Materia prima dall’aria: metanolo verde nonostante la scarsità d’acqua
I costi di produzione dipendono dall'irraggiamento solare e dal vento
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CO₂ e acqua per la produzione di metanolo verde ricavate direttamente dall’aria: uno studio condotto a Jülich dimostra che ciò sarebbe possibile anche nelle regioni del mondo caratterizzate da scarsità idrica. I principali fattori che determinano i costi sono condizioni eoliche e solari favorevoli.
Le persistenti ondate di caldo e le precipitazioni inferiori alla media nella primavera e nell’estate del 2026 stanno causando una siccità evidente, l’abbassamento delle falde acquifere e bassi livelli idrici nei fiumi come il Reno in Germania e in tutta Europa. Allo stesso tempo, la produzione di materie prime importanti come l’idrogeno verde e il metanolo richiede notevoli quantità d’acqua. Se in futuro i combustibili rinnovabili dovranno essere prodotti sempre più spesso in regioni con abbondanza di sole e vento, sorge quindi la domanda: da dove potrà provenire quest’acqua?
Uno studio del Forschungszentrum Jülich fornisce ora una risposta: i ricercatori dimostrano come sia possibile produrre metanolo rinnovabile anche in regioni con scarsità d’acqua. L’anidride carbonica e l’acqua di processo necessarie possono essere estratte insieme dall’aria ambiente.
«Le regioni ricche di sole e vento offrono condizioni ideali per la produzione di combustibili verdi, ma spesso soffrono di carenza idrica», afferma l’autore principale Henrik Wenzel di Jülich Systems Analysis. È proprio qui che entra in gioco il progetto di ricerca DryHy. Finanziato dal Ministero federale tedesco della Ricerca, della Tecnologia e dello Spazio e coordinato dall’Istituto di Tecnologie Energetiche del Forschungszentrum Jülich, il progetto esamina la produzione di metanolo rinnovabile nelle regioni con scarsità d’acqua da una prospettiva olistica. Lo studio appena pubblicato valuta la catena di processo sviluppata a questo scopo da un punto di vista tecnico-economico.
Acqua e CO₂ da un’unica fonte
Il concetto si basa sulla cattura diretta dall’aria (DAC). Un materiale filtrante lega l’anidride carbonica assorbendo al contempo l’umidità dall’aria. Ciò che è stato generalmente considerato un effetto collaterale indesiderato diventa un vantaggio nel concetto studiato: l’acqua catturata entra nel processo di produzione del metanolo insieme alla CO₂. I ricercatori hanno modellato l’intera catena di processo, compresa la generazione di elettricità da fonti rinnovabili, l’elettrolisi, l’accumulo di energia, l’utilizzo del calore e il raffreddamento senza consumo aggiuntivo di acqua.
L’analisi copre oltre 20.000 regioni in 78 paesi che, secondo le previsioni, dovranno affrontare uno stress idrico almeno di media entità nel 2050. In circa il 97% di queste regioni, l’aria contiene, nel corso dell’anno, una quantità d’acqua sufficiente a soddisfare l’intero fabbisogno del processo produttivo. Anche in località molto aride, la produzione sarebbe in linea di principio possibile se l’impianto funzionasse prevalentemente nelle ore più umide e immagazzinasse temporaneamente l’acqua.
Il vento e il sole determinano i costi
«I nostri risultati dimostrano che la scarsità d’acqua non deve necessariamente escludere il metanolo verde», afferma Jann Weinand, responsabile del dipartimento Scenari Integrati presso Jülich Systems Analysis. «Per mantenere bassi i costi di produzione, un approvvigionamento abbondante e il più costante possibile di energia elettrica da fonti rinnovabili è generalmente più importante di un’elevata umidità». Le località che presentano una buona combinazione di energia eolica e solare risultano particolarmente vantaggiose.
In località favorevoli, i costi di produzione previsti per il 2050 si attestano nell’ordine di diverse centinaia di euro per tonnellata; in località meno adatte, potrebbero essere parecchie volte superiori. Laddove le risorse eoliche e solari sono particolarmente abbondanti, il metanolo verde potrebbe quindi avvicinarsi ai prezzi di mercato odierni. L’attuale prezzo contrattuale europeo è di poco inferiore a 1.000 euro per tonnellata. Tuttavia, questo confronto rappresenta solo un’istantanea: i prezzi di mercato subiscono notevoli fluttuazioni, mentre lo studio modella i costi di produzione futuri. Il calo dei costi tecnologici e l’aumento dei prezzi della CO₂ potrebbero ridurre il divario in futuro.
Questione aperta: impatti sul clima locale
Il progetto DryHy sta inoltre indagando su come la rimozione su larga scala del vapore acqueo potrebbe influire sul clima locale. Mentre il modello attuale esamina come la temperatura e l’umidità influenzano l’impianto, in futuro sarà possibile valutare potenziali effetti di retroazione su umidità, nuvolosità o precipitazioni. «Il fatto che non attingiamo alle risorse idriche locali non significa automaticamente che la rimozione dell’acqua dall’atmosfera non avrà conseguenze su nessuna scala», afferma Thomas Schöb, responsabile del team Trasformazione dei sistemi energetici. «Prima di costruire impianti di grandi dimensioni, questa questione dovrebbe essere approfondita per ogni singola località».
Il modello rivela potenzialità e limiti
Lo studio è un’analisi di modellizzazione tecnico-economica, non un’indagine sugli impianti esistenti. Le differenze regionali in termini di finanziamenti, costi della manodopera e infrastrutture, così come le potenziali carenze di materiali, non sono prese pienamente in considerazione. Anche il funzionamento flessibile ipotizzato per l’elettrolisi ad alta temperatura deve ancora dimostrare la propria efficacia nell’uso industriale continuo.
«Lo studio non fornisce un modello pronto all’uso per ogni sito», sottolinea Henrik Wenzel. «Ma mostra le condizioni in cui il concetto è particolarmente promettente – e quali questioni tecniche e ambientali devono essere affrontate in seguito».
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 Inglese può essere trovato qui.
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