Un processo avanzato per rendere il biodiesel più ecologico, meno costoso e più competitivo
Il Piano degli obiettivi climatici 2030 propone di ridurre le emissioni di gas a effetto serra (GES) di almeno il 55 % entro il 2030, un risultato che contribuirebbe notevolmente al raggiungimento dell’ambizioso traguardo europeo di conseguire la neutralità climatica entro il 2050. La biomassa, che si sviluppa assorbendo CO2 dall’atmosfera, può essere convertita in biocarburanti che diminuiscono le emissioni di GES. Di tutti i biocarburanti, il biodiesel al momento rappresenta all’incirca l’80 % della produzione totale di combustibile verde nell’UE.
Un’alternativa sostenibile ai combustibili fossili
Al giorno d’oggi, la biomassa viene raramente utilizzata al fine di produrre biodiesel in quanto richiede una procedura complessa e costosa. Per essere sostenibile, la produzione di biocarburante dovrebbe basarsi su flussi di rifiuti e biomassa secondari. In base a questo presupposto risulta necessaria una soluzione in grado di produrre metanolo in modo efficiente, un passaggio intermedio essenziale per la produzione di biodiesel ecologico. Tecnologie avanzate sono in grado di rendere più competitivo l’impiego di biomassa nella produzione di biodiesel. Il progetto CONVERGE, finanziato dall’UE, ha convalidato un processo all’avanguardia per la produzione di metanolo verde. «Si tratta di un metodo più efficiente e meno costoso rispetto alle tecnologie esistenti, il che offre un vantaggio competitivo sui combustibili fossili», spiega Giampaolo Manzolini, coordinatore del progetto e docente presso il dipartimento di Energia del Politecnico di Milano. Per di più, anche il numero di operazioni necessarie per portare a termine questa conversione è inferiore.
Una conversione efficace della biomassa residua in metanolo verde
Questo processo si avvale delle tecnologie all’avanguardia sviluppate e collaudate per centinaia di ore dal gruppo di ricerca coinvolto in CONVERGE. In particolare, sono stati progettati quattro componenti innovativi per la conversione della biomassa secondaria in biodiesel che possono essere combinati o messi in funzione separatamente presso gli impianti per la produzione di questo biocarburante. In primo luogo, un nuovo tipo di catalizzatore converte gli idrocarburi condensabili, collettivamente noti come catrame, in componenti aromatici ad alto valore quali benzene, toluene e xilene. Una volta separati, questi prodotti preziosi divengono disponibili per essere impiegati dall’industria chimica. Il reforming con adsorbimento combina il recupero del metano con la separazione della CO2 in un’unica tecnologia. Questo processo migliora la conversione del metano e del monossido di carbonio in idrogeno e CO2. La CO2 viene separata dall’idrogeno e solo quella necessaria alla reazione del metanolo viene conservata. Essa può essere quindi immagazzinata o utilizzata per ulteriori processi nell’ambito dell’industria relativa alla cattura, allo stoccaggio e all’utilizzo del carbonio. Il compressore elettrochimico dell’idrogeno pressurizza e purifica l’idrogeno in un’unica unità, riducendo il numero di fasi richieste per la produzione di idrogeno puro e abbassando il consumo di energia associato ai processi tradizionali. Infine, il reattore a membrana migliora la produzione di metanolo rimuovendo il prodotto dalla reazione e stimolando una conversione a un’unica fase dei reagenti, il che riduce i requisiti di ricircolo e gestione dei gas di scarico.
Catene di approvvigionamento della biomassa più promettenti
I partner del progetto hanno elaborato una metodologia volta a individuare le catene di approvvigionamento della biomassa per le quattro soluzioni tecnologiche. Dopo aver preso in considerazione diversi scenari per le regioni dell’Europa centrale, del Mediterraneo, del Mare del Nord e della Scandinavia, gli stessi partner hanno quindi individuato altri cinque scenari di catene di distribuzione e casi aziendali correlati in 69 aree dotate delle maggiori potenzialità in tal ambito. Inoltre, il gruppo coinvolto nel progetto ha valutato l’impatto ambientale esercitato dall’intero processo in queste regioni. «Grazie all’integrazione del processo e delle soluzioni tecnologiche di CONVERGE in varie procedure, i soggetti industriali interessati saranno in grado di rendere i propri sistemi più efficienti e meno complessi», dichiara Manzolini, che conclude: «I vantaggi offerti dal costo inferiore dei biocarburanti, dalla maggiore efficienza della produzione di energia rinnovabile e dall’impatto ambientale positivo si ripercuoteranno sul cliente finale e sulla società nel suo complesso».
Parole chiave
CONVERGE, biomassa, biodiesel, CO2, biocarburante, metanolo, idrogeno, catena di distribuzione della biomassa, combustibile fossile