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Ti sei mai chiesto quale sia l'impatto sul carbonio della coltivazione della tua cena? Gli scienziati hanno appena escogitato un nuovo modo per calcolarne una parte.
Un ingrediente importante nella produzione di fertilizzanti per la produzione alimentare mondiale, l'ammoniaca contribuisce anche in modo significativo alle emissioni mondiali di gas serra e all'uso di combustibili fossili. Di recente, gli scienziati dell'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) hanno modellato quanto costerebbe utilizzare metodi più rispettosi dell'ambiente che emettono meno carbonio per produrre ammoniaca.
L'ammoniaca è prodotta principalmente dal reforming del gas naturale, un processo che contribuisce alle emissioni in atmosfera sia di anidride carbonica che di metano. "L'obiettivo finale è utilizzare energia rinnovabile o nucleare e idrogeno pulito per produrla", ha affermato Amgad Elgowainy, scienziato senior di Argonne.
Elgowainy e i suoi colleghi hanno utilizzato il modello dei gas serra, delle emissioni regolamentate e dell'uso dell'energia nelle tecnologie (GREET) di Argonne per stimare l'impatto ambientale della produzione di ammoniaca da varie fonti energetiche. Quindi, hanno utilizzato un modello tecnoeconomico per esaminare il costo di due diversi modi in cui l'ammoniaca potrebbe essere prodotta in modo più sostenibile.
Il primo modo evita parte del rilascio di carbonio catturando una certa percentuale del carbonio prodotto e quindi immagazzinandolo in formazioni geologiche. Questo percorso tecnologico può essere implementato a costi relativamente bassi, poiché il costo totale per produrre l'ammoniaca aumenta solo di circa il 20%.
Nell'altro percorso quasi a zero emissioni di carbonio, l'acqua viene elettrolizzata per produrre idrogeno, che viene poi accoppiato con l'azoto per produrre ammoniaca. "L'uso di energia rinnovabile o nucleare per dividere l'acqua tramite l'elettrolisi ci offre un modo per produrre ammoniaca senza quasi alcun impatto di carbonio", ha affermato Elgowainy. "Detto questo, il costo per farlo è attualmente superiore al percorso di cattura del carbonio".
Secondo Elgowainy, c'è spazio significativo per la riduzione dei costi della tecnologia dell'elettrolisi che potrebbe eventualmente rendere il percorso dell'elettrolisi dell'acqua più competitivo in termini di costi. "La ricerca in questo settore potrebbe finire per cambiare il mercato in modo significativo, ma serviranno investimenti per sviluppare e aumentare la produzione delle tecnologie di elettrolisi", ha affermato. "Con la riduzione dei costi e il miglioramento dell'efficienza per raggiungere l'obiettivo del DOE di $ 1/kg di idrogeno pulito, il percorso dell'elettrolisi potrebbe consentire un modo conveniente e quasi privo di emissioni di carbonio per produrre ammoniaca".
Un documento basato sullo studio è apparso nel numero del 13 maggio di Green Chemistry . + Esplora ulteriormente
