Sbloccare il potenziale del Power-to-X: il futuro delle soluzioni energetiche sostenibili
Power-to-X è il processo di trasformazione dell'energia in qualcos'altro (x). Ad esempio, l'energia può essere trasformata in idrogeno attraverso l'elettrolisi, che può poi essere utilizzata da sola o in combinazione con altri componenti per creare combustibili o prodotti chimici. La transizione verde non può essere completata senza il power-to-X. In molte situazioni, ad esempio quando si utilizzano veicoli elettrici o pompe di calore per riscaldare le nostre case, i combustibili fossili possono essere immediatamente sostituiti dall'elettricità. Tuttavia, non tutto può essere alimentato da elettricità o batterie. Poiché l'energia può essere utilizzata come base per il processo di produzione di combustibili verdi, il Power-to-X è fondamentale per l'uso, ad esempio, nei trasporti pesanti, negli aerei, nelle navi e nei camion. Le procedure ad alta intensità energetica utilizzate in una parte della nostra produzione industriale rientrano nella stessa categoria.Power-to-Xpuò anche garantire che abbiamo le sostanze chimiche di cui abbiamo bisogno per produrre la plastica, i farmaci e numerosi altri articoli che utilizziamo quotidianamente e che sono attualmente prodotti utilizzando combustibili fossili.
Come funziona Power-to-X
Power-to-X utilizza fonti di energia sostenibili come l'energia solare ed eolica per generare la sua elettricità. Nella prima fase del Power-to-X, l'acqua (H2O) viene elettrolizzata e divisa in idrogeno (H2) e ossigeno (O2) utilizzando l'energia (O). Oltre ad essere utilizzato come combustibile direttamente, l'idrogeno può essere utilizzato anche in un processo di sintesi con l'aggiunta di azoto (N) o carbonio (C) dalla CO2. Nuovi combustibili e sostanze chimiche vengono prodotti come risultato, tra cui ammoniaca, metanolo e metano. Poiché l'elettricità viene utilizzata per fabbricarli, questi sono spesso indicati come e-fuels o elettrocombustibili. Possono essere usati come carburante per veicoli come camion, navi e aeroplani. Per consentire Power-to-X, si sta facendo ricerca su come fondere i due processi.
Esempi di Power-to-X
Processo di sintesi con carbonio
Gli e-fuel tra cui e-diesel, e-metanolo, e-kerosene, e-dim etilati (E-DME) e e-metano possono essere generati mescolando carbonio con idrogeno. Questi combustibili sono chimicamente equivalenti agli attuali combustibili fossili, rendendoli adatti all'uso immediato nei trasporti pesanti. Poiché sono creati utilizzando energia rinnovabile e carbonio che ricicliamo da usi precedenti, i combustibili sono carbon neutral.
Processo di sintesi con azoto
GrL'ammoniaca verde (e-ammoniaca), che può essere utilizzata come fertilizzante in agricoltura o, eventualmente, come combustibile per la spedizione, viene creata combinando azoto (N) con idrogeno. Attualmente, impianti su larga scala e ad alta intensità energetica producono ammoniaca per l'uso in fertilizzanti agricoli. La produzione di ammoniaca rappresenta oltre l'1% di tutte le emissioni globali di carbonio. Pertanto, passare all'e-ammoniaca aiuterà significativamente nello sviluppo di un'industria agricola più sostenibile.
Perché è necessario il Power-to-X
Le fonti di energia rinnovabile come il sole e il vento sono fondamentali nel passaggio a una civiltà senza combustibili fossili. In questa situazione, la capacità di immagazzinare energia è fondamentale in modo da poterla utilizzare anche quando il sole non splende e non c'è brezza. Inoltre, una parte dei nostri settori dei trasporti e della produzione non può essere elettrificata e ha invece bisogno di elettricità convertita in un'altra forma. Per i veicoli come navi, camion e aerei che non possono funzionare con elettricità o batterie, Power-to-X può garantire il carburante di cui hanno bisogno. Power-to-X è fondamentale per garantire la produzione di numerosi articoli che sono attualmente realizzati con combustibili fossili, tra cui vernici, polimeri e prodotti farmaceutici.
Conclusione
Le procedure in Power-to-X possono essere completate per un bel po' di tempo. Power-to-X deve diventare considerevolmente più efficiente dal punto di vista energetico affinché i combustibili prodotti siano fattibili e quindi competitivi, però, se deve veramente aiutare a soddisfare le crescenti esigenze energetiche del mondo. Trovare il modo ottimale per collegare le tecnologie Power-to-X con il resto del sistema energetico è ancora una sfida per i ricercatori. Per creare la migliore sinergia possibile con il resto del sistema energetico fin dall'inizio, devono essere sviluppate soluzioni intelligenti in termini di architettura del sistema, dati, digitalizzazione e automazione.