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Il miracolo dei giacimenti petroliferi sottomarini: perché l'acqua può trasformare la biomassa in petrolio ad alto contenuto energetico?
Dato che la domanda di energia da parte dell'uomo sta aumentando vertiginosamente, diventa sempre più importante trovare diversi metodi per ricavare energia rinnovabile. La liquefazione idrotermale (HTL) è un processo che converte la biomassa umida in prodotti simili al petrolio e sta riscuotendo sempre più attenzione nella comunità scientifica e tecnologica. Questa tecnologia non solo produce in modo efficiente bio-olio con una densità energetica estremamente elevata, ma contribuisce anche a risolvere il problema dei rifiuti e ad avviare una nuova rivoluzione nel campo delle energie rinnovabili.
La liquefazione idrotermale è un processo di pirolisi-polimerizzazione che converte la biomassa umida in prodotti utilizzabili simili al petrolio a temperature e pressioni moderate.
Storia della tecnologia di liquefazione idrotermale
Il concetto di liquefazione idrotermale è stato proposto già negli anni '20. Questa tecnologia ricevette grande attenzione negli anni '70, a causa della crisi petrolifera. Molti istituti di ricerca e aziende hanno iniziato a svolgere ricerche in materia, tra cui il Pittsburgh Energy Research Center (PERC) negli Stati Uniti e la Shell nei Paesi Bassi. Con il progresso della tecnologia, le applicazioni della liquefazione idrotermale si sono gradualmente ampliate fino a coprire una varietà di fonti, dai rifiuti agricoli agli scarti della lavorazione alimentare.
Secondo le ultime ricerche, l'acqua sotto pressione può scomporre più efficacemente la biomassa e la materia organica, rendendo la liquefazione idrotermale una tecnologia promettente.
Il processo di liquefazione idrotermale
Durante il processo di liquefazione idrotermale, le molecole a lunga catena di carbonio vengono rotte termicamente ad alta temperatura e pressione, e le molecole di ossigeno vengono rimosse sotto l'azione dell'acqua. Questo processo può in ultima analisi produrre bio-olio con un elevato rapporto idrogeno/carbonio. Diverse composizioni delle materie prime, temperature, pressioni e la presenza di catalizzatori influiranno sulla qualità e sulla resa del prodotto finale. In genere, l'intervallo di temperatura per questo processo è compreso tra 250 e 550 °C, che è la temperatura alla quale l'acqua può esistere in uno stato supercritico o subcritico.
Impatto ambientale
I biocarburanti prodotti nel processo di liquefazione idrotermale sono considerati a zero emissioni di carbonio. Ciò significa che quando si bruciano biocarburanti, l'anidride carbonica rilasciata viene quasi completamente compensata dall'anidride carbonica assorbita durante la crescita delle piante. Secondo quanto riportato, la liquefazione idrotermale non produce composti nocivi e può dare origine a sottoprodotti innocui, come azoto e acidi inorganici.
Confronto con altre tecnologie
Rispetto alla tradizionale tecnologia di pirolisi, la liquefazione idrotermale può elaborare biomassa umida e la densità energetica del bio-olio prodotto è doppia rispetto a quella dell'olio di pirolisi, il che rende la tecnologia HTL particolarmente importante nella trasformazione energetica. Con l'accelerazione del ritmo di commercializzazione della tecnologia, molte aziende e istituzioni hanno iniziato a sviluppare ulteriormente applicazioni e prodotti correlati con l'obiettivo di soddisfare le future esigenze energetiche.
Durante il processo di liquefazione idrotermale, l'aggiunta di catalizzatori può aumentare significativamente la resa dell'olio, anche fino a un guadagno di oltre il 20%, ampliando ulteriormente la gamma di biomassa che può essere utilizzata.
Prospettive future
Attualmente, molti paesi e aziende in tutto il mondo hanno svolto ricerche approfondite e hanno applicato la tecnologia della liquefazione idrotermale. Con lo sviluppo di tecnologie correlate, la liquefazione idrotermale potrebbe diventare una direzione importante nel futuro campo energetico. La sua capacità di convertire in modo efficiente la biomassa in energia rappresenta una nuova soluzione alla crisi energetica globale.
Considerando che i problemi ambientali globali stanno diventando sempre più gravi, la tecnologia della liquefazione idrotermale può diventare una delle principali direzioni delle energie rinnovabili in futuro?
