Il gas naturale sintetico: una «batteria» promettente per l’energia rinnovabile
L’UE si impegna a ridurre le emissioni di gas serra fino a portarle al di sotto dei livelli del 1990, in una misura compresa tra l’80 % e il 95 %, entro il 2050. Alcuni studi suggeriscono che l’energia eolica e solare costituiranno i due pilastri principali della transizione energetica europea. L’accumulo dell’elettricità in eccesso sta assumendo un ruolo sempre più importante per la fornitura di un approvvigionamento energetico senza interruzioni. Il progetto ElectroGas, finanziato dall’UE, ha sviluppato tecnologie innovative basate sull’elettrolisi per convertire l’elettricità proveniente dall’energia eolica e solare in un gas naturale sintetico accumulabile che risulti sia altamente efficiente che ecocompatibile.
Stoccaggio da energia a gas
L’impiego di energia per la produzione di gas energetici, quali idrogeno e metano, riporta a un’idea del passato che sta tornando in auge in veste di picco di generazione di energia rinnovabile. Questi vettori energetici versatili o combustibili in forma gassosa offrono una soluzione per lo stoccaggio dell’energia volta a fornire energia in periodi di vento debole o scarsa luce solare. Il primo passaggio di questo processo è la produzione di idrogeno sintetico a partire da acqua ed energia rinnovabile tramite elettrolisi. La conversione dell’idrogeno rinnovabile in metano (l’ingrediente principale del gas naturale) o in altri idrocarburi aggiunge dei passaggi successivi al processo di elettrolisi. Un passaggio prevede l’uso di una reazione di spostamento del gas d’acqua per convertire la CO2 in monossido di carbonio. Un altro passaggio riguarda la miscelazione dell’idrogeno con il monossido di carbonio e la CO2 per produrre il gas sintetico. Questo gas è convogliato in un reattore catalitico per ottenere idrocarburi (metano, metanolo, acido formico, ecc.). Le tecniche tradizionali utilizzate per la produzione di gas sintetico da biomassa hanno bisogno di temperature (500-1 000 °C) e pressioni (superiori a 40 bar) elevate. Il progetto ElectroGas illustra un processo rivoluzionario che permette la produzione di gas sintetico a temperature (100 °C) e pressioni (sotto i 4 bar) inferiori.
Una migliore alternativa allo stoccaggio dell’energia
«La CO2 impiegata nel processo è prodotta direttamente nell’elettrolizzatore tramite l’ossidazione di elettrodi di carbone biologico (biomassa) per garantire un ciclo del carbonio chiuso. Se scaturisse da una fonte esterna (fossile), come accade negli attuali processi industriali, questo processo non potrebbe essere considerato a zero emissioni», spiega José Campos Rodrigues, coordinatore del progetto. Inoltre, l’assenza di emissioni di CO2 permette l’estensione del raggio di azione dell’energia rinnovabile in zone remote. «Lo stoccaggio dell’eccesso di elettricità rinnovabile sotto forma di gas naturale sintetico potrebbe rendere qualsiasi regione o comunità indipendente, facendo venire meno l’esigenza di importare combustibili. Il gas naturale sintetico e i combustibili liquidi sintetici rappresentano un’immensa opportunità commerciale per gli investitori e un promettente ambito di specializzazione ad alto valore pronto a rilanciare l’economia europea», aggiunge Rodrigues. Un altro vantaggio derivante dall’uso di gas naturale sintetico rispetto ad altre soluzioni di stoccaggio dell’energia (o ad altri combustibili gassosi) è la sua facilità di stoccaggio e trasporto, poiché può essere immesso all’interno dell’infrastruttura preesistente del gas naturale senza subire un’ulteriore trasformazione. La soluzione proposta dal progetto ElectroGas rappresenta inoltre un’alternativa migliore e più affidabile rispetto alle batterie di riserva adoperate nei sistemi energetici non collegati alla rete: le batterie, infatti, non sono in grado di accumulare energia a un costo conveniente per compensare le fluttuazioni stagionali. In definitiva, se paragonato alle centrali idroelettriche ad accumulo tramite pompaggio, il progetto ElectroGas ha costi di investimento considerevolmente minori e non ha ripercussioni sull’ambiente. I ricercatori si stanno attualmente occupando di trasformare il loro prototipo in un elettrolizzatore da 5 kW. Le sperimentazioni sul campo saranno condotte entro la fine del 2020. La tecnologia di ElectroGas potrebbe rivelarsi determinante nel futuro per lo stoccaggio di energia rinnovabile, contribuendo al raggiungimento degli obiettivi dell’UE per la riduzione delle emissioni di carbonio. Il gas naturale sintetico costituisce un’alternativa sostenibile alla mobilità e all’elettrificazione di zone rurali o isolate. Esso potrebbe agire come catalizzatore e contribuire a un’elevata introduzione (oltre il 90 %) di fonti rinnovabili variabili entro la metà del secolo.
Parole chiave
ElectroGas, gas naturale sintetico, stoccaggio dell’energia, CO2, energia rinnovabile, energia solare, metano, elettrolizzatore
