16.06.2023
Gasolio dal nucleare?La trasformazione del settore dei trasporti verso l'elettrificazione è attualmente ostacolata da significative difficoltà economiche e strategiche. L'integrale adozione del trasporto elettrico su strada, in particolare nei trasporti commerciali, è un processo complicato che si appoggia su materie prime che non sono sufficientemente abbondanti per rispondere a questa sfida. In più, tali risorse sono in gran parte controllate dalla Cina, portando a problematiche di strategia globale considerevoli. Per il Professor Hargraves, esiste un'alternativa: rivoluzionare l'approccio alla sfida, optando per la produzione di gasolio a zero emissioni ottenuto da CO2, acqua ed energia nucleare. Si tratterebbe di carburanti completamente sintetici, dove l'energia in eccesso proviene da fonti nucleari, tutto ciò facendo leva sulle competenze tecnologiche già presenti nell'industria chimica e di raffinazione. Al momento, il gasolio è responsabile del 90% del trasporto merci. Nonostante il futuro potenziale dei veicoli elettrici, sia gli Stati Uniti che il mondo continueranno ad affidarsi a carburanti simili al diesel per il trasporto su strada, nelle miniere, nelle spedizioni, nei trasporti ferroviari e nei voli aerei, poiché le batterie, pur fornendo la stessa energia, pesano cinquanta volte più del carburante. Molti leader globali e scienziati aspirano a diminuire le emissioni di CO2 prodotte dalla combustione di carburanti. L'idrogeno può essere prodotto mediante l'elettrolisi dell'acqua, senza generare emissioni di CO2, sfruttando elettricità ottenuta da energia idroelettrica, eolica, solare o nucleare. L'idrogeno può fungere da carburante per i veicoli, ma la sua immagazzinazione e distribuzione risulta essere molto difficile e costosa, come ha scoperto Nikola nella produzione dei suoi veicoli, tuttavia può rappresentare un tassello della catena di produzione del carburante sintetico. In tempi di sanzioni militari o politiche, la Germania e il Sudafrica hanno prodotto carburanti attraverso la liquefazione del carbone. La combustione di questi rilasciava CO2, così come i processi di produzione dei synfuel, ossia i carburanti sintetici, con tecnologie ben consolidate. Oggi, sfruttando una fonte di carbonio che deriva dalla CO2 atmosferica invece che dal carbone, le emissioni nette potrebbero essere nulle. La combustione di synfuels idrocarburici consentirebbe di riutilizzare e mantenere l'attuale patrimonio multimiliardario di motori diesel, a benzina e a turbina e le reti di autocisterne, oleodotti e stazioni di servizio. Nel caso dei biocarburanti derivati da colture agricole, i synfuels rilasciano CO2 quando vengono bruciati, ma l'assorbimento di CO2 durante la coltivazione comporta che le emissioni nette siano pari a zero, se il processo di raffinazione è alimentato in modo analogo. Persiste però la problematica dell'impiego del suolo agricolo per scopi industriali, con la conseguente possibilità di un impatto sui prezzi degli alimenti. Un'altra tecnologia da considerare riguarda l'uso della CO2. L'industria petrolchimica statunitense è in grado di costruire raffinerie per utilizzare l'idrogeno e il carbonio della CO2 per sintetizzare carburanti idrocarburici. Le centrali elettriche a carbone e a gas naturale attualmente emettono CO2, ma potrebbero potenzialmente diventare delle fonti pronte. L'impianto a carbone Petra Nova della NRG ha catturato un po' di CO2 dai gas di scarico, ma lo sforzo miliardario di utilizzare la CO2 per spingere più petrolio in un giacimento petrolifero a 81 miglia di distanza è risultato non conveniente dal punto di vista economico. Le nuove centrali elettriche a ciclo Allam bruciano gas naturale con ossigeno invece che aria, producendo così un flusso di scarico di CO2 pura. Riutilizzare queste fonti di CO2 pre-emissione per produrre synfuels significa che la combustione dei synfuels non aggiunge altra CO2 all'atmosfera. Tuttavia, in un futuro lontano potremmo non avere centrali elettriche a carbone o a metano, quindi il riutilizzo della CO2 è una soluzione temporanea. La cattura diretta delle emissioni di CO2 nell'aria è costosa perché la CO2 rappresenta solo lo 0,04% dell'aria. Più di un terzo delle emissioni viene assorbito dall'acqua dell'oceano, dove la CO2 è 150 volte più concentrata. Il laboratorio di ricerca della Marina degli Stati Uniti ha dimostrato la rimozione della CO2 dall'acqua di mare e la produzione di carburante per jet, utilizzando l'elettricità potenzialmente generata da centrali nucleari su una portaerei. Il laboratorio della Marina ha stimato che il costo del carburante di sintesi sarebbe di 5 dollari al gallone, 1,33 dollari al litro. Bosch ha stimato i costi del carburante sintetico ricavato dalla CO2 a 4-6 dollari al gallone e i costi di vita di un’auto ibrida alimentata con carburante sintetico sono più bassi di quelli di un veicolo elettrico a lungo raggio. La tecnologia nucleare è in grado di fornire calore ad alta temperatura tramite vapore a 550°C o elio a 750°C. Le fonti di energia eolica o solare non possono farlo. Dow è la prima azienda statunitense a sfruttare questo potenziale di calore nucleare, inizialmente per ridurre le proprie emissioni di CO2. Le aziende petrolchimiche e gli ingegneri statunitensi hanno le competenze necessarie per utilizzare il calore ad alta temperatura e l’energia elettrica per produrre carburanti idrocarburici sintetici. Il rapporto dell'IPCC sottolinea l'importanza di limitare l'aumento della temperatura media globale a 1,5 gradi Celsius. L'impiego della tecnologia nucleare per produrre carburante sintetico può essere una delle soluzioni per raggiungere tale obiettivo. Il Prof. Hargraves sostiene che il mondo abbia bisogno di 10.000 reattori nucleari di quarta generazione per fermare l'aggiunta di CO2 all'atmosfera, per invertire l'aumento delle concentrazioni di CO2 e per fornire carburanti sintetici per la mobilità globale.