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fuori dalla catena del valore.Ma come arrivano i concetti Power-to-X dai laboratori e dai centri tecnici al panorama produttivo?L'energia rinnovabile diventa combustibile: i ricercatori nel campo delle tecnologie dell'idrogeno presso il Fraunhofer ISE di Friburgo stanno lavorando, tra l'altro, sull'uso dell'idrogeno come vettore energetico nei cosiddetti processi "Power-to-X" (PtX in breve) : stanno sviluppando nuovi concetti, identificando il potenziale tecnico-economico attraverso simulazioni di processo dettagliate e dimostrano la realizzazione in mini-impianti all'avanguardia nel centro tecnico dell'istituto o presso partner di ricerca.Power-to-X: OME rende il diesel adatto al futuroLe tecnologie ci sono già: il diesel “verde” sarebbe già possibile oggiParticolare attenzione è riservata allo studio dei processi per la produzione di vettori energetici liquidi o facilmente liquefatti ad alta densità di energia, i cosiddetti e-fuels o combustibili sintetici.Questi includono metanolo, dimetil etere (DME), ossimetilene etere (OME), ammoniaca (NH3) e benzina sintetica, nonché cherosene, che sono considerati alternative climaticamente neutre ai combustibili fossili o alla mobilità elettrica a batteria.Oltre alla sintesi di questi combustibili per storte, l'attenzione è rivolta anche alla lavorazione del prodotto: gli sviluppatori sono certi che il potenziale di interconnessione dei vari componenti di processo può essere identificato solo se entrambi gli aspetti vengono considerati insieme.Il risultato di questa intensificazione del processo dovrebbe essere l'aumento dell'efficienza e il risparmio sui costi.Ad esempio, il metanolo è un elemento costitutivo centrale C1 che può fungere da "gateway" per un'ampia varietà di prodotti a valle.Per questo motivo, l'alcol con la formula molecolare CH3OH è al centro delle ricerche del gruppo PtL del Fraunhofer ISE.Il metanolo è anche il punto di partenza per la produzione di DME, una possibile alternativa al gas naturale, che è gassoso in condizioni ambientali e passa alla fase liquida con una sovrappressione di cinque bar o -25 °C.Ciò si traduce in requisiti elevati per la preparazione del prodotto, poiché questa deve essere eseguita sotto pressione o criogenicamente.Le indagini sperimentali in queste condizioni richiedono quindi strutture di prova particolarmente robuste, come quelle gestite da ASG Analytik-Service AG vicino ad Augusta."Con questi sistemi è possibile ricercare concetti per la preparazione di prodotti complessi e l'intensificazione del processo e, inoltre, è possibile eseguire analisi rapide direttamente in loco, il che consente un feedback notevolmente accelerato tra la simulazione e l'indagine sperimentale", spiega Dott.Thomas Wilharm, membro del consiglio dell'ASG.L'interazione diretta tra il funzionamento dell'impianto e la simulazione dettagliata del processo, ovvero l'unione dell'esperienza nella modellazione di processo di Fraunhofer ISE e la separazione del distillato da parte di ASG, si è già dimostrata valida in diversi progetti.Come risultato centrale, i processi di sviluppo sono accelerati da domani alla dimostrazione industriale."La nostra colonna di distillazione è una struttura di prova speciale", spiega il dott.Hendrik Stein, responsabile del centro tecnico e dei carburanti di prova di ASG."Può essere utilizzato sia per applicazioni a vuoto che a pressione in una dimensione interessante per i test di applicazioni industriali".Carburante dalla luce e dall'aria: un produttore di impianti con sede a Chemnitz sta rendendo la benzina verdeLa colonna può funzionare in modo completamente automatico a pressioni fino a 16 bar e temperature della testa criogenica fino a -70 °C.Con un diametro di 50 millimetri, possono essere utilizzati vari imballaggi casuali, che consentono di utilizzare catalizzatori eterogenei direttamente nell'impianto e quindi di indagare sulle distillazioni reattive.Inoltre, la colonna di distillazione è dotata di quattro punti di campionamento e undici misurazioni della temperatura tra condensatore ed evaporatore, in modo da poter registrare profili dettagliati di temperatura e concentrazione sull'intera altezza della colonna.Il software della colonna è dotato di un'interfaccia basata sul protocollo di comunicazione OPC, utilizzabile per i sistemi "Advanced Process Control" (APC).Tali sistemi sono attualmente in fase di implementazione in collaborazione con il dipartimento "Dynamics & Operation of Technical Systems" presso la TU Berlin.Ciò consente di ottenere condizioni operative stazionarie più rapidamente, il che si traduce in cambi di prodotto target più frequenti e ottimizzazione dell'utilizzo delle colonne.Oltre a uno stadio di alimentazione regolabile e diversi ingressi di alimentazione aggiuntivi, il sistema dispone anche dell'approvazione Atex e può essere collegato alla spettroscopia a infrarossi in trasformata di Fourier (FT-IR) per poter determinare le concentrazioni del prodotto in tempo reale.La combinazione di tecniche di misurazione all'avanguardia con APC consente di validare modelli e testare strategie di controllo nel più breve tempo possibile, mantenendo sempre al centro la qualità del prodotto.Il sistema è quindi un vero "tuttofare" e può essere utilizzato con un massimo di sei chili di mangime all'ora, il che lo rende particolarmente ideale per studi di fattibilità e progetti di upscaling.L'impianto è stato progettato, progettato e costruito dalla società Iludest Destillationsanlagen a Waldbüttelbrunn vicino a Würzburg, specializzata nella produzione di impianti di distillazione su questa scala e nella progettazione relativa al cliente.Mentre i metodi classici per aumentare l'efficienza migliorano i processi evolutivi in ​​modo iterativo, l'intensificazione dei processi sta aprendo nuovi orizzonti: l'intensificazione dei processi non migliore, ma diversa, vuole sviluppare concetti completamente nuovi per processi e apparecchiature.Il concetto sviluppato negli anni '70 rappresenta un allontanamento dal classico sviluppo del processo, che si basa sul miglioramento delle prestazioni dei concetti esistenti.Non solo i processi "intensificati" utilizzano meno energia o materie prime, ma i sistemi e gli apparati stessi sono spesso compatti e più semplici delle corrispondenti linee di produzione classiche.Finora, l'impianto di prova è già stato utilizzato con successo per separare varie miscele.Ad esempio, la CO2 è stata distillata da gas liquido a pressioni superiori a 10 bar e temperature inferiori a -50 °C.A causa dell'ampia gamma di applicazioni, tuttavia, possono essere studiate anche altre applicazioni, ad esempio l'uso di colonne di distillazione reattive azionate sotto pressione per la sintesi parallela e la purificazione di DME conforme agli standard dal metanolo.La ricerca sui processi per passare a una catena del valore deossilizzata e, in futuro, CO2 negativa sta generando un gran numero di nuove idee e concetti.Le competenze e l'infrastruttura necessarie per questo sono fornite da Fraunhofer ISE e ASG Analytik Service.Tuttavia, con il necessario salto dalla scala del laboratorio e dell'impianto pilota alla produzione industriale, i metodi di intensificazione dei processi sono di importanza cruciale per i sistemi PtX, che devono operare in remoto o addirittura offshore in luoghi con elevate quote di energie rinnovabili e in condizioni dinamiche.Questo approccio consente una visualizzazione del processo semplice e integrata, nonché una migliore analisi delle strategie operative grazie al numero ridotto di unità di processo (ad esempio i compressori o il ricircolo) e grazie alle minime interruzioni di manutenzione.* * dottSalem è capo del gruppo Power to Liquids presso Fraunhofer ISE, I. Bogatykh è uno specialista Power-to-X presso ASG Analytik-Service AG a Neusäß.Cliccando su "Iscriviti alla newsletter" acconsento al trattamento e all'utilizzo dei miei dati secondo la dichiarazione di consenso (si prega di aprire per i dettagli) e accetto i termini di utilizzo.Posso trovare maggiori informazioni nella nostra politica sulla privacy.Inutile dire che trattiamo i tuoi dati personali in modo responsabile.Se raccogliamo dati personali da te, li elaboriamo in conformità con le normative applicabili sulla protezione dei dati.Puoi trovare informazioni dettagliate nella nostra dichiarazione sulla protezione dei dati.Accetto che Vogel Communications Group GmbH & Co. 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