Come ottenere combustibili sintetici attraverso l'energia rinnovabile

A meno che la propulsione elettrica a batteria non debba essere ampliata, non è esclusa dai motori a combustione. Nel campo dell'automobile circola oggi in tutto il mondo una flotta di 1.300 milioni di veicoli e quel numero non diminuirà nei prossimi decenni. In tutti i casi non sarà facile sostituire la combustione in settori come quello aeronautico o in usi specifici, dai gruppi elettrogeni di riserva negli ospedali alle pompe dei mezzi antincendio.

Per questo motivo, Porsche sta portando avanti iniziative per sviluppare la produzione di carburanti sintetici o e-fuel. A partire dal 2022, Porsche ha investito 75 milioni di dollari in HIF Global LLC, un gruppo aziendale che pianifica progetti internazionali per l'installazione di impianti di produzione di carburanti sintetici. Tra questi progetti c'è l'impianto pilota Haru Oni ​​a Punta Arenas (Cile), avviato da Porsche e realizzato con aziende come Siemens Energy ed ExxonMobil.

combustibili sintetici

Combustibili sintetici PF

E uno dei due elementi principali che usano in Haru Oni ​​​​è l'aria. L'impianto ha dimostrato le eccezionali caratteristiche della sua posizione per sfruttare l'energia eolica. Il vento nella provincia di Magallanes, nel sud del Cile, è intenso e soffia sempre nella stessa direzione. Per l'impianto dimostrativo di una turbina Siemens Gamesa SG 3.4-132 da 3,4 MW. Nella fase successiva, il parco eolico sarà ampliato a 280 MW e, allo stesso tempo, aumenterà a scala industriale, moltiplicando la sua potenza per 100.

L'altro elemento essenziale è l'acqua. Con l'elettricità così ottenuta, separa l'idrogeno e l'ossigeno che contiene. È un metodo di investimento per celle a combustibile, dove la combinazione di idrogeno e ossigeno produce elettricità e acqua. La stessa tecnologia è nata attraverso: una membrana a scambio protonico (Proton Exchange Membrane, PEM) è permeabile a queste particelle (H+) ma ermetica per gas ed elettroni. Cioè, la membrana funge da conduttore elettrico tra l'anodo e il catodo e, allo stesso tempo, separa l'idrogeno e l'ossigeno in modo che non si ricombinino. È un processo relativamente semplice ed efficiente, richiede poca manutenzione e non richiede l'aggiunta di altre sostanze.

Nella fase successiva interviene nuovamente l'aria: da essa deve essere estratta la CO2. Un'unità di raccolta diretta Global Thermostats ha monoliti ceramici che mediano assorbenti chimici che agiscono come spugne di CO2. Successivamente, questo gas viene raccolto con vapore a bassa temperatura.

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Combustibili sintetici PF

Con l'idrogeno da un lato e l'anidride carbonica dall'altro, è già possibile produrre un idrocarburo. Viene combinato per formare prima il gas di sintesi o synthgas e, dopo essere passato attraverso un catalizzatore, viene convertito in metanolo. O, più specificamente, l'e-metanolo, proviene da una fonte di energia rinnovabile e da materie prime non fossili: acqua e aria. Una volta che hai quell'idrocarburo, può essere convertito in altri, come la benzina sintetica. Nel caso dell'impianto Haru Oni ​​è stato completato un processo di conversione ExxonMobil (letto fluido).

Bruciando questo combustibile, la CO₂ non viene immessa nell'atmosfera, proprio perché viene utilizzata quella che prima era in essa contenuta. Inoltre, non essendo di natura fossile, vi è una carenza di altri elementi indesiderati, come lo zolfo che deve essere rimosso dalla benzina o dal gasolio, un processo che costa energia.