Il progetto internazionale Power-to-MEDME ha dimostrato la superiorità economica e operativa del processo INDIGO, sviluppato dall'Istituto di ricerca tedesco, rispetto ai metodi convenzionali, studiando la produzione su larga scala di metanolo e DME in Cile. Grazie a sintesi e distillazione simultanee, INDIGO riduce consumi e costi di oltre il 25%, migliorando l'efficienza complessiva della conversione da energia rinnovabile.
Per garantire la sicurezza energetica e raggiungere i suoi obiettivi di protezione del clima, la Germania importerà in futuro grandi quantità di idrogeno puntando sul dimetiletere (DME), un gas ecologico, non tossico, efficiente ed economicamente interessante.
È quanto sottolineato in una nota da Fraunhofer ISE, istituto di ricerca sull'energia solare in Europa con sede a Friburgo, Germania, che ritiene il DME molto promettente come fonte energetica per l'idrogeno e i suoi derivati.
Il DME come vettore strategico per l'economia dell'idrogeno
Il Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE ha sviluppato un nuovo processo di sintesi efficiente dal punto di vista energetico per la sua produzione, che potrebbe rappresentare una svolta per la produzione di DME e quindi per l'economia dell'idrogeno. Nel progetto internazionale "Power-to-MEDME", l'intera catena di processo per la produzione su larga scala di metanolo e DME in Cile è stata studiata su questa base.
"Il dimetiletere è il campione nascosto dell'economia dell'idrogeno, non solo perché ha una densità energetica volumetrica significativamente più elevata dell'ammoniaca, che è stato il combustibile più comunemente utilizzato fino ad oggi, rendendolo un candidato ideale per l'importazione. È anche un'alternativa rinnovabile alle materie prime fossili come molecola piattaforma in settori come l'industria chimica e la mobilità", ha dichiarato Elias Frei, Responsabile della Divisione Idrogeno del Fraunhofer ISE.
Nel comunicato stampa, l'istituto mette in luce l'intenzione di collaborare con l'industria per promuovere nuove applicazioni del dimetiletere e sviluppi di mercato, resi possibili dagli attuali risultati della ricerca.
Secondo l'Istituto, il mercato del DME, che attualmente ammonta a oltre 5 milioni di tonnellate all'anno, è destinato a crescere notevolmente grazie a nuove applicazioni (ad esempio, la miscelazione con gas di petrolio liquefatto, GPL e molecole piattaforma per carburanti).
"Il mercato globale del GPL ammonta a circa 200 milioni di tonnellate all'anno. A questo si aggiunge il mercato per la produzione di carburanti sostenibili per l'aviazione, che si stima raggiungerà i 400 milioni di tonnellate all'anno entro il 2050. Questo dimostra l'enorme potenziale del DME", ha spiegato Achim Schaadt, Responsabile del Dipartimento Prodotti di Sintesi Sostenibili.
Il DME, pur essendo già noto, viene attualmente prodotto utilizzando un processo complesso e ad alta intensità energetica, che riduce l'efficienza complessiva della conversione dell'energia rinnovabile in DME.
Il processo INDIGO: innovazione nella sintesi del DME
È qui che entra in gioco – si legge nella nota – il processo INDIGO sviluppato presso il Fraunhofer ISE: la sintesi e la distillazione simultanee semplificano notevolmente la produzione, aumentando l'efficienza e riducendo i costi di oltre un quarto rispetto al processo di sintesi del DME convenzionale.
Il processo richiede meno energia perché il calore rilasciato dalla reazione fluisce direttamente nella colonna di distillazione. Essendo un processo a basso consumo energetico, è particolarmente adatto alle regioni remote. Nel paese importatore, il DME può quindi essere nuovamente scisso in idrogeno con la massima resa, ad esempio in un processo di steam reforming.
Il comunicato stampa evidenzia come il progetto di ricerca "Power-to-MEDME" abbia dimostrato che, in tutti e sei i casi analizzati, il processo INDIGO è più conveniente rispetto al riferimento convenzionale. Lo strumento di simulazione Syn2X è stato utilizzato per modellare il funzionamento dinamico a carico parziale dell'impianto di metanolo, al fine di ottenere dati operativi pratici in condizioni di carico fluttuanti.
Il progetto Power-to-MEDME e il potenziale del Cile
Il progetto di ricerca internazionale "Power-to-MEDME" mira a sfruttare il potenziale del Cile per la produzione di fonti energetiche a zero emissioni di CO2 con l'ausilio del nuovo processo INDIGO.
Il passo successivo è la realizzazione di un impianto pilota per la produzione di metanolo verde e DME nella gamma dei megawatt.
Il Fraunhofer ISE ha condotto un'analisi di localizzazione per determinare quali siti in Cile siano particolarmente adatti alla produzione di energia rinnovabile e all'avvio di una produzione su larga scala di derivati dell'idrogeno verde. Secondo l'analisi, la regione di Antofagasta, nel nord del Paese, ha un grande potenziale, poiché produce già surplus di energia solare (da fotovoltaico e solare termico a concentrazione) così elevati che è necessario limitarne l'immissione in rete.
"Oltre a un uso più efficiente dell'elettricità e alla creazione di valore aggiunto locale, il progetto contribuisce anche allo sviluppo della regione attraverso il trasferimento del know-how tecnologico tedesco", ha aggiunto Robert Szolak, responsabile del Dipartimento Prodotti di Sintesi Sostenibili.
