mercoledì, 04 Agosto 2021

Come viene ristrutturata una vecchia centrale elettrica per l’economia dell’idrogeno

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Parlando di tempi che cambiano, un vecchio impianto di gassificazione a West Terre Haute, nell’Indiana, sta ottenendo una nuova vita. L’impianto userà il coke di petrolio e la biomassa al fine di produrre idrogeno per creare energia; inoltre, catturerà e sequestrerà anche la CO2 risultante. Quanto è realistico questo obiettivo e quanto è pulito il processo?

Gli sviluppatori dicono che è fattibile. L’idrogeno sarà separato e l’energia risultante dovrebbe essere venduta a generatori di corrente e a produttori di prodotti chimici. Utilizzando un processo proprietario, la CO2 verrà catturata e sepolta. È uno sforzo redditizio, aggiungono gli sviluppatori, perché sta riutilizzando un bene esistente. Il progetto ha ricevuto sia finanziamenti che crediti d’imposta federali. «Per tutti questi motivi questo è un progetto di energia pulita che è probabile che vada avanti», afferma Beth Carter, senior business manager per l’idrogeno pulito presso Honeywell, in una conversazione Zoom. «Questi progetti sono disponibili in commercio oggi. La transizione energetica non è qualcosa che accadrà tra un decennio o due, stiamo mostrando al mondo che sta accadendo ora e che è importante». È una doppia operazione tra le tecnologie Wabash Valley Resources LLC e Honeywell UOP per catturare e sequestrare fino a 1,65 milioni di tonnellate di CO2 all’anno. Sebbene abbiano ricevuto finanziamenti dal “Programma di stoccaggio del carbonio” del Dipartimento dell’energia, le società hanno affermato che questa è una piccola percentuale del costo complessivo di 600 milioni di dollari. Nel frattempo, la conversione dell’impianto di gassificazione è iniziata nel 2020 e gli sviluppatori si aspettano che l’impianto ristrutturato genererà 300 megawatt di elettricità con emissioni nette di CO2 nel 2024. La Wabash River Generating Station era una centrale elettrica a carbone da 972,7 megawatt gestita da Duke Energy Indiana. Ma un giudice federale aveva ordinato di cessare l’attività nel 2009 per violazioni del Clean Air Act. Una corte d’appello federale ha successivamente annullato tale decisione e ha permesso a Duke di riavviare le unità, anche se queste si sono chiuse nuovamente nel 2016. Tuttavia, una singola unità funziona ancora come generatore alimentato a gas naturale. Il restyling fa parte di uno sforzo più ampio per entrare nell’era dell’idrogeno. La Fuel Cell and Hydrogen Energy Association stima che l’economia dell’idrogeno possa generare entrate per $ 140 miliardi all’anno, creando anche 700.000 posti di lavoro negli Stati Uniti entro il 2030. Ai tassi di crescita previsti, i ricavi potrebbero essere di $ 750 miliardi all’anno, mentre i posti di lavoro potrebbero raggiungere 3,4 milioni di posti di lavoro entro il 2050.

Azzeramento dei costi

Un impianto avanzato e ristrutturato potrebbe pulire il mercurio, l’ossido di azoto e l’anidride solforosa prima di separare i sottoprodotti rimanenti: anidride carbonica, monossido di carbonio e idrogeno, che potrebbero essere utilizzati per gestire qualsiasi cosa, dalle automobili alle centrali elettriche fino alla produzione di ammoniaca. La Boundary Dam a Estevan, Saskatchewan, Canada, ad esempio, è stato il primo progetto commerciale di cattura del carbonio al mondo. Per quanto riguarda Honeywell, è stato affermato che la sua tecnologia può rimuovere quasi tutta la CO2 e immagazzinarla permanentemente in rocce porose nel bacino dell’Illinois. A livello globale, sono in funzione 17 progetti di cattura e stoccaggio del carbonio su larga scala, secondo il Global CCS Institute. Altri sono ora in costruzione. Complessivamente, queste iniziative sequestrerebbero circa 40 milioni di tonnellate all’anno di CO2. Quelle attuali stanno catturando una quantità decisamente modesta delle emissioni complessive di intrappolamento del calore. Tuttavia, entro il 2050 sarà necessario catturare almeno 6 miliardi di tonnellate di CO2 per mantenere le temperature in linea con l’accordo sul clima di Parigi, aggiunge l’Agenzia internazionale per l’energia. Statoil, ad esempio, sta immettendo 1 milione di tonnellate di CO2 all’anno in una falda acquifera salina nelle profondità del Mare del Nord per migliorare il recupero del petrolio. Nel frattempo, ConocoPhillips, General Electri GE e RoyalDutchShell Corp. stanno spendendo miliardi per sviluppare la cattura e il sequestro del carbonio. I potenziali affari stanno diventando fattibili grazie a un vantaggio fiscale noto come 45Q, che dà un credito di $ 50 per tonnellata per la CO2 che viene sepolta e $ 35 per tonnellata per la CO2 che viene riutilizzata. «L‘integrazione della biomassa ci consente di essere net-zero in base al ciclo di vita», afferma Dan Williams, amministratore delegato delle Wabash Valley Resources a Terre Haute, durante la chiamata Zoom. «Deve essere replicato», aggiunge, se il Paese vuole raggiungere i suoi obiettivi di riduzione di CO2. Sostiene l’uso del “petcoke” derivato dalla raffinazione del petrolio come materia prima, osservando che viene generalmente smaltito come prodotto di scarto ma che ora entrerà a far parte del ciclo dell'”energia pulita”. Senza dubbio, i critici prenderanno per pazzi i creatori di questo progetto. Per cominciare, questi affermano che le risorse potrebbero essere investite meglio nello sviluppo di energie rinnovabili. Inoltre, l’IEA Clean Coal Center sostiene che catturare e immagazzinare CO2 richiede enormi quantità di energia. Ciò può diventare proibitivo in termini di costi e può causare un aumento del costo dell’elettricità fino all’80%. Allo stesso tempo, dicono che produrre idrogeno da combustibili fossili è troppo sporco. Invece di utilizzare tale “idrogeno grigio”, l’attenzione deve essere rivolta all'”idrogeno verde” prodotto dal vento e dal solare, un processo che utilizza elettrolizzatori per separare l’idrogeno e l’ossigeno dall’acqua in cui si trova.

La curva di apprendimento

In particolare, ogni anno vengono create 70 milioni di tonnellate di idrogeno: incredibilmente, il 98% di tale produzione proviene dall’utilizzo di fonti ad alta intensità di carbonio. Le energie rinnovabili, al contrario, sono illimitate e gratuite: un forte incentivo a passare all'”idrogeno verde”. È importante sottolineare che se i combustibili fossili vengono utilizzati come materia prima per creare idrogeno e se le emissioni di CO2 vengono catturate e sepolte, si parla di “idrogeno blu” – il tipo di impianto previsto da Wabash Valley Resources. C’è un ruolo per l’idrogeno blu? «Rimanda solo il problema. Perpetua la menzogna», afferma Andrew Forrest, fondatore dell’Australia’s Fortescue Metals Group, durante un recente webinar. L’International Renewable Energy Agency afferma che le perdite di energia si verificano quando l’idrogeno viene prodotto e trasportato: fino al 70% del contenuto energetico può andare perduto, anche se tale cifra è meno consequenziale se l’idrogeno viene creato dall’energia solare, abbondante e gratuita. L’agenzia conclude che per unità di energia, i costi di fornitura dell’idrogeno sono ora da 1,5 a 5 volte quelli del gas naturale. Aggiunge che la curva di apprendimento legata alla creazione dell’idrogeno è ripida ma ne vale la pena, indipendentemente dal carburante utilizzato. Questo perché tutto contribuisce ad espandere l’infrastruttura che porterà l’idrogeno dove viene consumato. Ciò ridurrà la necessità di nuovi investimenti infrastrutturali, accelerando la transizione da “idrogeno grigio” a “idrogeno verde”. Prendiamo il Los Angeles Department of Water and Power, che acquisterà energia dal cosiddetto Intermountain Power Project nello Utah che genererà idrogeno verde da eolico e solare: l’impianto si trasformerà da impianto a carbone a impianto a ciclo combinato a gas naturale che può anche bruciare l’idrogeno come combustibile. Entro il 2025, il 30% dell’elettricità proverrà dall’idrogeno verde, ed entro il 2045 si raggiungerà il 100%. Inoltre, una cupola di sale situata in loco conserverà l’idrogeno. Quando è necessario quel carburante, è possibile accedervi mentre l’elettricità viene trasportata a Los Angeles tramite l’infrastruttura di trasmissione esistente. Per quanto riguarda Wabash Valley Resources, «In Indiana, è stata approvata una legislazione statale a sostegno di questo progetto», afferma Williams. «L’Indiana non ha molto eolico e solare, questo tipo di progetto è molto importante». Mentre la cattura e il sequestro del carbonio si stanno rivelando sia sfuggenti che costosi, la realtà è che il carbone e il gas naturale costituiscono il 58% della torta di produzione di elettricità degli Stati Uniti. Raggiungere i nostri obiettivi climatici richiede l’isolamento della CO2 e l’aumento della produzione di idrogeno verde. Ciò avverrà, tuttavia, con un prezzo elevato, un costo che potrebbe essere ripagato se le tecnologie avanzano e iniziano a produrre risultati significativi.

Articolo a cura di Ken Silverstein, Forbes

Traduzione a cura di Gabriel De Gaetano

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