Contesto
Ogni anno vengono rivisti e aggiornati gli obiettivi di decarbonizzazione per l’Unione Europea. Nel 2019 è stato fissato l’obiettivo di portare il continente Europeo completamente “climate-neutral” entro il 2050.
Il raggiungimento di questo risultato passa per la progressiva riduzione dell’impatto dei processi industriali sull’ambiente.
L’obiettivo del progetto
All’interno del programma Europeo Horizon2020 esistono numerosi progetti dedicati allo sviluppo di membrane e di reattori.
I 3 da cui ha avuto origine MACBETH sono appunto:
BIONICO (focalizzato sulla produzione di idrogeno puro a partire da biogas),
CARENA (incentrato sulla deidrogenazione del propano),
ROMEO (catalisi omogenea di vari processi).
Questi progetti hanno portato la tecnologia dei reattori a membrane ad un fattore TRL (Technology readiness levels) 5.
MACBETH intende continuare lo sviluppo dei rispettivi reattori a membrana portando il TRL ad un fattore 7, lo step prima della commercializzazione su vasta scala.
Le nuove tecnologie sviluppate all’interno di MACBETH promettono una riduzione fino al 35% delle emissioni di gas che causano l’effetto serra per i grandi impianti, con aumento dell’efficienza del processo del 70%.
Grazie alla semplificazione ed ottimizzazione della componentistica, gli investimenti in Capex (capitali) e Opex (spese operative) porteranno ad una riduzione del 50% per i primi e dell’80% per i secondi.
Le fasi del progetto
- Analisi Iniziale e Redazione di un Business Plan:
Definizione dello scenario iniziale, delle barriere d’ingresso nei singoli mercati, dei limiti imposti dalle regolamentazioni locali e dei rischi. - Coordinazione e Project Management:
Redazione della reportistica di progetto, amministrativa e finanziaria, pianificazione dei rischi e coordinazione interna. - Costruzione delle componenti:
I singoli componenti verranno nuovamente testati e ottimizzati prima di passare al livello TRL 7. Si svilupperanno ulteriormente, quindi, i supporti, i catalizzatori e le membrane, testandone le performance e le loro interazioni. - Passaggio al fattore TRL 7:
I componenti ottimizzati verranno portati al livello TRL 7 per l’installazione nelle centrali selezionate per la fase di test. - Ingegnerizzazione delle centrali:
Ogni location verrà studiata e verranno ingegnerizzate le singole unità, definito l’approvvigionamento e prodotti i componenti. - Dimostrazione delle centrali test:
Le centrali dovranno compiere almeno 8000 h di lavoro, e verranno implementati sistemi di Full Life Cycle Analisi. - Modellizzazione delle specifiche:
Traduzione del framework generale studiato al punto 1 in un set di specifiche tecniche per la commercializzazione degli impianti, grazie ai dati analizzati in fase di dimostrazione. - Education:
Sfruttamento dei contenuti prodotti lungo tutta la durata del progetto per favorire la diffusione dei reattori a membrane catalitiche nell’industria chimica.
Il ruolo di ICI
La ICI Caldaie è attiva sia sulla linea per la produzione di idrogeno da biogas sia sulla linea per la deidrogenazione del propano.
Le reazioni coinvolte nei due processi sono chiaramente diverse, ma hanno qualcosa in comune: entrambe richiedono la rimozione selettiva dell’idrogeno dall’ambiente di reazione per facilitare la reazione stessa e farla avvenire a temperature più basse in condizioni meno spinte e conseguentemente con rese superiori.
In entrambe le linee la ICI Caldaie ha la responsabilità della progettazione e realizzazione dei reattori a membrane per la separazione dell’idrogeno, della progettazione ed implementazione degli impianti, dell’integrazione, installazione e manutenzione degli impianti compreso di controllo e sicurezze.
