Cina: l’idrogeno da idrocarburi è ecologico? 

Ecco una domanda che ultimamente emerge sempre più spesso nelle conversazioni: si può definire “verde?” Idrogeno derivato da combustibili fossili? Molte persone dicono subito “no” senza entrare nei dettagli del processo. Ma in pratica, tutto non è così semplice, soprattutto se si guarda a ciò che accade realmente nelle fabbriche e non negli schemi ideali.

Dove nasce il “blu”? idrogeno

Quando in Cina si parla di idrogeno ricavato da idrocarburi, spesso si intende il reforming del metano con vapore (SMR) o la gassificazione del carbone. Le tecnologie sono vecchie e collaudate. Il problema principale è la CO2. Se viene semplicemente rilasciato nell'atmosfera, non si tratta di rispetto dell'ambiente. La parola chiave qui ècattura e stoccaggio del carbonio(CCS). Senza questo, l’intero processo perde il suo significato in un’ottica “green”. transizione.

Ho visto installazioni in cui si tentava di implementare la CCS in un impianto di produzione già funzionante. La difficoltà non risiede tanto nella tecnologia di cattura in sé, ma nella logistica e nello stoccaggio. Dove dovrebbe andare questa CO2? Ci sono opzioni: iniezione nei giacimenti petroliferi per migliorare il recupero del petrolio o in formazioni geologiche profonde. Ma ciò richiede infrastrutture enormi e, soprattutto, una geologia adatta vicino all’impianto. Non è disponibile ovunque.

Uno dei progetti che viene spesso ricordato a questo proposito è il lavoroChengdu Yizhi Technology Co.(il loro sito web èyzkjhx.ru). Non sono solo teorici, sono un istituto di design con un capitale sociale di 120 milioni di yuan, fondato da Huaxi Technology. La loro specificità sono proprio le soluzioni ingegneristiche integrate per l'industria chimica. Quando si avvicinano all’idrogeno, guardano all’intero ciclo, dalla selezione delle materie prime e dalla tecnologia di conversione ai sistemi di purificazione del gas e, soprattutto, all’integrazione delle unità di cattura del carbonio. Non si tratta semplicemente di acquistare una licenza, ma di progettare un sistema che funzionerà nelle condizioni specifiche di un particolare impianto.

Insidie ​​pratiche e? grigio? zona

In teoria, tutto sembra a posto con CCS. In pratica, l’efficienza dell’impianto diminuisce: viene spesa energia aggiuntiva per catturare e comprimere la CO2, spesso la stessa energia ottenuta dai combustibili fossili. Nasce un paradosso: per rendere l’idrogeno “più puro”, è necessario bruciare più carburante. Il bilancio energetico diventa il principale ostacolo.

Un'altra sfumatura raramente menzionata nei comunicati stampa è la purezza del metano originale. In Cina, una parte significativa del metano destinato all'industria non è gas naturale perfettamente puro, ma gas di petrolio associato o gas di cokeria. Oltre al metano, contengono un sacco di impurità: idrogeno solforato, mercaptani, idrocarburi pesanti. Prima della conversione, tutto questo deve essere rimosso, altrimenti il ​​catalizzatore verrà rapidamente avvelenato. I processi di pulizia comportano anche consumo di energia e rifiuti. Si scopre che la compatibilità ambientale del prodotto finale dipende fortemente dalla “purezza?” proprio l'inizio della catena.

Ho avuto esperienza in un impianto in cui hanno provato a utilizzare il gas di carbone. I problemi iniziarono nella fase di preparazione della sospensione di carbone polverizzato. E quando si trattava di sistemi per purificare il gas di sintesi dallo zolfo e dalle particelle, i costi di manutenzione e sostituzione degli assorbenti divoravano tutta la fattibilità economica. Il progetto è stato infine riorientato su altri compiti. Questo è un tipico esempio di quando gli indicatori di laboratorio vengono violati dalla realtà dell'operazione.

L'idrogeno come parte del sistema, non come una bacchetta magica

Un errore comune è considerare l’idrogeno da solo. La sua compatibilità ambientale viene valutata nel contesto dell'uso finale. Diciamo che abbiamo prodotto idrogeno catturando il 90% di CO2. Ma se poi viene inviato a una raffineria di petrolio per l'idrotrattamento e il prodotto di questo trattamento è la normale benzina, che viene bruciata nei motori, il quadro generale del clima non cambierà molto. L’idrogeno qui è solo un agente intermedio in una catena che nel complesso rimane ad alta intensità di carbonio.

Un altro discorso è l’utilizzo nell’industria, dove non esistono alternative dirette alla decarbonizzazione. Ad esempio, nella produzione di ammoniaca o metanolo. Ecco un sostituto del tradizionale idrogeno “grigio” con il “blu”? (lo stesso degli idrocarburi con CCS) dà un effetto immediato e significativo nella riduzione delle emissioni in una particolare impresa. Sono proprio questi settori su cui vale la pena scommettere innanzitutto, e non sui trasporti sparsi.

Alle aziende piaceChengdu Yizhi Technology Co.Si concentrano solo su soluzioni sistemiche e specifiche del settore. Il loro approccio non è quello di vendere un’installazione magica, ma di analizzare l’intero ciclo di processo del cliente e suggerire dove esattamente l’integrazione di soluzioni a idrogeno o tecnologie CCS darà il massimo effetto ambientale ed economico. Questo non è un lavoro per spettacolo, ma per ridurre effettivamente la nostra impronta di carbonio.

Prezzo di emissione e contesto cinese

Tutto si riduce ai costi. ?Verde? L’idrogeno (da fonti energetiche rinnovabili) è ancora costoso. ?Grigio? (senza catturare) - economico, ma sporco. ?Blu? - cercando di trovare un equilibrio. In Cina, con la sua enorme capacità di gassificazione del carbone e la sviluppata rete di gasdotti, l’infrastruttura per l’idrogeno “blu” sembra una fase di transizione logica. Questo non sarà per sempre, ma per i prossimi 15-20 anni, finché l’elettrolisi delle energie rinnovabili non diventerà diffusa ed economica.

Ma anche qui ci sono delle insidie. L’affidabilità dei sistemi di stoccaggio della CO2 deve essere assoluta. Qualsiasi perdita vanifica tutti gli sforzi. Anche l’opinione pubblica e la regolamentazione svolgono un ruolo. La popolazione sarà disposta a vivere vicino allo stoccaggio sotterraneo di CO2? Finora tali progetti incontrano resistenze che ne ostacolano l’attuazione.

Inoltre c’è la questione degli standard. Cosa è esattamente considerato “blu”? idrogeno? Quale percentuale di cattura è sufficiente? 90%? 95%? 99%? Sia l’etichettatura che le potenziali preferenze dipendono da questo. Sebbene non esistano regole uniformi, molti produttori preferiscono aspettare o limitarsi a progetti pilota.

Quindi è ecologico oppure no? Conclusione personale

Una risposta chiara: sì? o no? No. L'idrogeno ricavato dagli idrocarburi è uno strumento. La sua compatibilità ambientale non è una proprietà interna, ma il risultato di come viene utilizzato esattamente questo strumento. Se si tratta della cattura del carbonio su vasta scala durante il ciclo di vita, dell’integrazione nelle industrie in cui l’idrogeno è fondamentale e di una contabilità onesta dell’impronta di carbonio complessiva, allora sì, può essere un passo significativo verso la sostenibilità.

Se è solo?verde? etichetta sul vecchio processo per ottenere finanziamenti, senza investimenti reali nella CCS e una visione sistemica - allora no, è semplicementegreenwashing.

L’esperienza suggerisce che il futuro risiede nelle soluzioni ibride. Forse sarà una combinazione di? blu? idrogeno sugli asset esistenti con un progressivo aumento della quota “green”. E aziende come il già citato Chengdu Yizhi Technology Design Institute svolgono un ruolo chiave in questa transizione, perché il loro compito non è solo costruire, ma progettare sistemi che siano adattabili, efficienti e, soprattutto, funzionino in condizioni reali, non ideali. Senza questo approccio pratico e ingegneristico, tutti i discorsi sulla compatibilità ambientale rimarranno solo chiacchiere.