Idrogeno a basse emissioni

NextChem, il collegamento ideale tra il mondo degli elettroni e il mondo delle molecole per la decarbonizzazione dell’industria

L’idrogeno si sta affermando come elemento chiave per la transizione energetica. L’idrogeno, infatti, si posiziona al centro delle sfide legate al riscaldamento globale e le sue caratteristiche lo rendono un vettore energetico fondamentale, in quanto è utilizzabile come combustibile e come feedstock in molti processi industriali, è immagazzinabile e trasportabile per lunghe distanze.

Secondo le previsioni pubblicate a novembre 2021 dall’Hydrogen Council, entro il 2050 la domanda di idrogeno rinnovabile o a basse emissioni potrebbe raggiungere circa 660 milioni di tonnellate, costituendo il 22% della domanda energetica finale a livello globale. Avrà un ruolo chiave nel processo di decarbonizzazione, può essere utilizzato nel settore dei trasporti, come materia prima in diversi settori industriali come quello siderurgico o chimico, o come building block per la produzione di molteplici prodotti, quali i fertilizzanti.

Nel 2020 la domanda globale di idrogeno ha raggiunto le 90 Mt, soddisfatta per la quasi totalità da una produzione da reforming del gas naturale, dalla gassificazione del carbone e dalla lignite. Nello stesso anno la produzione di idrogeno, data la presenza dominante di fonti fossili, ha emesso 900 Mt di emissioni climalteranti in atmosfera (IEA, 2021).

Per fare fronte alle sfide globali legate alla decarbonizzazione dell’industria tramite l’utilizzo dell’idrogeno, NextChem ha adottato un business model unico, capace di rispondere ai bisogni del nuovo mercato dell’idrogeno in via di sviluppo. Facendo leva sulle capacità del gruppo Maire Tecnimont, NextChem si posiziona sia come project developer e co-investitore nelle fasi di sviluppo dei progetti, come industrializzatore ed integratore di tecnologie innovative e, infine, come EPC contractor nelle fasi di realizzazione.

Grazie alle competenze tecniche proprie di una società di ingegneria leader nel settore dell’energia, della petrolchimica e dei fertilizzanti, Maire Tecnimont rappresenta il legame ideale tra il mondo delle rinnovabili e il mondo dell’industria di processo e si posiziona, tramite NextChem, come il partner ottimale per ogni tipo di progetto end-to-end legato alla decarbonizzazione dei processi industriali.

In particolare, per quanto riguarda i progetti che coinvolgono la produzione e l’utilizzo di idrogeno rinnovabile o a basse emissioni, l’offerta di NextChem si articola su diversi livelli:

• Partecipazione all’investimento durante la fase di project development
• Modellizzazione tecnico-economico-finanziaria di un business case tramite l’utilizzo di ArcHy, Architectural modeling tool for Hydrogen systems sviluppato in proprio
• Esecuzione di studi di fattibilità e FEED
• Simulazione dinamica del funzionamento di impianto tramite l’utilizzo di HyPer (Hydrogen Performance simulator), modello di performance proprietario in grado di simulare il comportamento e l’output di un impianto Power to X
• Realizzazione in EPC di impianti end-to-end
• Integrazione di tecnologie e soluzioni proprietarie tra le quali Idrogeno Blu Elettrico^TM, Idrogeno Circolare, Idrogeno verde, Small Scale Green Ammonia

Grazie all’organizzazione del Gruppo che integra diverse società con specifiche competenze, Maire Tecnimont attraverso NextChem è in grado di sviluppare, ingegnerizzare e realizzare soluzioni a base di idrogeno rinnovabile che includono l’intera catena del valore. L’offerta di NextChem, infatti, va dalla realizzazione di impianti di produzione di energia rinnovabile (solare ed eolico, attraverso Neosia Renewables), fino ad impianti di produzione di composti chimici ad alto valore aggiunto che utilizzano l’idrogeno rinnovabile o a basse emissioni come feedstock.

NextChem propone tre tecnologie per la produzione di tre differenti tipologie di idrogeno low carbon e da fonte rinnovabile, che consentono un’importante riduzione delle emissioni.

Il primo è l’Idrogeno Blu Elettrico^TM, basato su un know- how tradizionale ma che prevede l’utilizzo di energia elettrica per alimentare le reazioni endotermiche del reforming del metano a vapore. L’architettura dell’Idrogeno Blu Elettrico^TM è molto simile a quella dello steam reformer ma l’innovazione, oltre alla cattura della CO₂ , è l’elettrificazione del processo, a cui si aggiunge anche la possibilità di utilizzare energia da rinnovabili per fornire il calore di reazione. L’ Idrogeno Blu Elettrico^TM consente di ridurre del 45% le emissioni di CO₂ rispetto al sistema tradizionale. Inoltre, grazie ad un efficace processo di cattura della CO₂ , realizzato con una più alta pressione parziale, è possibile ottenere una ulteriore riduzione della CO₂ emessa e l’energia necessaria per il processo è inferiore.

Questa tecnologia consente di:

• raggiungere zero emissioni di NO_X, CO, SO_x e particolato
• ridurre del 45% le emissioni di CO₂
• produrre con la stessa quantità di energia volumi di idrogeno quattro volte maggiori rispetto ad un elettrolizzatore
• ridurre lo spreco energetico.

Per quanto riguarda l’Idrogeno verde prodotto da elettrolisi dell’acqua e da fonti rinnovabili, NextChem ha accesso a tutte le tecnologie della catena di produzione disponibili sul mercato ed è in grado di ottimizzarne l’integrazione in ogni tipo di processo chimico e petrolchimico. L’elettrolisi dell’acqua è un processo elettrochimico che consente di trasformare l’energia elettrica in energia chimica. È la versione più sostenibile di produzione dell’idrogeno, i cui costi di fornitura energetica da FER e dell’elettrizzatore stanno decrescendo nel tempo, anche se l’utilizzo di energia da FER e relativa discontinuità di fornitura energetica hanno effetto diretto sui costi produttivi, ancora troppo alti rispetto ai costi di produzione dell’idrogeno grigio. Nonostante ciò, l’interesse verso la tecnologia è crescente, l’idrogeno verde compete sia con i combustibili fossili che con le altre sfumature di idrogeno, perché è l’unica opzione zero-carbon. Per una diffusa applicazione dell’idrogeno, è necessario produrne un volume tale da soddisfare la domanda dei processi industriali, sfruttando le sinergie settoriali, investendo sulla dimensione dei costi e fornendo flessibilità al sistema energetico. È importante che i principali attori siano gli EPC contractor, in quanto conoscono ogni fase dei singoli processi e le tecnologie funzionali alla produzione.

NextChem sta sviluppando diversi progetti per la produzione di idrogeno verde e la sua integrazione in processi chimici decarbonizzati, tra i quali la realizzazione di un impianto negli Stati Uniti con Enel Green Power North America, Inc. (EGPNA). Il progetto in questione prevede una fornitura di energia rinnovabile dall’impianto solare di EGPNA in America per la produzione di idrogeno verde da fornire ad una bio- raffineria (Per leggere il comunicato stampa clicca qui). Nel 2021 NextChem e MYTILINEOS hanno firmato un accordo per attività di ingegneria per lo sviluppo di un impianto di produzione di idrogeno verde via elettrolisi in Italia. L’impianto fornirà gli acquirenti locali un’alternativa di vettore energetico carbon neutral che potrebbe consentire una reale decarbonizzazione dei settori hard to abate (Per leggere il comunicato stampa clicca qui).

Un percorso complementare che NextChem sta sviluppando di fronte alla necessità di una produzione di idrogeno low carbon è quello rappresentato dall’Idrogeno Circolare^TM. L’idrogeno circolare viene prodotto da syngas, ottenuto dalla conversione chimica del carbonio e dell’idrogeno contenuti nei rifiuti plastici e secchi non riciclabili (nel Combustibile Solido Secondario, nella frazione secca dei rifiuti solidi urbani, nei materiali plastici non riciclabili o nei materiali di scarto di operazioni di riciclo).

L’Idrogeno Circolare^TM ha significativi vantaggi ambientali in quanto può contribuire a risolvere il problema dei rifiuti non riciclabili, ad oggi mandati all’incenerimento o smaltiti in discarica. I costi di produzione sono competitivi rispetto all’idrogeno tradizionale. La sinergia tra i due settori, quello della gestione e dello smaltimento dei rifiuti e quello dell’industria chimica, si traduce in una tecnologia molto promettente, che ben si adatta ai principi dell’economia circolare e che consente di ottenere una riduzione complessiva dell’impatto ambientale elevata, se confrontata con l’approccio tradizionale dell’incenerimento e della sintesi convenzionale di sostanze chimiche da materie prime fossili. Gli impianti per la produzione di idrogeno circolare potrebbero essere collocati nei tradizionali siti industriali energy-intensive, come le raffinerie, contribuendo alla loro decarbonizzazione, o vicino agli impianti di smistamento dei rifiuti ottimizzando i processi logistici nell’ottica di ridurre l’impronta carbonica anche dei trasporti.

Per maggiori informazioni sulla tecnologia Waste to Chemical: Waste to Chemical | Nextchem

NextChem ha inserito e integrato la tecnologia Waste to Chemical nel modello del Distretto Circolare Verde. Per scoprire di più sulla tecnologia e sul modello visita il sito https://www.distrettocircolareverde.it/tecnologie/

Per maggiori informazioni: hydrogen@nextchem.it