La Svizzera punta sull’idrogeno per un’industria senza emissioni di CO2
Il 20 giugno 2022, l’Associazione per la decarbonizzazione dell’industria, con rappresentanti dell’industria, dei fornitori di energia, del settore finanziario e della ricerca, ha adottato una strategia congiunta con l’obiettivo di sviluppare approcci olistici per la riduzione delle emissioni di CO2 nelle applicazioni industriali che possano essere attuati rapidamente. L’attenzione si concentra sui processi ad alta temperatura e sulla logistica dove l’idrogeno svolgerà un ruolo centrale, anche se con processi produttivi diversi.
L’elenco dei membri dell’Associazione per la decarbonizzazione dell’industria è estremamente vario e, sebbene operino in settori molto diversi, intendono collaborare per promuovere una riduzione rapida e globale delle emissioni di CO2 nelle applicazioni industriali. Oltre ai membri fondatori Tech Cluster Zug, il fornitore regionale di energia e acqua WWZ e l’Empa, l’elenco comprende il produttore di elettrodomestici V-ZUG, il gruppo industriale Metall Zug AG, l’azienda di riciclaggio AVAG, il produttore di impianti di pirolisi XGas Swiss, il gestore di asset del mercato privato Partners Group, Accelleron Industries, la divisione turbocompressori di ABB, l’azienda di tecnologie mediche SHL Medical, VZ Depotbank AG, l’azienda di prodotti chimici speciali Sika, l’azienda di mobilità AMAG Group, il gruppo tecnologico Siemens e Holcim come fornitore di soluzioni edilizie.
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Focus su un nuovo processo di produzione dell’idrogeno
Per decarbonizzare i processi industriali ad alta temperatura, il terzo più grande consumatore di energia in Svizzera, un nuovo processo di produzione di idrogeno basato sulla scissione dell’idrogeno (chimicamente H2) dal metano (CH4) – un processo chiamato pirolisi del metano – sarà applicato in un impianto dimostrativo previsto a Zugo. Il metano è il componente principale del gas naturale fossile e del biogas, ma può anche essere prodotto sinteticamente da idrogeno e CO2 rinnovabili. Nel dimostratore previsto nel Polo Tecnologico di Zugo, l’idrogeno generato per via pirolitica sostituirà il gas naturale fossile nei forni di smaltatura di V-ZUG, al fine di dimostrare con questo progetto pilota come tali applicazioni possano essere decarbonizzate. Parallelamente, l’idrogeno sarà utilizzato anche da altri partner industriali nei loro processi. A differenza della precedente produzione industriale di idrogeno, la pirolisi del metano non produce CO2 come sottoprodotto, ma carbonio solido (in polvere), che sarà ulteriormente sviluppato come risorsa per l’edilizia e l’agricoltura nell’ambito delle attività dell’associazione, ad esempio come additivo nei materiali da costruzione o come arricchimento dell’humus.
La particolarità di questo nuovo approccio è che se si utilizza il metano sintetico al posto del gas naturale fossile per la produzione di idrogeno pirolitico, le emissioni di CO2 risultano negative! Questo perché per la produzione di metano sintetico è necessario rimuovere dall’atmosfera una quantità di CO2 superiore a quella che viene successivamente emessa in tutte le fasi del processo multi-step. Il carbonio che viene scisso attraverso la pirolisi del metano viene così rimosso in modo permanente dall’atmosfera. Le tecnologie con emissioni negative di CO2 sono urgentemente necessarie su larga scala se la Svizzera vuole raggiungere i suoi obiettivi di CO2, perché circa un quarto delle emissioni di CO2 generate oggi in Svizzera (o 10 milioni di tonnellate) non può essere ridotto passando alle energie rinnovabili.
Parallelamente alla produzione di idrogeno pirolitico, è prevista la realizzazione di un impianto di elettrolisi decentralizzato per la produzione di idrogeno dall’acqua a partire dall’elettricità. Tali impianti forniscono idrogeno di elevata purezza, necessario, ad esempio, per i camion alimentati a celle a combustibile. L’elettrolisi dell’acqua ha un’efficienza complessiva maggiore rispetto alla pirolisi del metano, ma non consente di ottenere emissioni di CO2 altrettanto basse (o addirittura negative). A Zug si vuole implementare un approccio decentralizzato per l’elettrolisi, non legato a una centrale elettrica, perché evita l’inefficace distribuzione di idrogeno tramite camion su strada. Per evitare la necessità di espandere la rete elettrica decentralizzata, verrà sviluppato un concetto operativo “grid-serving” in collaborazione con il fornitore locale di energia elettrica, basato sull’utilizzo delle capacità libere della rete elettrica.
L’obiettivo di una rapida industrializzazione
Nel campo della produzione di idrogeno elettrolitico, l’industrializzazione è già avanzata. La pirolisi del metano, invece, è un processo che è stato testato solo in laboratorio, ma è stato ampiamente studiato a livello scientifico ed è alle soglie dell’applicazione industriale. Negli Stati Uniti, ad esempio, è stato recentemente messo in funzione il primo impianto di produzione di carbonio su larga scala in collaborazione con l’industria dei pneumatici. L’Associazione per la decarbonizzazione dell’industria si sta inizialmente concentrando sull’uso della pirolisi del metano in impianti industriali decentralizzati collegati alla rete del gas. Circa il 50% dei processi ad alta temperatura in Svizzera sono adatti a questo scopo. Con la realizzazione del dimostratore a Zug, l’associazione intende dare un impulso a questa tecnologia per la sua industrializzazione. Grazie ai loro diversi background tecnici, i partner della rete coprono l’intera catena del valore.
Fonte: Empa Communication