La crescente necessità di immagazzinare energia a lungo termine da fonti rinnovabili apre la strada a nuove tecnologie come il gas naturale sintetico prodotto con metodo RCC . Questo approccio combina la cattura diretta della CO₂ atmosferica con la sua conversione in metano sintetico, sfruttando l’idrogeno generato da fonti rinnovabili. Lo studio del Lawrence Livermore National Laboratory mette in luce le potenzialità di questa tecnologia, in particolare per abbassare i costi e ottimizzare l’integrazione energetica.
Tecnologia RCC e produzione di gas naturale sintetico da CO₂ direttamente dall’atmosfera
La tecnologia RCC aggira il passaggio tradizionale che prevede la separazione e purificazione della CO₂, grazie all’integrazione simultanea di cattura e conversione. Così, il biossido di carbonio viene prelevato direttamente dall’aria e trasformato in metano sintetico abbinando l’idrogeno prodotto da fonti come l’eolico o il solare. Questa modalità semplifica il processo e riduce sia i costi energetici sia quelli relativi agli impianti rispetto ai metodi convenzionali.
Compatibilità e utilizzo del gas sintetico prodotto
Il gas asinato così prodotto può essere immagazzinato e trasportato con gli attuali sistemi di distribuzione del gas naturale. Questa compatibilità con l’infrastruttura esistente rappresenta un elemento fondamentale per un’adozione rapida e su larga scala. L’eccesso di energia rinnovabile, spesso non sfruttato per la rete elettrica, può quindi trasformarsi in una riserva di energia chimica facilmente accessibile quando necessario.
Costi e sostenibilità economica del gas naturale sintetico prodotto con RCC
I modelli del LLNL indicano un costo di vendita per il gas naturale sintetico che si aggira tra 45 e 52 dollari per MMBTU, più basso di circa il 10% rispetto al metodo tradizionale con separazione e conversione distinte. Il risparmio deriva in larga parte dalla riduzione del 58% delle spese in capitale e del 49% dei consumi energetici.
Nonostante ciò, il costo dell’idrogeno verde resta l’elemento dominante nelle spese complessive, visto che per ogni molecola di metano servono quattro molecole di idrogeno. L’affidabilità e la durata dei materiali duali usati per il processo influenzano il bilancio: materiali che durano solo quattro mesi obbligano a frequenti sostituzioni, aumentando le spese operative. Migliorare la produzione di idrogeno rinnovabile e prolungare la vita utile di questi materiali rappresenta una strada per abbassare ulteriormente i costi.
Vantaggi nella logistica del gas sintetico
Un altro beneficio della tecnologia RCC è che sopprime la necessità di trasportare o accumulare la CO₂ separatamente. La trasformazione diretta in metano semplifica la catena logistica e taglia i costi legati allo stoccaggio e al trasporto dei gas serra.
Gas naturale sintetico come strumento di accumulo e stabilizzazione della rete elettrica
Oltre a essere un combustibile carbon neutral, il metano sintetico generato tramite RCC può fungere da accumulo energetico per periodi lunghi. Per una capacità di 1.000 MW su 100 ore, il costo del ciclo si attesta a 0,26 dollari per kWh, inferiore a molte batterie e sistemi termici di accumulo.
Confronto con altre tecnologie di accumulo
Gli unici sistemi con costi più bassi come lo stoccaggio ad aria compressa diabatico sono però vincolati dalla presenza di formazioni geologiche specifiche. Al contrario, il gas sintetico può essere immagazzinato in serbatoi già esistenti e distribuito tramite la rete gas attuale, offrendo un’opzione più flessibile e pronta all’uso. Nei momenti di picchi di domanda o di flessione nella produzione eolica e fotovoltaica, questo carburante può essere bruciato in impianti a ciclo combinato per fornire energia immediata e stabile.
Mentre le batterie garantiscono ricariche rapide, i loro costi elevati e la rapida autoscarica nel lungo termine ne penalizzano l’uso per stoccaggio prolungato. Il gas naturale sintetico offre così una via concreta per affrontare l’intermittenza delle rinnovabili, senza aspettare sviluppi tecnologici futuri.
Emissioni di CO₂ e produzione esclusivamente rinnovabile come requisito imprescindibile
Il beneficio ambientale della produzione di metano sintetico con RCC dipende fortemente dalla fonte energetica usata per l’idrogeno. Se alimentata con elettricità convenzionale di rete, come quella statunitense attuale, la tecnologia genera emissioni di circa 149 grammi di CO₂ per MJ di metano, superiore a quelle del gas convenzionale da shale gas, che si fermano a 58 grammi.
Invece, con un mix totalmente rinnovabile, le emissioni si riducono drasticamente fino a 9 grammi per MJ, posizionando il gas sintetico come una delle alternative a minore impatto ambientale. Questo sottolinea come la decarbonizzazione dell’elettricità sia un requisito fondamentale per rendere efficace l’accoppiamento tra RCC e produzione di idrogeno verde.
La sua diffusione potrebbe rappresentare un tassello importante nella svolta energetica e climatica, integrando fonti pulite e tecnologie di stoccaggio a lungo termine già disponibili.
