Raddoppiare i progressi dell'efficienza energetica: Una chiave per raggiungere gli obiettivi climatici e la sicurezza energetica

Il panorama energetico mondiale si sta spostando verso le energie rinnovabili, con l'eolico e il solare come fonti in rapida crescita. L'innovazione nel campo dell'efficienza, dello stoccaggio e delle reti intelligenti sta guidando questa trasformazione. Nonostante le sfide come l'integrazione della rete e lo sviluppo delle politiche, le energie rinnovabili sono fondamentali per la creazione di posti di lavoro, l'indipendenza energetica e la lotta al cambiamento climatico, offrendo diverse opportunità di carriera.

L'aggiornamento della tabella di marcia Net Zero dell'AIE per il 2023 delinea i passi da compiere per una transizione energetica allineata a 1,5°C, ponendo l'accento sulla rapida diffusione dell'energia pulita e sull'innovazione. La tabella di marcia fissa alcune tappe fondamentali per il 2030, tra cui la triplicazione delle energie rinnovabili, il miglioramento dell'efficienza, l'aumento delle vendite di veicoli elettrici e la riduzione delle emissioni di metano. La cooperazione e gli investimenti globali sono fondamentali.

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.