Una nuova fonte di materie prime per l'industria chimica
Uno studio analizza le esigenze di ricerca per il passaggio a una chimica delle materie prime senza combustibili fossili
Annunci
L’industria delle materie prime chimiche organiche si basa ancora oggi in larga misura sul carbonio fossile, prevalentemente sul gas naturale e sulla nafta. Lo studio “Trasformazione dell’ingegneria chimica di processo – Percorsi di produzione efficienti con una base di materie prime modificata", condotto dalla DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. su incarico dell’IREES GmbH – Istituto per l’efficienza delle risorse e le strategie energetiche.
Percorsi verso la trasformazione delle materie prime nell’industria chimica
Lo studio individua tre fonti di carbonio destinate a sostituire in futuro la nafta fossile e il gas naturale: la CO₂ proveniente da fonti puntuali inevitabili, quali cementifici e calcarei, e da fonti biogeniche quali impianti di biogas, residui e rifiuti biogenici, nonché rifiuti plastici. Per le fonti citate vengono descritte le catene di processo – dalla lavorazione delle materie prime alla produzione di sostanze chimiche di base petrolchimiche su larga scala. Esistono diverse vie tecniche per produrre in futuro le stesse sostanze chimiche di base in modo climaticamente neutro – a condizione che si combinino fonti di carbonio alternative ed energia rinnovabile. Da una valutazione comparativa delle diverse catene di processo, dalle materie prime alle sostanze chimiche di base, vengono individuati i cosiddetti «processi efficienti», che, oltre alla maturità tecnica, presentano un notevole potenziale di risparmio in termini di costi e fabbisogno energetico, nonché un basso fabbisogno di materie prime.
Per la conversione chimica delle fonti alternative di carbonio vengono prese in considerazione tre aree prioritarie:
- Processi Power-to-X: la conversione di CO₂ e idrogeno verde in metanolo e, tramite il processo «metanolo-to-X», in materie prime di base, nonché, tramite il processo Fischer-Tropsch, in materie prime sintetiche per lo steamcracker.
- Gassificazione della biomassa e conversione del gas di sintesi in materie prime
- Riciclaggio termochimico della plastica, in particolare i processi di pirolisi che producono materie prime idonee per il cracker
Alcuni processi sono complementari, come la gassificazione congiunta di plastica e biomassa o l’utilizzo parallelo della pirolisi della plastica e della sintesi Fischer-Tropsch per ottenere materie prime per lo steamcracker.
Raccomandazioni in materia di politica di ricerca
Prima di arrivare all’implementazione industriale, sono necessari ricerca e sviluppo sulle singole fasi del processo, nonché esperienze derivanti da impianti pilota e dimostrativi. Lo studio fornisce raccomandazioni concrete sulle priorità di ricerca nel pretrattamento delle materie prime, nello sviluppo dei catalizzatori, nella tecnologia di reazione e nel trattamento dei prodotti. Per ottenere la massima efficienza possibile in termini di energia e materie prime, questi aspetti devono interagire tra loro ed essere considerati nel loro insieme. Oltre ai processi di gassificazione flessibili in termini di materie prime, ai processi Power-to-X e al riciclaggio chimico delle materie plastiche, costituiscono campi di ricerca prioritari anche processi tecnicamente non ancora maturi, ma particolarmente efficienti, come la sintesi di metanolo catalizzata in modo omogeneo o la sintesi diretta di olefine dal gas di sintesi.
Le infrastrutture e le condizioni quadro devono essere adeguate
Lo studio individua tre presupposti infrastrutturali e politici urgenti:
1. prezzi dell’energia elettrica industriale competitivi a livello internazionale per gli impianti elettrificati
2. lo sviluppo accelerato di reti interregionali di trasporto di CO₂ e idrogeno
3. una chiara priorità politica all’utilizzo della biomassa e dei rifiuti plastici come materia prima rispetto al loro impiego energetico.
È chiaro anche che la trasformazione rende l’industria chimica più indipendente dalle importazioni di materie prime fossili, ma non autosufficiente: la dipendenza si sposta verso l’idrogeno importato e i suoi derivati provenienti da regioni del mondo con condizioni favorevoli per le energie rinnovabili. Senza investimenti, la trasformazione non è realizzabile: affinché il valore aggiunto rimanga in Germania e in Europa, l’ammodernamento degli impianti esistenti (brownfield) riveste un ruolo chiave rispetto ai costosi nuovi investimenti (greenfield).
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Tedesco può essere trovato qui.
Altre notizie dal dipartimento scienza
