Utilizzando un nuovo concetto per la cattura della CO2 che impiega la tecnologia di recupero del calore rinnovabile, il fabbisogno energetico per la cattura di CO2 dai cementifici è ridotto di tre quarti, come risulta dai calcoli effettuati da SINTEF Industry in Norvegia e Politecnico di Milano, Italia. Il sistema può essere installato in tutti gli impianti industriali che emettono gas di scarico contenenti CO2. Credito:Thinkstock
Catturare il gas serra CO2 da processi industriali come la produzione di cemento è un esercizio impegnativo e quindi costoso. Però, introducendo nel sistema di captazione una pompa di calore alimentata da fonti rinnovabili, l'energia necessaria per catturare la CO2 è ridotta di tre quarti.
Questa dovrebbe essere una buona notizia per il clima, poiché la produzione di cemento è responsabile del 6% delle emissioni mondiali di CO2. Questo è più della produzione combinata di tutti gli aerei del mondo. Tra l'altro, questo ha spinto il Partito Socialista della Sinistra Norvegese a lanciare l'idea di creare un mercato per il cemento prodotto a zero emissioni.
La nuova tecnologia di pulizia in fase di lancio può essere comunque utilizzata in tutti i processi industriali che emettono CO2 nei gas di scarico, come la produzione di cemento, metallurgia, incenerimento dei rifiuti e centrali elettriche a carbone.
Combinazione di diverse tecnologie
I calcoli e il metodo provengono da SINTEF Industria e Politecnico di Milano, che è riuscita a ridurre il consumo di energia durante la cattura e la pulizia della CO2 (scrubbing) utilizzando la cosiddetta tecnologia SARC. SARC sta per "Swing Adsorption Reactor Cluster". Si tratta di un processo di cattura della CO2 che combina l'uso di una pompa di calore e di una pompa del vuoto per ridurre il consumo di energia durante la rimozione della CO2 dai gas di scarico.
In pratica ciò significa che viene recuperato il calore generato nella reazione chimica che avviene durante la cattura della CO2. Viene quindi riutilizzato nel processo più dispendioso in termini di energia in cui la CO2 viene rilasciata dalla sostanza chimica (l'adsorbente) che ha rimosso la CO2 nella prima fase.
Credito:Doghouse/Knut Gangåssæter
Ciò avviene mediante la tecnologia della pompa di calore. Inoltre il desorbimento è soggetto a moderata diminuzione di pressione, che consente alla pompa di calore di funzionare in modo più efficace, e quindi migliorandone l'efficienza energetica. (Vedi illustrazione)
Di conseguenza, una grande quantità di calore viene trasferita tra i due reattori nel processo, e il costo energetico si riduce notevolmente.
Adatto per il retrofit in installazioni esistenti
I test sono ancora in corso per determinare quale adsorbente cattura la CO2 in modo più efficace. Tra l'altro, test efficaci sono stati ottenuti utilizzando polietilenimmina (PEI) e adsorbenti a base di metalli alcalini, entrambi in polvere.
Sia la pompa di calore che la pompa del vuoto utilizzate nel processo SARC sono alimentate dall'elettricità. Ciò semplifica il retrofit di un'installazione di lavaggio alle fonti di scarico esistenti, se necessario, in contrasto con molte altre tecnologie che richiedono una complessa integrazione del calore o un'ulteriore generazione di vapore.
SINTEF sta ora lavorando per stimare il costo dell'integrazione della tecnologia SARC in tre settori specifici:produzione di cemento, produzione di energia da rifiuti e produzione di energia da carbone. L'obiettivo è dimostrare il concetto in un nuovo progetto finanziato dal programma CLIMIT.
CLIMIT è il programma nazionale norvegese per la ricerca, sviluppo e dimostrazione di tecnologie per la cattura, gestione e smaltimento della CO2 in relazione alla generazione di energia a gas da combustibili fossili.
