NextChem, front runner nello sviluppo di una nuova economia dell’idrogeno
(Rinnovabili.it) – Dopo diverse false partenze, l’economia dell’idrogeno ha finalmente trovato il suo inizio. Oggi i tempi sono maturi per sfruttare il contributo potenziale di questo vettore nella realizzazione di un sistema energetico net zero. Secondo un recente rapporto dell’Hydrogen Council, l’idrogeno a basse emissioni potrebbe, infatti, superare di un quinto la domanda finale di energia entro il 2050, e potrebbe essere una delle soluzionidi decarbonizzazione più economiche per oltre. Contribuendo, nello stesso periodo, a una riduzione cumulata di ben 80 Gt di CO2.
Le applicazioni? Gli esperti ritengono che i migliori risultati si avranno in quei comparti dove l’elettrificazione dei consumi appare complessa – i cosiddetti hard to abate – come, ad esempio, la produzione di cemento, ceramica, vetro o i trasporti pesanti. Allo stesso tempo l’idrogeno a basse emissioni costituirà un elemento fondamentale per l’industria della raffinazione e quella siderurgica, oggi le più grandi consumatrici della sua versione “grigia” (ottenuta da fonti fossili).
Ma come funziona la produzione di idrogeno a basse emissioni? Quali sono le prospettive di sviluppo nel breve termine? E qual è lo stato di avanzamento tecnologico? Le risposte arrivano direttamente da quelle realtà che hanno già iniziato a lavorare con questo elemento, privilegiando un approccio fortemente integrato e sinergico. Realtà come NextChem, controllata di Maire Tecnimont per la chimica verde e le tecnologie della transizione energetica.
La società opera a livello globale aiutando industrie e aziende ad abbracciare la transizione in corso e a trasformarla in un vantaggio competitivo. E lo fa offrendo nuove tecnologie e servizi di EPC (Engineering, Procurement & Construction), sviluppando processi e impianti, investendo nei progetti, stringendo accordi e collaborazioni. E, soprattutto, orientando ogni attività sulla direttrice dell’innovazione sostenibile. Grazie alle competenze tecniche proprie di una società di ingegneria leader nel settore dell’energia, della petrolchimica e dei fertilizzanti, Maire Tecnimont rappresenta il legame ideale tra il mondo delle rinnovabili e il mondo dell’industria di processo e si posiziona, tramite NextChem, come il partner ottimale per ogni tipo di progetto end-to-end legato alla decarbonizzazione dei processi industriali. Grazie a questo approccio, oggi NextChem è in grado di soddisfare le richieste del nascente mercato dell’idrogeno partendo dalle stesse necessità del mondo industriale.
Idrogeno a basse emissioni, da dove iniziare?
A fine 2020 la domanda mondiale di idrogeno – proveniente per lo più da raffinerie e impianti siderurgici – ha toccato le 90 Mt. Ma la produzione si è avvalsa quasi esclusivamente di fonti fossili rilasciando in quell’anno circa 900 Mt di CO2 (dati IEA). Eppure, i segnali di cambiamento non mancano. Oggi sono ben 37 i Paesi nel mondo con una strategia nazionale sull’idrogeno a basse emissioni, già lanciata o in fase di pubblicazione. E solo sul fronte degli elettrolizzatori si contano già oltre 500 impianti annunciati su scala mondiale, per una capacità totale cumulata di più di 90 GW. Ma progettare e realizzare sistemi elettrochimici complessi, integrarli nell’attuale sistema economico e legarli alla decarbonizzazione industriale, rappresenta per molti ancora una sfida.
È qui che viene in aiuto NextChem attraverso un modello di business unico nel suo genere. La società mette a disposizione know-how e competenze ingegneristiche per la generazione e l’utilizzo del vettore. Esegue studi di fattibilità e modellazioni tecnico-economiche-finanziarie, definisce dettagli e rischi dei progetti, offre simulazioni dinamiche del funzionamento degli impianti, contratti “chiavi in mano” e persino una partecipazione agli investimenti durante la fase iniziale.
Cuore dell’offerta, tre differenti tecnologie per la produzione di idrogeno low carbon e rinnovabile, con diversi livelli di sostenibilità. Si va dall’ElectricBlue HydrogenTM, all’idrogeno CircolareTM fino all’idrogeno verde, la versione più sostenibile in assoluto. Lo stesso elemento dal punto di vista chimico ma ottenuto da fonti e processi differenti; tutti in grado di consentire un’importante riduzione delle emissioni rispetto alla versione “grigia” del vettore. Ma soprattutto tutti capaci di sfruttare sinergie settoriali per promuovere una maggiore sostenibilità economica.
Idrogeno verde, blu “elettrico” e circolare: tutte le sfumature della sostenibilità
L’idrogeno (H2) è l’elemento più abbondante dell’universo ma esiste un solo modo per ottenerlo: “estrarlo” dalle molecole che lo contengono. E per rompere i legami serve energia.
Attualmente il sistema più diffuso è lo Steam Reforming che prevede l’estrazione dell’H2 a partire da idrocarburi, principalmente metano, attraverso l’impiego di vapore ad alta temperatura (700°C–1.000°C). Peccato che il processo abbia anche un certo peso emissivo: per ogni kg di idrogeno prodotto si stima vengano rilasciati circa 9 kg di anidride carbonica.
Nell’ambito delle nuove tecnologie low carbon si sta ritagliando un suo spazio l’idrogeno blu. Anche in questo caso, il metano è la fonte principale, ma gli impianti sono integrati a sistemi per la cattura e lo stoccaggio della CO2.
L’ElectricBlue HydrogenTM di NextChem rappresenta la sua evoluzione tecnologica. Basato su un know-how tradizionale, trova la sua innovazione nell’elettrificazione del processo, oltre che nella cattura della CO2, a cui si aggiunge la possibilità di utilizzare fonti rinnovabili per fornire il calore di reazione. Non solo. La tecnologia richiede un quantitativo di energia minore e una riduzione del 45% della CO2 emessa..
Il processo produttivo più sostenibile rimane quello dell’idrogeno verde, ossia l’elettrolisi dell’acqua alimentata da fonti rinnovabili. La reazione richiede energia elettrica per scindere le molecole di acqua e rilasciare idrogeno e ossigeno. Si tratta della versione più sostenibile ma anche di quella più costosa (per ora) e tecnicamente sfidante. In questo campo NextChem ha già un’ottima esperienza e un portafoglio tecnologico ben definito. Due fattori che le hanno garantito negli anni importanti accordi. Lo dimostra il protocollo d’intesa, firmato poco più di un anno fa, con Enel Green Power North America e finalizzato alla progettazione e realizzazione di un elettrolizzatore integrato in una bioraffineria statunitense. O gli studi di ingegneria per lo sviluppo di un impianto progettato per il gruppo greco Mytilineos, qui in Italia.
Un percorso tecnologico diverso, ma comunque già cantierabile, riguarda la produzione di ‘Idrogeno CircolareTM. NextChem ha messo a punto una tecnologia di conversione chimica ad alta temperatura di rifiuti plastici e secchi con cui è possibile ottenere diversi vettori energetici. Tra cui per l’appunto l’H2. Cuore del processo è la trasformazione mediante ossidazione parziale e successiva purificazione del carbonio e dell’idrogeno presenti negli scarti, siano essi rifiuti solidi urbani, plastiche non riciclabili o il cosiddetto “combustibile solido secondario”. I vantaggi? I costi di produzione sono competitivi con quelli dell’idrogeno tradizionale pur vantando un 90% di emissioni in meno. Inoltre, il waste-to-hydrogen crea una sinergia tra il settore dello smaltimento dei rifiuti e l’industria chimica, e questa sinergia offre un doppio beneficio per la transizione ecologica. Inoltre, gli impianti per la produzione di idrogeno circolare potrebbero essere collocati nei siti industriali tradizionali, come le raffinerie, contribuendo alla loro decarbonizzazione.
Per ulteriori informazioni sulle tre tecnologie per la produzione di idrogeno rinnovabile e low carbon, visita la pagina https://nextchem.it/it/idrogeno-basse-emissioni
In collaborazione con NextChem