Energia solare per i trasporti: combustibili sintetici green grazie al sole

Indice degli argomenti:

• La tecnologia per creare i combustibili solari
• Energia solare per i trasporti: il futuro dei combustibili sintetici, dai trasporti al cemento

Un’idea per usare l’energia solare per i trasporti? Trasformare la luce del sole e la CO2 in carburante. La risposta è scritta a chiare lettere nel sito web della Synhelion, una startup nata al Politecnico di Zurigo che propone un’idea che, se andrà in porto, potrebbe cambiare drasticamente le sorti dei carburanti, fornendo un’alternativa “pulita” rispetto ai fossili.

L’idea si basa sul solare a concentrazione (CSP – Concentrated Solar Power) e sulla produzione di calore per convertire la CO2 in combustibili sintetici – i cosiddetti combustibili solari.

Tali combustibili (benzina, diesel o jet fuel) non solo promettono di essere ecosostenibili, ma sono già compatibili con le infrastrutture attuali “e riducono le emissioni nette di carbonio fino al 100%”, evidenzia la stessa Synhelion.

Se la tecnologia arriverà alla fase di commercializzazione, potrà giocare un ruolo importante nel ridurre l’impronta ambientale dei trasporti ad alta intensità energetica come l’aviazione e la navigazione, sostituendo i combustibili derivati dal petrolio con analoghi sintetici.

La tecnologia per creare i combustibili solari

L’idea per certi versi “folle”, come la definiscono gli stessi fondatori, di creare combustibili dal sole,  sfruttando l’energia solare per i trasporti, è nata presso l’ETH, il Politecnico federale di Zurigo, e uno dei più rinomati centri di ricerca al mondo. Ideatore e co-fondatore è Gianluca Ambrosetti, CEO della società, dottorato in Fisica/Nanotecnologia presso l’EPFL di Losanna ed esperienza manageriale svolta nell’industria dell’energia solare a concentrazione e del fotovoltaico.

Quali sono i punti basilari di tale tecnologia? Sfruttare il calore solare per convertire la CO2 in combustibili sintetici – i cosiddetti combustibili solari. Synhelion sfrutta le caratteristiche del solare a concentrazione, sistema ideato da Archimede e basato sull’impiego di specifici specchi solari mobili, chiamati eliostati, che seguono il percorso del sole, concentrando la sua energia in una torre solare (ricevitore). Nel caso degli impianti CSP l’elettricità viene generata quando la luce concentrata viene convertita in calore (energia termica solare), che aziona un motore termico – una turbina a vapore – collegato a un generatore di energia elettrica o alimenta una reazione termochimica.

Ma la caratteristica tecnologica messa a punto dalla startup svizzera è lo sviluppo di un nuovo tipo di ricevitore solare che imita l’effetto serra terrestre per facilitare la produzione di temperature elevatissime (addirittura superiori a 1500 °C). I raggi concentrati dagli eliostati entrano nella cavità del ricevitore attraverso una finestra nella parte anteriore. La superficie nera interna della cavità assorbe poi il calore e lo re-irradia nella cavità, dove il gas serra (di solito una miscela di vapore acqueo e CO2) assorbe la radiazione termica e agisce come un fluido di trasferimento del calore.

Il calore generato viene alimentato dal reattore termochimico che trasforma CO2 e acqua in syngas, una miscela di H2 e CO. Il syngas viene poi trasformato dalla tecnologia standard gas-to-liquids in combustibili, come benzina, diesel o jet fuel. “Il calore in eccesso viene salvato nell’accumulo di energia termica per consentire un funzionamento continuo 24 ore su 24, 7 giorni su 7”, spiegano ancora. Per la tecnologia di accumulo è stato messa a punto un’altra tecnologia proprietaria: l’accumulatore di energia termica (TES – Thermal Energy Storage). Esso immagazzina il calore in eccesso raccolto dal ricevitore solare durante le ore di sole. Il fluido caldo di trasferimento del calore (denominato Heat Transfer Fluid) scorre dal ricevitore attraverso il TES dall’alto verso il basso e trasferisce la sua energia termica al materiale solido di stoccaggio.

Durante la notte o in condizioni di scarso soleggiamento, l’HTF scorre attraverso il TES nella direzione opposta per recuperare l’energia termica precedentemente immagazzinata e guida i processi termochimici nel reattore, assicurando un funzionamento continuo, anche in assenza di radiazione solare.

Energia solare per i trasporti: il futuro dei combustibili sintetici, dai trasporti al cemento

Per accorciare i tempi di commercializzazione della tecnologia, Synhelion sta sviluppando due percorsi per produrre combustibili solari e mettere in atto la prima fase di sfruttamento dell’energia solare per i trasporti. Il primo passo è la commercializzazione di combustibili basati sul Solar Upgrading. Questo processo termochimico trasforma CO2, acqua e metano in syngas, che viene poi trasformato in qualsiasi tipo di carburante liquido. Con questa soluzione a breve termine, la startup pensa di fornire combustibili a un prezzo competitivo con un’impronta di carbonio netta inferiore del 50-100% rispetto ai combustibili fossili. “Allo stesso tempo, perfezioniamo la nostra tecnologia di carburante completamente rinnovabile e a zero emissioni di carbonio da lanciare in una fase successiva”.

Oltre allo sfruttamento dell’energia solare per i trasporti c’è poi un’altra strategia di sviluppo su cui lavora la startup e guarda ai cementifici. Synhelion sta esplorando l’implementazione della propria tecnologia nel processo di produzione del cemento. Si sa che questo settore è altamente energivoro e impattante. In collaborazione con CEMEX, la seconda più grande azienda di materiali da costruzione al mondo, la startup elvetica ha condotto uno studio di fattibilità per valutare il potenziale di guidare l’intero processo di produzione del cemento con l’energia solare e catturare qualsiasi eccesso di CO2. L’obiettivo anche in questo è molto ambizioso: costruire il primo impianto di cemento a zero emissioni al mondo.

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