Produzione efficiente di carburante avio da CO2 catturata
Le tecnologie per la cattura e l’utilizzo del carbonio (CCU, Carbon Capture and Utilisation) sono soluzioni innovative e promettenti che contribuiscono a contrastare i cambiamenti climatici. Prevedono la cattura delle emissioni di anidride carbonica (CO2) da varie fonti, come centrali elettriche, fabbriche o direttamente dall’aria, e lo sfruttamento della CO2 catturata anziché il suo rilascio nell’atmosfera. «Le tecnologie CCU sono una strada per ridurre le emissioni e creare opportunità economiche in un futuro a basse emissioni di carbonio», afferma José M. Serra del Consiglio nazionale delle ricerche spagnolo (CSIC) e coordinatore del progetto eCOCO2. «Ma per quanto promettenti siano le tecnologie CCU, ci sono ancora molte sfide da affrontare prima di introdurle sul mercato in modo efficace.» Questi ostacoli includono il costo di sviluppo e di attuazione, il raggiungimento dei livelli di efficienza richiesti e la scalabilità necessaria per le esigenze industriali. Occorre inoltre una domanda di mercato adeguata, e che il loro utilizzo abbia un impatto ambientale minimo.
Un nuovo processo di conversione della CO2
Il progetto eCOCO2 si è prefissato di affrontare questi problemi tramite lo sviluppo di un nuovo processo di conversione dell’anidride carbonica. Usando energia elettrica rinnovabile e vapore acqueo, la nuova tecnologia produce combustibile avio di sintesi in grado di soddisfare le specifiche rigorose dell’aviazione. Il convertitore di CO2 è costituito da un catalizzatore multifunzionale realizzato su misura, integrato in una cella elettrochimica co-ionica. «Volevamo creare un processo compatto, modulare e flessibile che si adattasse a livello operativo ed economico alle fluttuazioni delle energie rinnovabili», aggiunge Serra. Le attuali tecnologie CCU che utilizzano elettricità rinnovabile per produrre combustibili tendono ad avere una bassa efficienza energetica. Uno degli obiettivi principali del progetto era dunque dimostrare il potenziale di mercato di questa innovazione, per avvicinare la tecnologia alla commercializzazione.
Progressi tecnici e fattibilità economica
L’équipe del progetto eCOCO2 ritiene di aver raggiunto traguardi importanti. La sua valutazione completa degli elettroliti co-ionici ha infatti permesso di valutarne la stabilità e la conducibilità, nonché la capacità di funzionamento del sistema a temperature inferiori. Sono anche stati sviluppati nuovi catalizzatori ibridi per produrre idrocarburi per combustibile avio in modo efficiente a partire dalla CO2. «Durante la fase di convalida, abbiamo dimostrato il funzionamento del reattore elettrochimico ad alta pressione, utilizzando celle tubolari singole», spiega Laura Almar, dell’équipe del CSIC. «In tal modo abbiamo dimostrato le efficaci reazioni di metanazione e co-elettrolisi.» Parallelamente ai progressi tecnici, la squadra del progetto ha valutato anche la fattibilità economica delle innovazioni, attraverso una rigorosa analisi dei costi e una valutazione del ciclo di vita. Inoltre, una serie di studi sulla percezione sociale ha rivelato che tra la popolazione sta aumentando l’accettazione dei carburanti a base di CO2 e delle soluzioni innovative per contrastare i cambiamenti climatici. «I risultati di eCOCO2 sottolineano non solo la fattibilità tecnica, ma anche l’importanza strategica della diffusione di queste soluzioni innovative per un’efficiente riduzione delle emissioni di CO2 in tutti i settori industriali», afferma Almar.
Applicazione in altri settori dell’industria
I prossimi passi prevedono un ulteriore ampliamento su scala della tecnologia tramite dimostrazioni con volumi maggiori, utilizzando il carbonio estratto da industrie ad alte emissioni come quelle dell’acciaio e del cemento. «Ci aspettiamo che questo progetto sia una solida base per il proseguimento di studi simili», osserva Serra. «Vediamo le potenzialità per espandere questa tecnologia alla produzione di altri prodotti, ad esempio sostanze chimiche come i composti aromatici o le olefine, e per estenderne l’applicazione ad altri settori industriali, tra cui per l’uso di fonti di carbonio rinnovabili biogeniche.»
Parole chiave
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