Una produzione di biocarburanti economica quale possibile freno al potenziale di riscaldamento globale dei trasporti
I trasporti sono una delle principali fonti di emissioni di gas a effetto serra (GES), ma i biocarburanti derivati direttamente da materia vivente, tra cui residui e rifiuti agricoli e forestali, possono svolgere un ruolo fondamentale nel panorama energetico a basso tenore di carbonio dell’Europa. Utilizzarli come combustibili può infatti ridurre di oltre l’80 % le emissioni di gas a effetto serra. Inoltre, questi biocarburanti possono essere prodotti in modo sostenibile a partire da rifiuti e migliorare la nostra sicurezza energetica. Il progetto COMSYN, finanziato dall’UE e coordinato dal Centro di ricerca tecnica finlandese VTT, intende ampliare l’adozione delle tecnologie che convertono la biomassa in biocarburanti.
Materie prime flessibili e conversione primaria su piccola scala
Una componente chiave del concetto di COMSYN è la conversione locale su piccola scala delle materie prime da biomassa in olio biocrudo. Tra le materie prime compatibili figurano legname da demolizione, residui forestali, sottoprodotti dell’industria forestale e paglia. «La scala ridotta consente di abbassare notevolmente i costi di investimento, limitando il rischio annesso e rendendo il concetto più attraente. La flessibilità della biomassa riduce al minimo gli impatti stagionali associati alle colture alimentari e consente di collocare le unità per la conversione primaria in tutta Europa, incrementando la sicurezza energetica», afferma Johanna Kihlman, scienziata senior e coordinatrice del progetto COMSYN.
Semplificare la «pulizia» del gas di sintesi e intensificare la produzione di biocrudo
Il gas di sintesi prodotto mediante gassificazione della biomassa deve essere depurato in modo rigoroso affinché sia possibile rimuovere le impurità prima che venga convogliato nel reattore di sintesi di Fischer-Tropsch. Una volta giunto in tale dispositivo, le reazioni di ricombinazione generano idrocarburi consentendo alla raffinazione centralizzata di trasportare combustibile compatibile con i motori. COMSYN ha semplificato il processo di depurazione, riducendo significativamente i costi associati. Gli scienziati hanno aumentato la resa della sintesi di Fischer-Tropsch grazie a un’intensificazione del processo, abbassando inoltre il costo del prodotto finale. Secondo le previsioni, il tasso di produzione di un reattore su larga scala passerebbe da 0,25 a 20 barili al giorno, un incremento pari a quasi cento volte. Per aumentare ulteriormente la produzione è possibile utilizzare congiuntamente più reattori modulari intensificati. Il processo di conversione primaria di COMSYN è stato sperimentato presso l’istituto VTT. I risultati delle campagne pilota sono stati utilizzati per realizzare casi di studio in Europa settentrionale e centrale. È stata condotta un’analisi tecnico-economica dei siti potenziali prendendo in considerazione varie opzioni, ovvero l’integrazione con l’industria locale (tra cui una cartiera e una segheria), diverse materie prime quali legno, residui e sottoprodotti forestali e paglia, nonché l’integrazione energetica sotto forma di elettricità, teleriscaldamento e consumo in loco di elettricità e vapore.
Dal biocrudo ai combustibili funzionali: una considerevole riduzione del riscaldamento globale
«Nei primi due anni, la nostra unità per la depurazione ad alta efficacia dei gas è passata dalla fase di laboratorio alla scala pilota: abbiamo costruito la nuova unità negli impianti pilota di gassificazione e abbiamo integrato il processo di gassificazione e di depurazione dei gas con l’unità di sintesi di Fischer-Tropsch», afferma Kihlman. Questo notevole successo tecnico ha rappresentato la condizione preliminare per l’aggiornamento del prodotto di biocrudo alla miscela di combustibili diesel e benzina presso le raffinerie, per la verifica della funzionalità dei biocarburanti e per l’analisi tecnico-economica. «Il consumatore medio si trova spesso ad affrontare un dilemma riguardo a come ridurre la propria impronta di carbonio senza incorrere in costi aggiuntivi e/o modificare lo stile di vita personale. La miscela di biodiesel e biobenzina prodotta dalla tecnologia di COMSYN è adatta ai motori per veicoli normali e non richiede costi eccessivi. Tecnologie come quelle di COMSYN semplificano la transizione verso un’Europa a zero emissioni di carbonio», conclude Kihlman. Gli esiti dell’analisi tecnico-economica e di quella del ciclo di vita dimostrano un’impressionante riduzione del potenziale di riscaldamento globale (sulla base delle emissioni di GES), pari a oltre l’80 %.
Parole chiave
COMSYN, biocrudo, biomassa, biocarburanti, gassificazione, trasporti, Fischer-Tropsch, sintesi, intensificazione del processo, riscaldamento globale
