Sulla scena della neutralità del carbonio si è affacciata l’ammoniaca: è un percorso energetico che l’industria di tutti i settori sta compiendo verso la decarbonizzazione e che vede la partecipazione dell’ammoniaca blu e l’applicazione della cattura, dell’utilizzo e dello stoccaggio del carbonio.
Quando si parla di zero emissioni e trasporti, l’H2 non è l’unico vettore appetibile; oggi si sta lavorando su un’altra possibilità: le fuel cell ad ammoniaca per il trasporto marittimo.
Possiamo dire che ci troviamo nel pieno delle tre ‘rivoluzioni’ in atto per completare una transizione energetica: la rivoluzione ecologica, quella digitale e sull’orizzonte troviamo la rivoluzione neuroscientifica.
Per soddisfare le ambizioni dell’IMO (International Maritime Organization) sulla riduzione delle emissioni dei gas serra, stiamo assistendo a un forte aumento della domanda di combustibili alternativi.
E’ vero che i produttori di gas hanno iniziato a considerare l’idrogeno come un combustibile fondamentale per la decarbonizzazione globale sostenibile, ma sono convinti che l’ammoniaca ‘blu’ emergerà anche come combustibile di primo piano per promuovere un’economia a basse emissioni di carbonio. Sebbene il Lng appaia come una delle migliori opzioni per raggiungere gli obiettivi dell’IMO al momento, l’ammoniaca blu è stata anche identificata come una delle soluzioni chiave nel percorso dello shipping verso gli obiettivi di decarbonizzazione.
Infatti, proprio la crescita della produzione di gas e l’afflusso di Lng hanno consentito alle industrie di espandere la produzione di ammoniaca blu.
L’ammoniaca è classificata come ‘blu’ quando è prodotta da materie prime di gas naturale e la CO2 rilasciata è catturata dalle tecnologie CCS / CCUS (Carbon Capture Storage/Carbon Capture Utilization and Storage), oppure può essere etichettata come ‘verde’, quando è derivata dall’elettrolisi dell’idrogeno prodotto da risorse rinnovabili.
Dando uno sguardo alla ‘geografia-economica’, troviamo la Repubblica di Trinidad e Tobago, Port of Spain capitale; uno stato insulare dell’America centrale caraibica, con undici impianti di ammoniaca e con una capacità totale di 5,2 milioni di tonnellate metriche l’anno; questo paese è collocato come uno dei maggiori esportatori mondiali di ammoniaca.
La Russia e il Giappone stanno iniziando a studiare congiuntamente la possibilità di trasportare l’ammoniaca blu prodotta nella Siberia russa per l’utilizzo in centrali elettriche a carbone in Giappone. L’anidride carbonica (CO2) generata dal processo di produzione sarà catturata e iniettata nei giacimenti petroliferi della Siberia orientale per un migliore recupero del petrolio.
Secondo l’Ammonia Energy Association, i livelli di produzione di ammoniaca si stanno attualmente avvicinando a circa 200 milioni di tonnellate all’anno. Il 10 per cento di questo numero è negoziato sul mercato globale. Quasi il 98% della materia prima per la produzione mondiale di ammoniaca proviene da combustibili fossili, di cui il 72% utilizza il gas naturale come materia prima.
In tutto il mondo sono disponibili infrastrutture sviluppate e impianti di produzione di ammoniaca su larga scala, che ne rendono la produzione più fattibile. I recenti progressi nelle tecnologie dei motori a turbina hanno portato a un maggiore utilizzo dell’ammoniaca, direttamente per la combustione o indirettamente riformandola nuovamente in azoto e idrogeno come materia prima industriale.
Rispetto all’idrogeno, l’ammoniaca non richiede il raffreddamento a temperature estreme e presenta anche una densità energetica maggiore rispetto all’idrogeno liquido, rendendola più efficiente da trasportare e immagazzinare. L’idrogeno deve essere immagazzinato a -253 gradi Celsius come liquido o a pressioni di circa 700 bar come gas; mentre l’ammoniaca liquida può essere conservata, invece, a una temperatura ragionevole di -33 gradi Celsius a pressione standard e +20 gradi Celsius a 9 bar. Ciò rende lo stoccaggio e il trasporto di questo vettore energetico notevolmente più facile e diretto. Attualmente non presenta nessun problema nautico relativo al trasporto di ammoniaca con navi già presenti sul mercato.
Il processo per produrre elettricità dall’ammoniaca non è ovviamente diretto. L’NH3 viene immessa in un cracker (reattore) e suddivisa in azoto (N2) e idrogeno. Una piccola quantità di ammoniaca invece non è convertita e rimane nel flusso di gas. Azoto e idrogeno sono immessi nella cella a combustibile, introducendo aria e consentendo così all’H2 di bruciare e formare acqua. Questo processo produce energia elettrica.
Al momento, la produzione di ammoniaca verde su scala commerciale è costosa, visti i costi di capitale dell’impianto di elettrolisi per la produzione di idrogeno. Un’applicazione certa dell’ammoniaca è quella per la decarbonizzazione delle centrali elettriche a carbone e l’alimentazione dei veicoli tradizionali che funzionano con un motore a combustione interna.
L’ammoniaca ha il potenziale per svolgere un ruolo importante nella trasformazione del sistema energetico globale come fonte di energia verde e meno intensiva di CO2 per soddisfare la crescente domanda di energia del mondo.
Abele Carruezzo
