27.02.2026
Etil levulinato dagli scarti di pane, il biofuel drop-in italiano

Prendere un rifiuto alimentare diffusissimo come il pane invenduto o scartato e convertirlo in un componente carburante utilizzabile nei motori attuali senza richiedere modifiche hardware o ritarature evidenti: il gruppo di ricerca dell’Università di Pisa ha pubblicato i risultati sul Journal of Environmental Chemical Engineering e li ha inquadrati nel progetto PNRR NEST, con un obiettivo molto pragmatico, produrre un additivo ossigenato rinnovabile, compatibile sia con il diesel sia con la benzina, partendo da una biomassa già pronta e a basso costo di approvvigionamento.

Il composto chiave è l’etil levulinato (ethyl levulinate, EL), un estere derivabile dalla piattaforma dei levulinati, storicamente legata alla valorizzazione dei carboidrati. Il pane è composto principalmente da amido, cioè una riserva di glucosio organizzata in catene e per trasformarlo in una molecola come l’etil levulinato, il processo deve fare due cose: depolimerizzare e riorganizzare la struttura dei carboidrati fino a intermedi reattivi e infine esterificare in presenza di etanolo per ottenere l’estere etilico. Nella descrizione divulgativa, si parla di un processo volutamente semplice che usa acido solforico diluito come catalizzatore a basso costo e parte da pane macinato, una chimica acido-catalizzata in cui si cerca di contenere costi e complessità degli input.

L’Università di Pisa aggiunge un elemento tecnico ovvero l’approccio high-gravity, cioè lavorare con concentrazioni iniziali di biomassa elevate, così da ottenere correnti di prodotto più concentrate e ridurre i costi di separazione e purificazione a valle. È un aspetto spesso determinante nei processi bio-based: non basta avere una resa chimica buona, serve anche evitare di spostare il problema sui reparti di distillazione, estrazione e trattamento acque.

La resa massima riportata è del 57% (indicata come resa molare nei riassunti tecnici), ottenuta ottimizzando parametri come temperatura, tempo di reazione e quantità/concentrazione di catalizzatore. Ciò non vuol dire che metà del pane diventa carburante tale quale, ma che, nelle condizioni migliori, una parte significativa della frazione carboidratica viene convertita nel target (EL) rispetto al massimo teorico definito dal percorso chimico. A livello di impianto, la domanda successiva diventa inevitabile: quanto feedstock serve per produrre un litro di blendstock, quanta energia si spende per asciugare/macinare/gestire il pane, e quanta energia si recupera poi in combustione. È il punto in cui una buona chimica deve dimostrare anche una buona economia di processo.

Il dato che ha reso la notizia appetibile è la prova su motori a benzina con miscele fino al 40% in volume di etil levulinato, con prestazioni dichiarate sostanzialmente invariate e senza necessità di modificare iniezione o mappature nei test sperimentali: in pratica, alto tenore di componente rinnovabile, nessuna rivoluzione infrastrutturale per l’utente finale e, in parallelo, riduzione di emissioni inquinanti e della quota fossile nel carburante.

Questo tipo di risultato, se regge su più cicli di prova e su più piattaforme motore, sposta il discorso dai carburanti di nicchia ai carburanti drop-in o quasi drop-in: in altre parole, non propone un ecosistema nuovo (serbatoi dedicati, motori dedicati, rete distributiva dedicata), ma un componente che può entrare in filiere esistenti, almeno come blendstock. È un vantaggio enorme per tempi e costi di adozione, perché la barriera principale per molti biocarburanti non è la combustione in sé, ma tutto ciò che sta attorno, come la logistica, norme, compatibilità materiali, volatilità, stoccaggio, etichettatura e garanzie dei costruttori.

Quando si parla di miscelazione in benzina in Europa, prima o poi si arriva alle specifiche della benzina commerciale: la norma EN 228 (nella versione recente EN 228:2025) distingue tipologie con limiti di contenuto ossigeno e limiti sul tenore di etanolo, cosicché per E10 si parla di un massimo di 3,7% di ossigeno in massa e fino al 10% v/v di etanolo; per E5 i limiti sono più bassi, 2,7% ossigeno e 5% v/v etanolo, pensati anche per veicoli più datati.

L’etil levulinato è un additivo ossigenato ossia porta ossigeno nel carburante: anche se in laboratorio un motore può tollerare bene il 40% v/v di un componente ossigenato, la strada verso la pompa richiede che la miscela finale rispetti i parametri di qualità carburante, come contenuto ossigeno, volatilità (Reid Vapor Pressure), distillazione, stabilità ossidativa, compatibilità con elastomeri e materiali e requisiti di emissioni su cicli omologativi. Gli ossigenati in benzina tendono a ridurre alcune specie inquinanti in determinate condizioni perché migliorano la qualità della combustione e possono ridurre la formazione di CO e alcuni idrocarburi incombusti, soprattutto quando la calibrazione del motore riesce a gestire correttamente l’arricchimento/leaning indotto dal carburante.

Naturalmente, bisogna verificare come cambiano il consumo specifico e l’energia disponibile, perché molti ossigenati hanno densità energetica inferiore rispetto alla benzina. E’ il caso dell’etanolo, che ha un contenuto di ossigeno elevato e tende a ridurre il potere calorifico per unità di volume, con effetti misurabili sui consumi se non compensati. L’IEA Advanced Motor Fuels ricorda, ad esempio, che l’etanolo contiene circa il 35% di ossigeno in massa e che il 10% v/v corrisponde a circa 3,7% di ossigeno in massa nella miscela, un legame utile per capire perché i limiti EN 228 sono impostati in quel modo.

Nel caso dell’etil levulinato, il percorso è simile: la prestazione percepita può restare sostanzialmente invariata in certe condizioni sperimentali, ma la qualificazione carburante richiede una caratterizzazione completa su più regimi, temperature e strategie di controllo aria-carburante.

Dal punto di vista della sostenibilità, usare scarti di pane evita il classico conflitto food vs fuel tipico dei biocarburanti di prima generazione, perché non si coltiva materia prima dedicata, ma si valorizza un rifiuto alimentare. La filiera, però, è la vera prova del nove, perché per alimentare un processo da pane a bio-additivo servono raccolta e pre-trattamento stabili: selezione, rimozione di contaminanti, standardizzazione dell’umidità, macinazione, stoccaggio senza degradazione microbica e logistica efficiente. Se la raccolta è discontinua o troppo costosa, il vantaggio si erode rapidamente. È per questo che la scelta high-gravity e la semplificazione catalitica tentano di rendere la chimica abbastanza economica da reggere anche quando la logistica del rifiuto non è perfetta.

Nel breve periodo, la traiettoria più plausibile non è immaginare il 40% di etil levulinato nella benzina venduta domani mattina, ma vedere l’EL come blendstock mirato, cioè un componente da usare in determinate proporzioni per ridurre quota fossile e modulare proprietà del carburante, rispettando le specifiche di qualità e compatibilità. Sul medio periodo, se le verifiche su stabilità, compatibilità e parametri EN 228 dovessero risultare favorevoli, un componente come l’etil levulinato potrebbe diventare interessante dentro strategie più ampie, incluse filiere di biocarburanti avanzati e di scarto che l’UE spinge attraverso il quadro della direttiva rinnovabili (RED), dove l’attenzione ai residui e rifiuti è centrale.