Energia rinnovabile

La decomposizione catalitica del metano (CMD) offre una produzione di idrogeno senza CO2 utilizzando catalizzatori di metalli di transizione, superando le sfide della disattivazione dei catalizzatori attraverso strategie come i catalizzatori bimetallici e le innovazioni nella progettazione dei reattori. Economicamente competitivo, consente potenzialmente di ottenere idrogeno a zero emissioni di carbonio attraverso il biogas, con preziosi sottoprodotti di carbonio.

Il documento fornisce un'analisi di 19 metodi di produzione dell'idrogeno, concentrandosi su efficienza, costi e sostenibilità ambientale. Il documento individua l'efficienza del reforming dei combustibili fossili e l'elevato impatto ambientale delle fonti non rinnovabili. I metodi rinnovabili sono più sostenibili ma meno sviluppati. Gli approcci ibridi offrono risultati equilibrati, mentre sono necessarie ulteriori innovazioni per una produzione di idrogeno veramente sostenibile.

Il cracking catalitico del metano genera idrogeno e carbonio solido senza emissioni di CO2, utilizzando catalizzatori come il nichel in reattori come i letti fluidi. La disattivazione del catalizzatore e le sfide del reattore esistono, ma i progressi possono rendere questo processo una soluzione competitiva per l'energia pulita.

Secondo le proiezioni, la domanda globale di elettricità aumenterà, guidata da Cina e India, con le fonti rinnovabili e il nucleare che forniranno tutta la crescita fino al 2026, indicando uno spostamento verso fonti a basse emissioni, riducendo l'intensità di CO2 ed evidenziando le disparità regionali nell'accesso e nelle tendenze di consumo.

L'idrogeno è sempre più considerato una chiave per l'energia sostenibile. Diversi Paesi sviluppano strategie nazionali incentrate sulla decarbonizzazione di settori difficili da abbattere e sulla crescita economica. Le innovazioni tecnologiche mirano a produrre idrogeno pulito in modo efficiente e la collaborazione internazionale e i partenariati pubblico-privato sono fondamentali per la transizione verso un'economia basata sull'idrogeno.

Il documento esamina l'elettrificazione dei processi chimici per la decarbonizzazione, concentrandosi sui reattori catalitici a riscaldamento Joule per la generazione efficiente di calore, evidenziando i vantaggi rispetto alla combustione tradizionale dei combustibili fossili e le applicazioni nel reforming del metano e nella valorizzazione della CO2.

Il progetto STORMING dell'UE sta portando avanti il cracking del metano per la produzione di idrogeno senza CO2, utilizzando catalizzatori e reattori strutturati alimentati da energia elettrica rinnovabile. Questo processo produce anche preziosi nanotubi di carbonio, promuovendo applicazioni dell'idrogeno sostenibili ed economicamente vantaggiose e la transizione energetica.

L'UE mira a produrre e importare 20 milioni di tonnellate di idrogeno rinnovabile entro il 2030 per raggiungere gli obiettivi climatici. La Banca europea dell'idrogeno, parte integrante di REPowerEU, sostiene questo obiettivo attraverso sussidi e integrazione del mercato. Gli investimenti nelle tecnologie dell'idrogeno promuovono l'innovazione, la creazione di posti di lavoro e la cooperazione internazionale, rafforzando la sicurezza energetica e la leadership globale nelle transizioni energetiche pulite.

La produzione di idrogeno attraverso la decomposizione catalitica del metano (CMD) con catalizzatori a base di Fe offre vantaggi ambientali rispetto al tradizionale reforming del metano a vapore, eliminando le emissioni dirette di CO2. I catalizzatori Fe-Al2O3 migliorano l'efficienza e offrono la possibilità di riutilizzare i sottoprodotti del carbonio in preziosi nanomateriali per l'immagazzinamento dell'energia e l'elettronica, contribuendo in modo significativo all'economia circolare e ai progressi dell'energia pulita.