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Aug 17, 2023

Pirolisi del metano: sbloccare il potenziale della produzione di idrogeno turchese, riferisce IDTechEx

BOSTON, June 2, 2023 /PRNewswire/ -- In the rapidly evolving landscape of

BOSTON, 2 giugno 2023 /PRNewswire/ -- Nel panorama in rapida evoluzione dell'idrogeno, la spinta globale per la produzione di idrogeno a basse emissioni di carbonio sta accelerando l'esplorazione di tecnologie sostenibili, scalabili ed economicamente valide. Mentre l’idrogeno blu e verde sono stati messi in luce come le migliori opzioni per la decarbonizzazione a medio e lungo termine, il meno pubblicizzato idrogeno turchese, generato tramite pirolisi del metano, ha fatto progressi in termini di tecnologia e dimostrazioni commerciali. Allora, dove si inserisce la pirolisi del metano nella futura economia dell’idrogeno e quanto sarà significativo il suo ruolo?

Questo articolo esplora questo argomento e approfondisce le varie tecnologie di pirolisi del metano, i loro vantaggi, svantaggi e le principali attività commerciali che danno forma a questo settore. Per un'esplorazione completa della pirolisi del metano e del mercato dell'idrogeno blu, consultare il nuovissimo rapporto di mercato di IDTechEx, "Produzione e mercati dell'idrogeno blu 2023-2033: tecnologie, previsioni, attori".

Un confronto tra idrogeno blu e verde

Nello spettro della produzione dell’idrogeno, l’idrogeno blu e quello verde sono emersi come soluzioni chiave per un futuro a basse emissioni di carbonio. L’idrogeno blu viene prodotto riformando il gas naturale con vapore o ossidandolo parzialmente con ossigeno catturando e immagazzinando le emissioni di CO2 derivanti dal processo. D’altra parte, l’idrogeno verde viene generato attraverso l’elettrolisi dell’acqua alimentata da fonti di energia rinnovabile come l’eolico o il solare, rendendolo privo di carbonio in termini di emissioni Scope 1 e 2.

L’idrogeno turchese, tuttavia, offre un approccio diverso alla produzione di idrogeno. Viene generato tramite pirolisi del metano, un processo in cui il metano viene decomposto in idrogeno e carbonio solido ad alte temperature senza rilasciare CO2 diretta. Ciò rende l’idrogeno turchese un’opzione più rispettosa dell’ambiente rispetto all’idrogeno blu, poiché evita la necessità della cattura e dello stoccaggio del carbonio (CCS).

Rispetto all’idrogeno verde, la produzione di idrogeno turchese è in genere più conveniente e più facile da scalare grazie alla sua dipendenza dall’abbondante e attualmente più conveniente gas naturale come materia prima. Inoltre, dal punto di vista termodinamico, il processo richiede molta meno energia rispetto all’elettrolisi dell’acqua, richiedendo circa sette volte meno energia per mole di H2 prodotto. Ciò è particolarmente vantaggioso, considerando che molte varianti del processo di pirolisi del metano possono essere completamente elettrificate, eliminando così le emissioni Scope 2. L’uso del biogas come materia prima potrebbe potenzialmente rendere il processo carbon negative.

Il processo produce anche un sottoprodotto di carbonio solido, che può essere potenzialmente utilizzato in vari settori a seconda del suo grado: il nero di gomma viene utilizzato come materiale di rinforzo per le gomme e il nero speciale può essere utilizzato nella produzione di polimeri, inchiostri, rivestimenti , materiali per batterie e molte altre applicazioni. Sono in corso anche ricerche per studiarne l'uso come additivo per il suolo. Alcuni processi di pirolisi del metano possono anche produrre idrocarburi, grafite o carboni più avanzati come il grafene. La generazione di tali prodotti potrebbe generare utili flussi di entrate per gli operatori degli impianti di pirolisi.

Lo spettro dei processi di pirolisi del metano

IDTechEx ha identificato tre grandi tipi di processi di pirolisi del metano. Nel complesso, questi processi sono tutti molto diversi in termini di principi di funzionamento, pro e contro, fasi di sviluppo e numero relativo di attori che li sviluppano. Naturalmente, ci sono più varianti di questi, come il processo catalitico al plasma.

Termico: decomposizione termica non catalitica mediante temperature molto elevate (1000-1400°C). Il riscaldamento viene fornito attraverso le pareti del reattore o i tubi di scambio termico (se viene utilizzata la combustione). Le aziende che sviluppano questo processo includono BASF (riscaldamento resistivo delle pareti del reattore) ed Ekona Power (riscaldamento mediante combustione dei gas di coda).

Catalitico: processo termocatalitico che impiega un catalizzatore fuso in una colonna a bolle o particelle di catalizzatore in un reattore a letto fluidizzato. Le aziende che sviluppano questo processo includono C-Zero (catalizzatore di sale fuso) e Hazer Group (catalizzatore di minerale di ferro solido).