Il gas naturale compresso a 220 bar (CNG - Compressed Natural Gas, da distinguersi dal GPL - Gas di Petrolio Liquefatto) viene usato come alternativa più economica e meno inquinante ad altri carburanti per automobili e autocarri. In Italia viene comunemente chiamato "metano", anche se in realtà si presenta come una miscela di gas, composta effettivamente in gran parte da metano, ma anche da altri idrocarburi leggeri come propano, butano e tracce di altri gas e contaminanti (ad esempio acido solfidrico).
Nel 2016, il mercato era guidato da Cina (5,4 milioni), Iran (4 milioni), India (3 milioni), Pakistan (3 milioni), Argentina (2,2 milioni), Brasile (1,8 milioni) e Italia (1,1 milioni).
Vantaggi Il risparmio economico a parità di percorrenza ottenibile con un'auto a metano è di circa il 60% rispetto alla benzina. Con l'energia contenuta in 1 kg di metano si percorre in media 1,5/1,6 volte la strada che si può percorrere con 1 litro di benzina. Ciò significa che se una vettura percorre in media 14 km/l a benzina, essa percorrerà circa 21/22 km con un kg di metano; in più il prezzo al distributore di un kg di metano è inferiore a quello di un litro di benzina.
Il gas naturale inoltre possiede, fra tutti i combustibili fossili, il rapporto più elevato tra energia sviluppata e quantità di anidride carbonica emessa, dunque contribuisce in maniera minore al riscaldamento globale. La combustione di un metro cubo di gas naturale produce circa di energia.
Grazie alle ridotte emissioni di sostanze come particolato ed ossido di azoto, i veicoli a gas naturale sono in genere esenti dai blocchi e dalle restrizioni imposte al traffico in periodi di forte inquinamento.
Svantaggi
Gli svantaggi del gas naturale come combustibile per autotrazione sono di diversa natura.
In primo luogo, le prestazioni del motore sono in genere leggermente inferiori che con altri carburanti. Tipicamente, la potenza di un motore di piccola-media cilindrata è del 5-10% inferiore quando viene alimentato a gas naturale rispetto a quando è alimentato a benzina, tuttavia la velocità massima raggiungibile resta quasi invariata, anche se si impiega più tempo per raggiungerla. Con l'avanzare, però, della ricerca tecnologica e dei relativi investimenti in questo settore, in particolare l'evoluzione tecnologica dei turbocompressori e soprattutto delle centraline che gestiscono il loro funzionamento, le differenze di prestazioni rispetto ad altri carburanti si riducono fin quasi a scomparire. Attualmente il vero "limite" dei propulsori automobilistici alimentati a gas naturale è quello di essere derivati da unità omologhe alimentate a benzina; ciò porta a dei compromessi progettuali che al momento, per ovvie motivazioni economiche legate alle produzioni di scala, vedono "perdente" il gas naturale. Da un punto di vista puramente teorico, però, non vi è motivo di pensare che, analogamente a quanto successo negli ultimi anni per le motorizzazioni a gasolio, un domani grazie a motorizzazioni sviluppate appositamente per questo carburante, non possa venir meno nel pensiero comune l'idea secondo cui "gas naturale" significa "prestazioni peggiori". Se un'auto venisse alimentata esclusivamente a metano, potrebbe avere un rapporto di compressione molto maggiore (il metano ha un numero di ottani pari a circa 120), che a parità di cilindrata porterebbe il motore ad avere il rendimento e prestazioni migliori.
Il secondo problema rilevante è l'ingombro del serbatoio (bombole) di gas naturale. Questo porta, su vetture di medie dimensioni, a una consistente limitazione dello spazio nel bagagliaio rispetto ai serbatoi per combustibili liquidi, senza tuttavia ottenere quantità immagazzinabili di gas naturale che consentano autonomie equivalenti. Esistono anche automobili che, per l'installazione di una delle bombole di gas naturale, sfruttano lo spazio della ruota di scorta, sostituendola con un kit di riparazione e gonfiaggio. Uno dei limiti rimane di conseguenza l'autonomia, che va dai 200 ai 450 km a seconda del tipo di vettura (esclusa l'autonomia aggiuntiva ottenibile alimentando l'auto a benzina in caso di esaurimento del gas).
Un altro svantaggio può essere la capillarità e la distribuzione delle stazioni di rifornimento, non presenti uniformemente in tutto il territorio europeo; alcune aree geografiche ne sono completamente sprovviste. Negli Stati Uniti e nell'intera area NAFTA si sta valutando l'inserimento di questo tipo di alimentazione nel mercato nei prossimi anni.
È importante ricordarsi di fare collaudare le bombole ogni 4 anni se con normativa europea R110 (normalmente sono così omologate le auto con impianto di serie) - 5 anni se DGM (normativa italiana, solitamente per impianti aftermarket), per verificare la tenuta delle bombole stesse.
In Europa esistono paesi dove esiste una rete a uso delle auto private ma con pochi distributori (Francia, Spagna, Portogallo); in altri paesi, come la Germania, l'Italia, l'Austria e la Svizzera, il gas naturale viene attualmente promosso e favorito da parte dei governi locali, la rete distributiva è in forte crescita ed è consentito, da poco (Decreto Min. Interno 19 marzo 2019) anche in Italia, il servizio di rifornimento self-service.
Storia Primi veicoli alimentati a metano fecero la loro comparsa già prima della Seconda guerra mondiale, ma la loro diffusione rimase molto limitata. Nel 2008, gli Stati con il maggior numero di veicoli a gas in circolazione erano Pakistan, Cina, Argentina, Brasile, Iran, India e Italia. In Italia Nel dopoguerra la rete del metano per auto in Italia ha seguito sviluppi e recessioni dipendenti dalle evoluzioni tecniche e dalle crisi degli altri carburanti; il settore visse una certa spinta dalla crisi petrolifera del 1973.
Vi fu poi un considerevole ridimensionamento attorno alla metà degli anni 1980, in particolare quando, nel 1983, il Governo guidato da Bettino Craxi introdusse il superbollo anche per le auto a gas.
A partire dagli anni 1990 si è riscontrata una inversione di tendenza, con l'incremento del parco circolante a metano come conseguenza dell'abolizione dell'impopolare superbollo per le auto a metano catalitiche (1997) e delle successive scelte legislative a favore dei carburanti meno inquinanti (eco-incentivi).
Nello stesso periodo le case costruttrici, grazie all'evoluzione della tecnica dei sistemi di trasformazione (introduzione degli impianti a iniezione gassosa sequenziale fasata) hanno iniziato a puntare l'attenzione sul metano come carburante, mettendo a listino alcune vetture già predisposte in fabbrica con tale tipo di alimentazione.
Modelli in commercio BMW e Volvo hanno inaugurato questa nicchia di mercato nel 1995/1996, mentre avvenne a fine 1997 l'entrata in listino della Fiat Marea 1.6 BiPower, prima auto italiana con alimentazione a metano nativa di serie, che era dotata di un impianto sequenziale fasato Metatron, sviluppato in cooperazione con Tartarini Auto, uno dei principali produttori mondiali di kit di trasformazione per auto a gas.
Alla Marea BiPower, Fiat ha fatto succedere un anno dopo la Multipla 1.6 BiPower, con lo stesso motore, e la Multipla 1.6 BluPower, prima auto di serie a metano monovalente (alimentata cioè solo a metano). La prima Multipla BiPower, essendo sviluppata da una grande casa costruttrice assieme alla Magneti Marelli Powertrain per il controllo motore, presentava dettagli molto innovativi, come l'avviamento sempre a metano per evitare di consumare inutilmente benzina a ogni avviamento. Col passare del tempo la Fiat decide di puntare molto sulle versioni a metano delle proprie vetture, arrivando a inserire nella gamma di praticamente tutti i suoi modelli almeno una versione alimentata a metano. Viene creato all'interno dell'azienda un vero e proprio brand che identifica le vetture alimentate con questo combustibile: la famiglia delle Natural Power, marchio che sostituisce la denominazione BiPower. Modelli a marchio Fiat che sono o sono stati in commercio con questa denominazione per le loro versioni a metano sono la Punto Classic Natural Power, la Grande Punto Natural Power, la Punto Evo Natural Power, il Doblò Natural Power, la Panda Classic Natural Power, la Punto 2012 Natural Power, la Panda Natural Power e il Qubo Natural Power.
A partire dal 2002 Opel-GM ha introdotto sul mercato europeo alcuni veicoli di serie a metano caratterizzati da una nuova tipologia di impianto di alimentazione: il sistema Monovalent-Plus. Caratteristiche peculiari di tale sistema sono:
Una particolare forma della testata e delle valvole del motore tali da aumentare il rapporto di compressione, passando dall'originario 10,5:1 del motore a benzina 1,6 litri Ecotec a 12,8:1, in modo che il rendimento del propulsore sia assai più efficiente nell'utilizzo a metano, anziché in quello a benzina come solitamente avviene (nell'utilizzo a benzina il propulsore risulta perciò depotenziato a soli 75 CV contro i 97 CV a metano e tale depotenziamento viene controllato anche dalla centralina motore, in modo da evitare il battito in testa a benzina). Una capacità ridotta del serbatoio della benzina a 14 litri in modo da recuperare spazio nel sottoscocca per l'alloggiamento delle bombole metano e la salvaguardia dell'intera capacità di carico del baule, in modo da poter sfruttare fiscalmente la normativa europea che prevede per le auto bifuel con capacità di serbatoio inferiore a 15 litri l'equiparazione alle monofuel. Questo consente ad esempio in Italia una riduzione del bollo auto del 75% e in alcune regioni come la Lombardia del 100%. L'automobile viene avviata sempre a metano, per poi commutare automaticamente a benzina al raggiungimento di una soglia minima di pressione del gas residuo nelle bombole (pari a 9 bar, a differenza degli impianti sequenziali aftermarket che commutano a soli 1,5 bar); l'avviamento a benzina, indipendentemente dalla presenza di metano nelle bombole, avviene solo con temperature inferiori ai -20° Celsius.
Opel ha immesso sul mercato vari modelli, tutti equipaggiati con tale sistema di alimentazione, nel corso degli anni: la Zafira A 1,6 EcoM nell'autunno 2002, l'Astra G 1,6 EcoM nel gennaio 2003, il Combo 1,6 EcoM nel 2004, la Zafira B 1,6 EcoM nell'autunno 2006 e la Zafira B 1,6 EcoM Turbo (con motore da ben 150CV) nel gennaio 2009.
Dal 2006 Iveco ha messo sul mercato una versione a CNG del suo Daily, con motore a quattro cilindri da 3.0l e 136CV, i cui valori di emissione si posizionano al di sotto della normativa Euro V. Nello stesso anno fa lo stesso Citroën con la C3 GNV, il Berlingo GNV e la C4 GNV.
Anche la Volkswagen ha immesso sul mercato un veicolo quasi monovalente a metano, la Volkswagen Touran 2.0 Ecofuel, con un motore 2 litri da 107 CV. Come la Fiat Multipla, anche la Touran ha le bombole sotto il piano del baule, in posizione riparata dagli urti e con molti accorgimenti di sicurezza, che non riducono il normale volume di carico, e con di una riserva di benzina di 14 litri. Dal 2009 VW ha immesso sul mercato la Touran 1.4 TSI Ecofuel, con motore turbo da 150CV e la Passat (sia berlina che variant) sempre in versione TSI Ecofuel (la Passat però non ha un serbatoio benzina ridotto a soli 14 litri e pertanto non è considerata monofuel).
Motorsport Al fine di dimostrare l'efficacia del gas naturale alcune squadre motoristiche si sono cimentate nelle competizioni automobilistiche con vetture alimentate a metano.