L’ammoniaca sarà il combustibile green del futuro?

Le navi potrebbero già essere alimentate ad ammoniaca green entro il 10 anni, abbattendo fortemente le emissioni

La Royal Society ha pubblicato il policy briefing “Ammonia: zero-carbon fertiliser, fuel and energy store” nel quale prende in considerazione le opportunità e le sfide legate alla produzione e all’uso futuro dell’ammoniaca 100% rinnovabile e carbon-free».

La prestigiosa istituzione scientifica britannica ricorda che «L’ammoniaca è un gas pungente che è ampiamente usato per produrre fertilizzanti agricoli. La produzione di ammoniaca green è l’ambito in cui il processo di produzione dell’ammoniaca è al 100% rinnovabile e carbon-freeUn modo per produrre ammoniaca green è quello di utilizzare l’idrogeno prodotto dall’elettrolisi dell’acqua e l’azoto separato dall’aria. Questi vengono quindi inseriti nel processo di Haber (noto anche come Haber-Bosch), tutto alimentato da elettricità sostenibile. Nel processo Haber, l’idrogeno e l’azoto vengono fatti reagire insieme ad alte temperature e pressioni per produrre ammoniaca, NH3».

Ma l’attuale produzione di ammoniaca non è un procedimento “verde”; viene comunemente prodotta da metano, acqua e aria, utilizzando lo Steam methane reforming (SMR) (per produrre l’idrogeno) e il processo Haber. Circa il 90% dell’anidride carbonica prodotta proviene dal processo SMR che consuma molta energia e produce circa l’1,8% delle emissioni globali di anidride carbonica. Quindi, ridurre la quantità di CO2 emessa durante il processo di produzione dell’ammoniaca è fondamentale per raggiungere gli obiettivi net – zero entro il 2050. E il briefing della Royal Society evidenzia che «Il modo migliore per ridurre le emissioni di carbonio durante la produzione di ammoniaca è quello utilizzare l’idrogeno low-carbon».

Le opzioni più probabili a breve termine per la produzione di idrogeno low-carbon su larga sono il blue hydrogen e il green hydrogen. L’idrogeno blu si ha quando le emissioni di CO2 del processo SMR vengono catturate e stoccate (CCS); l’’idrogeno verde viene prodotto usando l’elettrolisi dell’acqua per ottenere idrogeno e ossigeno, utilizzando elettricità sostenibile.

Secondo la Royal Society l’ammoniaca green potrebbe aver un grande futuro: «La produzione di ammoniaca verde potrebbe offrire ulteriori opzioni per il passaggio alle emissioni net-zero di biossido di carbonio. Queste includono: Accumulo di energia : l’ammoniaca può essere facilmente immagazzinata come liquido a pressioni modeste (10 – 15 bar) o refrigerata a -33° C. Questo lo rende un deposito chimico ideale per le energie rinnovabili. C’è una rete di distribuzione esistente, nella quale l’ammoniaca viene stoccata in grandi serbatoi refrigerati e trasportata in tutto il mondo da condotte, autocisterne e navi. Carburante zero-carbon: l’ammoniaca può essere bruciata in un motore o utilizzata in una cella a combustibile per produrre aelettricità. Se utilizzati, gli unici sottoprodotti dell’ammoniaca sono acqua e azoto. E’ probabile che l’industria marittima inizi ad adottarla presto, sostituendo l’utilizzo di olio combustibile nei motori marini. Vettore di idrogeno: esistono applicazioni in cui viene utilizzato idrogeno gassoso (ad esempio nelle celle a combustibile PEM), tuttavia l’idrogeno è difficile e costoso da stoccare (perché necessita di serbatoi criogenici o di cilindri ad alta pressione). L’ammoniaca è più facile ed economica da stoccare e trasportare e può essere subito “cracked” e purificata per fornire idrogeno quando necessario». Insomma, secondo il rapporto, le navi oceaniche potrebbero essere alimentate dall’ammoniaca già entro 10 anni e questo contribuirebbe a risolvere un problema enorme, visto che i trasporti marittimi attualmente producono circa il 2% delle emissioni globali di CO2, quasi quanto l’intera economia tedesca.

Ma l’ammoniaca, una risorsa chimica inestimabile e versatile, se messa nel posto sbagliato si trasforma in una minaccia. Viene trasportata sfusa come base essenziale per prodotti chimici, tessili, esplosivi, refrigeranti e fertilizzanti, ma quando viene diffusa con noncuranza sui campi provoca inquinamento dell’aria e dell’acqua e può reagire con altri prodotti chimici per produrre gas serra.

Lo stesso policy briefing della Royal Society avverte che gli agricoltori devono usare l’ammoniaca molto più attentamente, ma è proprio questo esteso utilizzo in agricoltura che ha creato una rete globale di porti dove i la sostanza chimica viene commercializzata o stoccata e quindi l’infrastruttura per lo stoccaggio dell’ammoniaca refrigerata da utilizzare come combustibile esiste già. Per esempio, negli Usa c’è una pipeline per il trasporto di ammoniaca lunga 2.000 miglia.

L’International maritime organization dell’Onu punta a dimezzare le emissioni del trasporto marittimo internazionale entro il 2050 rispetto al 2008 e un gruppo di grandi armatori è disponibile a pagare 2 dollari per ogni tonnellata di carburante delle navi per sostenere la ricerca sui motori puliti.

La assov ciazioni ambientaliste dicono che l’industria non sta facendo la sua parte nel ridurre le emissioni de che a breve termine bisognerebbe ridurre lo shipping e imporre velocità di crociera più lente alle navi per risparmiare carburante.

La Man Energy Solutions sta realizzando un motore a due tempi alimentato ad ammoniaca che spera sia pronto entro il 2024 e il portavoce della company. Peter Kirkeby, ha detto alla BBC: «Vediamo un grande interesse dal mercato per l’ammoniaca come combustibile – anche se ci sono problemi. Prevediamo che le prime navi alimentate ad ammoniaca saranno navi cisterna esistenti che stanno già trasportando ammoniaca per i fertilizzanti. Sanno come gestirla. Mi aspetta che il prezzo dell’ammoniaca corrisponda a quello di altri combustibili alternativi come gas di petrolio liquefatto, gas naturale liquefatto o ilmetanolo».

Ma il rapporto della Royal Society evidenzia che questi carburanti sono meno efficienti rispetto al diesel ad alta intensità energetica e questo significa che le navi alimentate con carburanti più ecologici devono riservare più spazio prezioso per lo stoccaggio del carburante. Ecco perché, secondo gli autori del rapporto. «L’idrogeno sarebbe troppo voluminoso per alimentare le navi oceaniche».

Però, se è vero che l’ammoniaca non produce emissioni di CO2 è anche vero che produce ossidi di azoto, che sono un potente gas serra e lo stesso rapporto ammette che bisognerà sviluppare ulteriormente la tecnologia per far fronte a questo problema.

Il principale autore del policy briefing della Royal Society, Bill David, ha detto alla BBC che «L’ammoniaca è l’unico combustibile zero-carbon che ci porterà attraverso gli oceani». Ma ha anche avvertito che «In termini di emissioni dei processi industriali, l’ammoniaca arriva solo dopo cemento e acciaio, quindi dobbiamo decarbonizzare la produzione di ammoniaca».

Il recente rapporto “Absolute Zero” era scettico sul fatto che l’industria dell’ammoniaca potesse espandersi abbastanza velocemente da poter alimentare le navi mentre, allo stesso tempo, si decarbonizzava e che «L’implementazione su vasta scala dell’ammoniaca da fonti rinnovabili costituirebbe un onere aggiuntivo per la rete elettrica decarbonizzata».

David non è d’accordo e ribatte che «L’ammoniaca è l’unico modo per stoccare combustibile zero-carbon da fonti rinnovabili per giorni, mesi e anni».

fonte: greenreport.it

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