibili è giovane, complesso e in rapida crescita, come rilevato dal report How traders can capture value in sustainable fuels di McKinsey & Company. Gli operatori che sviluppano una conoscenza approfondita dei diversi combustibili, materie prime e delle diverse regioni possono ottenere un vantaggio competitivo. La categoria dei carburanti sostenibili comprende un’ampia gamma di carburanti a basse emissioni di carbonio, tra cui biocarburanti, carburanti elettronici e sottoprodotti chimici. Poiché i combustibili sostenibili possono contribuire alla decarbonizzazione e integrare l’elettrificazione, si prevede che la domanda triplicherà nei prossimi 20 anni, raggiungendo circa 600 milioni di tonnellate metriche (Mt) entro il 2050. Ad oggi, i progetti completati relativi ai biocarburanti avanzati e gli investimenti relativi alla capacità di produzione di carburanti sostenibili hanno raggiunto i 100 miliardi di dollari.

Il mix di carburanti si evolverà da qui al 2050: i carburanti stradali hanno rappresentato finora la maggior parte della domanda e della crescita, ma negli anni 2020 categorie come il carburante sostenibile per l’aviazione (SAF), il gas naturale rinnovabile e il gas naturale sintetico, il bio- ed e-metanolo costituiranno una quota maggiore. Nel corso del 2030, i progressi tecnologici potrebbero stimolare la crescita di nuovi approcci ai biocarburanti avanzati e agli e-carburanti, con effetti sul mercato globale e immettendo al contempo la necessaria capacità e liquidità.

I biocarburanti prodotti da materia organica, comprese le coltivazioni  e i materiali a base di residui organici, sono tipicamente miscelati con i combustibili fossili convenzionali a basse percentuali.

L’etanolo viene prodotto attraverso la fermentazione di materiali di origine vegetale. Quello di prima generazione utilizza materie prime come il mais, mentre quello di seconda generazione è prodotto da residui come la bagassa, che richiede una maggiore lavorazione. Il Fame (metil-estere di acidi grassi) è un tipo di biodiesel derivato da fonti rinnovabili come oli vegetali o grassi animali. Il biometanolo è un tipo di metanolo prodotto da biomassa o materie prime rinnovabili, come residui agricoli, biomassa legnosa o estratti secondari di cartiere. Il biogas viene prodotto attraverso la digestione anaerobica di flussi di rifiuti come stocchi di mais, letame, fanghi di acque reflue o rifiuti alimentari.

I carburanti sostenibili drop-in possono essere prodotti da fonti di biomassa commestibile o residuale utilizzando idrogeno a basso contenuto di carbonio o sintetizzando carbonio catturato sostenibile e idrogeno a basso contenuto di carbonio. Sono compatibili con i motori e le infrastrutture per i combustibili fossili esistenti. I carburanti drop-in hanno già sostituito il diesel, il carburante per aerei (attualmente il limite di miscela è del 50%) e il gas naturale compresso e liquefatto. Oltre ad avere un impatto positivo sulle emissioni di gas serra e un punteggio di bassa intensità di carbonio, questi carburanti hanno in genere minori emissioni di particolato e ossidi di azoto.

Gli e-fuel sono prodotti utilizzando idrogeno proveniente da fonti di elettricità a basse emissioni di carbonio (come l’energia rinnovabile o nucleare) e il carbonio catturato. La produzione di idrogeno a basse emissioni di carbonio attraverso l’elettrolisi basata su energia rinnovabile o nucleare può essere commercializzata come idrogeno gassoso o liquido. Quando l’idrogeno è combinato con fonti adeguate di carbonio (come il carbonio biogenico o il carbonio derivato dalla cattura diretta dell’aria) o di azoto, può formare e-carburanti come l’e-metanolo o l’ammoniaca.

Un aspetto affascinante ma complesso del mercato dei carburanti sostenibili è la vasta gamma di categorie che lo compongono. I biocarburanti rappresentano la maggioranza del mercato attuale, ma i carburanti sostenibili drop-in e gli e-fuel a idrogeno potrebbero ridisegnare il panorama nei prossimi decenni. Lo sviluppo di questi carburanti non sarà lineare: matureranno a ritmi diversi e le loro specifiche applicazioni potrebbero sostituire i combustibili fossili a ritmi diversi.

Nei prossimi anni, i vincoli sulle risorse sostenibili derivanti da biomassa potrebbero creare un divario tra la domanda e l’offerta di combustibili con le tecnologie esistenti. Sebbene le materie prime da biomassa, in particolare le lignocellulosiche, abbiano un potenziale significativo per la produzione di energia, i vincoli operativi legati alla loro raccolta implicano che la comunità globale avrà bisogno di effettuare un passaggio agli e-fuels e alla produzione di biomassa su terrei agricoli in eccesso o marginali per raggiungere gli obiettivi net-zero. I mercati degli e-idrocarburi potrebbero ancora emergere alla fine del decennio, ma i volumi tenderanno ad essere minori rispetto alla produzione bio-based fino al decennio successivo.

Il business case e le scelte di ubicazione per la produzione di e-carburanti sono legati all’accesso alle fonti rinnovabili a prezzi contenuti, alla disponibilità di carbonio sostenibile (l’e-ammonia, che non contiene carbonio, è un’eccezione) e ai costi di produzione integrata dei derivati dell’idrogeno. Le categorie variano a seconda del tipo di idrogeno (ad esempio, l’intensità di carbonio o se la fonte di elettricità include il nucleare oltre alle fonti rinnovabili) e di carbonio (ad esempio, il carbonio derivato da fonti fossili, biogeniche o a cattura diretta dell’aria) e possono influenzare il valore di un prodotto sul mercato. Attualmente, i futuri produttori si stanno concentrando principalmente sulle fonti di carbonio non fossili, come l’etanolo, la pasta di legno e la carta e gli impianti di termovalorizzazione.

La produzione può offrire opportunità in regioni con un elevato potenziale di energie rinnovabili e disponibilità di carbonio biogenico, come l’America Latina, il Nord America e parti dell’Asia e dell’Europa.

Nel mercato globale dei carburanti sostenibili operano diversi Paesi e regioni. L’Unione Europea e il Nord America sono all’avanguardia nel settore dei carburanti sostenibili drop-in. Parallelamente, il mercato dei biocarburanti convenzionali ha registrato una crescita negli ultimi 30 anni, con il bioetanolo in Brasile, Cina e India e il biodiesel (estere metilico degli acidi grassi [Fame]) da olio di palma e di soia nei Paesi dell’America Latina e del Sud-Est asiatico. L’Asia-Pacifico, l’Australia, la Cina, il Giappone, l’India, Singapore e la Corea del Sud stanno emergendo come potenziali poli di domanda per i carburanti “drop-in” come il SAF, nonché per l’e-metanolo e l’e-ammonia, da utilizzare come vettori energetici o carburanti per il settore marino.

L’Unione Europea ha fissato obiettivi ambiziosi per la riduzione delle emissioni di carbonio e sta ricorrendo a normative per sostenere la domanda. Ad esempio, il pacchetto legislativo “Fit for 55” – che mira a ridurre le emissioni di gas serra dell’Unione Europea di almeno il 55,0% entro il 2030 – stabilisce obiettivi per l’uso di energia rinnovabile nell’ambito della revisione della Direttiva sulle Energie Rinnovabili (29,0% per il settore dei trasporti entro il 2030) e di materie prime specifiche (5,5% per la biomassa avanzata e RFNBO entro il 2030, di cui almeno l’1% RFNBO). La legislazione proposta porrebbe le basi per la domanda di SAF, imponendo una quota di fornitura di SAF del 2% nel 2025, del 6% nel 2030 e del 70% nel 2050. Sul fronte dell’offerta, l’Unione Europea e i suoi Stati membri hanno introdotto restrizioni sulle materie prime utilizzabili per i biocarburanti. La regione si sta spostando dalle colture alimentari (come palma, soia e mais) ai flussi di rifiuti e residui per i biocarburanti avanzati. Inoltre, sta definendo criteri di sostenibilità per gli e-fuel, favorendo il carbonio biogenico o catturato direttamente dall’aria e l’idrogeno verde o a basso contenuto di carbonio.

Lo sviluppo dei combustibili sostenibili procederà a ritmi diversi a seconda della categoria e della regione. Tuttavia, sulla base delle tendenze attuali, lo studio elabora alcune osservazioni su come potrebbero evolvere i flussi commerciali globali fino al 2050.

Attualmente, una parte significativa della produzione e del consumo avviene all’interno delle regioni, in base a vari ruoli, incentivi e regole commerciali. Al contempo, si verificano anche alcuni scambi interregionali, in particolare di materie prime e combustibili, ad esempio dagli hub dell’Asia-Pacifico all’Europa e al Nord America. I produttori al di fuori degli Stati Uniti guardano sempre più all’Unione Europea come potenziale mercato di esportazione.

Guardando al futuro, gli scenari a lungo termine saranno probabilmente caratterizzati da un’elevata crescita della domanda al di fuori dell’Unione Europea e degli Stati Uniti, da un maggiore interesse a garantire l’approvvigionamento, da limitazioni regionali e locali per le materie prime, da una maggiore complessità del mercato e dalla parziale commoditizzazione di mercati come quello del diesel rinnovabile e del SAF. Da un lato, la carenza di materie prime potrebbe portare all’adozione di percorsi produttivi più costosi o ad alta intensità di capitale, come la conversione di materie prime lignocellulosiche.

D’altra parte, l’aumento degli e-fuel, unito alla scarsità di biomassa necessaria per supportare gli obiettivi di sostenibilità al 2050, potrebbe portare la produzione a concentrarsi nel Sud del mondo, a seconda del costo della cattura diretta dell’aria e dei requisiti per le fonti di carbonio non fossili.

L’indagine di McKinsey mostra che mercato dei combustibili sostenibili è pronto a crescere in modo significativo sia in termini di scala che di complessità. Cinque aree interdipendenti daranno forma al mercato nei prossimi anni (vedi grafico). Per identificare meglio le opportunità di valore e i rischi, gli operatori del mercato dovranno analizzare come queste aree si influenzano a vicenda e come stare al passo con i loro sviluppi.

Per essere competitivi, i trader dovranno sviluppare o potenziare diverse competenze chiave, tra cui costruire un team in grado di sviluppare una profonda comprensione del quadro normativo, sviluppare modelli commerciali globali, migliorare le capacità di origination e potenziare i propri trading team.

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