Metano dall'anidride carbonica? Si può, con facilità e a costi bassi grazie ad un nuovo processo

Metano dall'anidride carbonica? Si può, con facilità e a costi bassi grazie ad un nuovo processo

Dagli USA arriva un nuovo processo per convertire l'anidride carbonica di scarto in gas metano: più semplice, meno costoso e facile da mettere in pratica

di pubblicata il , alle 12:31 nel canale Scienza e tecnologia
 

I ricercatori del Pacific Northwest National Laboratory del Department of Energy degli USA hanno messo a punto un nuovo metodo che consente di convertire l'anidride carbonica in metano, il componente principale del gas naturale. I ricercatori sono partiti da un processo già esistente da molto tempo, dove la CO2 viene convertita in metano, e lo ha semplificato ed ottimizzato.

In questo modo i ricercatori sono stati capaci di ridurre non solo i materiali necessari per l'escuzione della reazione, ma anche l'energia necessaria per alimentarla, così da poter abbattere in ultima istanza il prezzo di vendita del gas generato con questo metodo.

A rendere possibile il processo è un agente chimico noto con il nome di EEMPA e si tratta di un solvente sviluppato proprio dal PNNL che cattura la CO2 dai gas di combustione delle centrali elettriche, legando il gas serra in modo che possa essere convertito in sostanze chimiche utili. Da tempo sono noti metodi per catturare la CO2 e convertirla in metano, ma la maggior parte di essi richiede temperature troppo elevate che portano a costi poco sostenibili per un impiego commerciale su larga scala.

Jotheeswari Kothandaraman, principale autore dello studio, ha dichiarato: "In questo momento una grande porzione del gas naturale usato negli USA deve essere estratto dal terreno. Si prevede che la domanda aumenterà nel tempo, anche nell'ambito delle misure di mitigazione dei cambiamenti climatici. Il metano prodotto da questo processo, realizzato utilizzando CO2 di scarto e idrogeno da fonti rinnovabili, potrebbe offrire un'alternativa per i servizi e i consumatori che cercano gas naturale con componente rinnovabile e minore impronta di carbonio.

Non solo metano: si punta a produrre plastica dalla CO2

I ricercatori hanno pertanto deciso di approfondire le possibilità di impiego di EEMPA per la conversione dell'anidride carbonica in metano, studiando le basi molecolari della reazione e valutando in seguito il costo di esecuzione del processo su larga scala sperimentandolo in una centrale elettrica da 550 megawatt.

In maniera convenzionale chi opera un impianto di produzione dell'energia ha la possibilità di catturare la CO2 usando solventi speciali che assorbono i gas di scarico prima che vengano emessi dalle ciminiere. Questi solventi però hanno solitamente un contenuto in acqua relativamente alto, rendendo più difficile la conversione del metano. Al contrario l'uso di EEMPA riduce l'energia necessaria per alimentare la reazione e i risparmi derivano dalla capacità di tale solvente di poter scindere la CO2 più facilmente, rendendo necessaria meno pressione per eseguire la conversione.

Inoltre, sempre usando metodi convenzionali, la CO2 viene normalmente estratta dai solventi ricchi di acqua e inviata altrove per essere convertita o immagazzinata nel sottosuolo. Il metodo messo a punto dai ricercatori del PNNL consente invece la conversione in loco, aiutando a ridurre ulteriormente i costi. I ricercatori sottolineano che la reazione è capace di convertire oltre il 90% della CO2 in metano. EEMPA è invece capace di catturare oltre il 95% della CO2 emessa nei gas di scarico. Il nuovo processo emette anche calore, fornendo vapore per ulteriore generazione di energia. Ovviamente l'impronta finale di gas serra dipende dalla destinazione d'uso del metano generato in questo modo.

L'impiego dell'EEMPA nelle centrali elettriche potrebbe ridurre il prezzo della cattura del carbonio del 19% rispetto ai costi industriali attuali. Inoltre rispetto ai metodi convenzionali per la conversione di CO2 in metano, tale processo richiede un investimento iniziale inferiore del 32%. I costi di funzionamento e manutenzione si riducono inoltre del 35% e il prezzo di vendita del gas naturale in ultima istanza si riduce del 12%.

Il metano ha molte possibilità applicative, dall'uso domestico ai processi industriali, ma le mire di Kothandaraman sono altrove: "Sarò felice quando riuscirò a far funzionare questo processo per il metanolo con la stessa efficienza che ha ora per il metano. Questo è il mio obiettivo a lungo termine". Il metanolo ha infatti maggiori ambiti d'impiego rispetto al metano. Ma non è finita qui: il team intende esplorare la possibilità di realizzare plastica dalla CO2 catturata.

15 Commenti
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Paganetor07 Settembre 2021, 13:09 #1
più che altro il metano è un gas serra tanto quanto la CO2 (forse di più, e mi sa che l'unico modo per utilizzarlo sia bruciarlo...
Axel.vv07 Settembre 2021, 13:27 #2
Il metano ha un GWP 25 volte maggiore della CO2.
SpyroTSK07 Settembre 2021, 14:17 #3
Beh perché no?
Per le centrali elettriche sarebbe una manna dal cielo, oltre che pulire ulteriormente i gas di scarico, hanno la possibilità di vendere direttamente un prodotto finito.
F1r3st0rm07 Settembre 2021, 15:25 #4
ma il metano non lo butti in aria lo bruci e rifar partire il ciclo quindi alla fine diminuisci la CO2 che emetti.
Axel.anto07 Settembre 2021, 16:11 #5
Bisogna considerare l'intero ciclo di produzione non solo il risultato finale. Se usi CO2 per produrre un carburante, la CO2 che esso genera dalla combustione non andrà ad incidere sul effetto serra. Se io estraggo 100 tonnellate di CH4 dal suolo, lo brucio e produco 100 tonnellate di CO2, ho aggiunto una nuova quantità di diossido di carbonio, ma se io estraggo dall'atmosfera 100 tonnellate per produrre 100 di metano, la sua combustione andrà a riequilibrare quello estratto senza aver aggiunto nulla.
Sandro kensan07 Settembre 2021, 19:20 #6
Nessun commentatore ha studiato le basi della fisica? Perché non ci si chiede che efficienza ha questo ciclo? Sicuramente di moltissimo inferiore a 1.

Sparo numeri a caso: se si brucia in qualsiasi modo 1 ton di metano si ottiene per la generazione di x kWh, se poi si applica il metodo del recupero della CO2 e la si trasforma in metano usando esattamente x kWh si ottiene molto meno di 1 ton di metano, ma proprio molto meno. Sparando numeri a sentimento, dico 1/10 di tonnellata di metano.

Quindi applicando il metodo dell'articolo partendo da 1 ton di metano e bheruciandolo si arriva a 1/10 di ton di metano. Questo a naso. Quindi si perdono a ogni ciclo il 90% del metano. Efficienza 1/10, 0.1.
aled197407 Settembre 2021, 21:05 #7
io mi sto chiedendo nel mentre quali siano le fonti rinnovabili di idrogeno


ed effettivamente quanto ne serva al netto del bilancio energetico di reazione perchè da CO2 a CH4 non è poi così semplice, solventi o non solventi

ciao ciao
Notturnia07 Settembre 2021, 21:19 #8
sarebbe bello che si facesse su larga scala, avremmo un bilancio zero per quel che riguarda le emissioni in atmosfera visto che si preleva da li e il bilancio è negativo
ma troppi ottusi purtoppo
Cornelius_Astutus07 Settembre 2021, 21:20 #9
Originariamente inviato da: Sandro kensan
Nessun commentatore ha studiato le basi della fisica? Perché non ci si chiede che efficienza ha questo ciclo? Sicuramente di moltissimo inferiore a 1.

Sparo numeri a caso: se si brucia in qualsiasi modo 1 ton di metano si ottiene per la generazione di x kWh, se poi si applica il metodo del recupero della CO2 e la si trasforma in metano usando esattamente x kWh si ottiene molto meno di 1 ton di metano, ma proprio molto meno. Sparando numeri a sentimento, dico 1/10 di tonnellata di metano.

Quindi applicando il metodo dell'articolo partendo da 1 ton di metano e bheruciandolo si arriva a 1/10 di ton di metano. Questo a naso. Quindi si perdono a ogni ciclo il 90% del metano. Efficienza 1/10, 0.1.


Ma tu invece hai studiato fisica? Non lo sai che in fisica non si sparano numeri a sentimento?
Scasc07 Settembre 2021, 22:26 #10
Originariamente inviato da: Cornelius_Astutus
Ma tu invece hai studiato fisica? Non lo sai che in fisica non si sparano numeri a sentimento?


I numeri che ha messo mi sembrano un po' bassi, il numero finale sarà comunque inferiore a 1, semplicemente perchè in caso contrario si violerebbe la prima legge della termodinamica ovvero, in altre parole, si "inventerebbe" il moto perpetuo.

Arrivando all'argomento, a una lettura veloce mi sembra che si parli di catalizzatori i quali aumentano la velocità di una reazione chimica e diminuiscono la temperatura necessaria per innescarla su scala ragionevole.

In questo caso, si avrebbe una leggera diminuzione dei costi del CCS e un prodotto vendibile in output (quindi il CCS diventerebbe un po' più sontenibile dove non ci sono alternative), comunque serve idrogeno in input (la CO2 non contiene idrogeno, il CH4 si) e quindi energia per produrlo, in altre parole niente moto perpetuo.

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