Il carbone sta diventando sempre meno nel mix energetico europeo. Di anno in anno diminuisce l’interesse per la ricerca sul suo utilizzo economico. Gli scienziati dell’Istituto Centrale Minerario – Istituto Nazionale di Ricerca si sono preparati da tempo a questi cambiamenti e hanno avviato nuove direzioni di ricerca utilizzando la loro infrastruttura scientifica.
Il Laboratorio di Impianti Sperimentali del Centro per le Tecnologie del Carbone Pulito (CCTW) è dotato di una serie di reattori di grandi dimensioni per il trattamento termochimico dei combustibili solidi. Fino a poco tempo fa gassificavano il carbon fossile proveniente dalla Polonia e da varie parti del mondo, tra cui Galles, Slovenia, Grecia e Romania. Allo stesso tempo, l’interesse per il lavoro di ricerca nel campo della lavorazione del carbone sta chiaramente diminuendo, ma ciò non significa la fine delle attività scientifiche che si svolgono da anni a Mikov.
– Cerchiamo collegamenti tra i modi tradizionali di utilizzo del carbone nelle tendenze legate all’energia e le fonti di energia rinnovabile, tra cui: con l’idrogeno. Non siamo soli in questo senso. Anche i centri di ricerca in Europa hanno deciso di intraprendere questa svolta e grazie a ciò possiamo collaborare alla ricerca innovativa sull’energia del futuro – spiega il Dr. Krzysztof Kapusta, responsabile del Laboratorio di installazioni sperimentali CCTW presso GIG-PIB.
E HydroMine è uno di questi progetti. Il suo impatto è lo sviluppo di un processo di trattamento dei rifiuti urbani incentrato sulla produzione di idrogeno basato su un innovativo processo di gassificazione dei pozzi combinato con tecnologie avanzate di separazione del gas.
Il Dr. Christoph Kapusta presenta un reattore al carbonio appositamente adattato per questo nuovo tipo di ricerca.
Lo scopo del progetto è quello di sviluppare le basi per una tecnologia innovativa per la gassificazione della frazione ad alta energia dei rifiuti urbani, il combustibile derivato dai rifiuti (CDR). Pertanto, miriamo a produrre gas che contenga un’alta percentuale di idrogeno. La tecnologia di gassificazione in fase di sviluppo si basa sul metodo del pozzo applicato in un letto fisso di grandi volumi e si basa su tecniche ed esperienze precedentemente acquisite nel campo della gassificazione del carbone in situ, ovvero sul posto. Spiega che per separare l’idrogeno dal gas ottenuto mediante gassificazione verranno utilizzate tecnologie avanzate di membrana e assorbimento, nonché l’arricchimento catalitico del plasma.
L’idrogeno svolge un ruolo importante nell’industria poiché viene utilizzato in molti processi chimici di base, come la raffinazione del petrolio, la produzione di ammoniaca e metanolo e come combustibile per le celle a combustibile nei trasporti moderni. Attualmente, la maggior parte dell’idrogeno mondiale è prodotto da combustibili fossili, principalmente mediante steam reforming del gas naturale. Il mercato globale della generazione di idrogeno è stato valutato a 135,94 miliardi di dollari nel 2021 e si prevede che crescerà fino a 219,2 miliardi di dollari entro il 2030.
– Pertanto, i rifiuti urbani, in particolare la loro frazione ad alto contenuto energetico – CDR, sono considerati una potenziale materia prima per il processo di gassificazione finalizzato alla produzione di gas ad alto contenuto di idrogeno. Tuttavia, la gassificazione del combustibile RDF nei reattori di gassificazione commerciale deve affrontare una serie di difficoltà legate principalmente alla necessità di preparare adeguatamente la materia prima per il processo e all’instabilità dei parametri fisici e chimici del combustibile RDF nel tempo. La tecnologia proposta nel progetto eviterà difficoltà e addirittura eliminerà una serie di processi che preparano le materie prime alla gassificazione – spiega il dott. Krzysztof Kapusta.
La tecnologia in fase di sviluppo si adatta perfettamente anche ai presupposti di un’economia a circuito chiuso, poiché l’idrogeno prodotto nel processo HydroMine può essere riutilizzato in formulazioni chimiche, ad esempio metanolo, ammoniaca o plastica.
– La scienza può ancora trarre vantaggio dall’infrastruttura scientifica e di ricerca di GIG-PIB e dai lavori sotterranei delle miniere chiuse. Chi conosci? Forse le ex miniere di carbone diventeranno impianti di idrogeno su larga scala? Forse è una questione del futuro, ma la cosa più importante è che ci sono idee che ora generano soluzioni concrete – riassume il Dr. Krzysztof Kapusta.
Il progetto HydroMine è finanziato dal Fondo di ricerca sul carbone e l’acciaio, periodo di attuazione del progetto 2023-2026. Il consorzio del progetto è composto da due partner locali: il Central Mining Institute – Istituto Nazionale di Ricerca e la Fondazione MASTER per i rifiuti e l’energia e cinque istituzioni straniere: GFZ Helmholtz Center Potsdam (Germania), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-ITM, Italia), Università di Mons (Belgio), Materia Nova (Belgio), Ibas (Belgio). GIG svolge il ruolo di coordinatore nel progetto HydroMine.
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