Le energie rinnovabili, dette anche “pulite” sono in grado di aiutarci nella transizione ecologica di cui abbiamo bisogno. La loro molteplicità da una grande speranza all’urgenza che stiamo vivendo, determina una possibilità di sviluppo e progresso ampia e sostenibile. Dunque la ricerca in questo campo lavora quotidianamente per trovare le innovazioni e le nuove tecnologie per favorire l’energia pulita ai comuni e dannosi combustibili fossili. L’ultima notizia riguarda proprio l’eolico e il solare, e l’ammoniaca come vettore energetico.
L’energia pulita
L’energia pulita, o rinnovabile, proviene da fonti naturali che si rigenerano nel tempo e hanno un impatto ambientale ridotto rispetto ai combustibili fossili. Il suo ruolo è sempre più centrale per la riduzione delle emissioni di gas serra e la lotta ai cambiamenti climatici. Le principali fonti di energia pulita includono il solare, l’eolico, l’idroelettrico, il geotermico, che deriva da materiali organici.
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I vantaggi di tale energia sono la sostenibilità a lungo termine, la riduzione delle emissioni inquinanti, l’indipendenza energetica e la creazione di posti di lavoro. Senz’altro, contribuisce a migliorare la qualità dell’aria e la salute pubblica. Tuttavia, presenta anche alcune sfide, come l’intermittenza di alcune fonti, i costi iniziali elevati e l’impatto ambientale legato all’uso del suolo e alla fauna.
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Nonostante queste difficoltà, il progresso tecnologico e la riduzione dei costi stanno rendendo l’energia pulita sempre più competitiva. Con adeguati investimenti e politiche di sostegno, può diventare la chiave per un futuro energetico sostenibile.
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L’ammoniaca come vettore energetico
L’ammoniaca ha una lunga tradizione industriale e, sin dai primi del Novecento, viene prodotta su larga scala grazie agli studi pionieristici dei premi Nobel Fritz Haber e Carl Bosch. Non a caso, è la seconda sostanza chimica più utilizzata al mondo, con una produzione annua di circa 180 milioni di tonnellate.
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Inoltre, ha un’infrastruttura di stoccaggio e distribuzione dal valore di 60 miliardi di dollari, equivalente a quasi il 2% della produzione energetica globale. Attualmente è utilizzata principalmente nella produzione di fertilizzanti, che assorbe circa l’80% della sintesi totale di NH₃. Pertanto, investire nella ricerca significa rendere questo processo meno dipendente dal gas naturale importato e più sostenibile. In questo contesto si inserisce il progetto “Faster”, finanziato dall’Unione Europea con tre milioni di euro attraverso il programma “Horizon UE”. Il tutto è realizzato con la collaborazione dell’Università di Twente, del Politecnico di Milano e di altre realtà accademiche e industriali, tra cui l’Università di Cardiff, Umicore, Proton Ventures, Demcron Suster, LcE e Winterthur Gas & Diesel Ltd.
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Lo stoccaggio di energia con ammoniaca
Grazie a tale progetto, si è scoperta la possibilità di conservare l’energia pulita sotto forma di ammoniaca “verde”, affrontando così l’incertezza delle fonti rinnovabili. Il progetto di ricerca Faster (Flexible Ammonia Synthesis Technology for Energy StoRage), guidato dall’Università di Twente con il supporto del Politecnico di Milano, studia un processo per trasformare l’energia solare ed eolica in una riserva energetica facilmente immagazzinabile e trasportabile.
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La conversione a monte di questo sistema avviene in due fasi: inizialmente, l’elettricità generata da fonti rinnovabili viene utilizzata per scindere l’acqua nei suoi elementi costitutivi, idrogeno e ossigeno. Successivamente, l’idrogeno si combina con l’azoto, un gas abbondante nell’atmosfera, per formare ammoniaca (NH₃). Quest’ultima funge da vettore energetico, permettendo di immagazzinare e distribuire energia nei momenti di maggiore richiesta. Con una densità energetica comparabile ai combustibili fossili (22,5 MJ/kg), l’ammoniaca offre un’alternativa più sostenibile, con costi e impatti ambientali ridotti e l’assenza di emissioni di CO₂ durante la combustione. Questo approccio rappresenta un importante passo avanti verso la decarbonizzazione e la sicurezza energetica.
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Dove occorre ancora lavorare
Nonostante l’ammoniaca sia considerata un elemento chiave nella transizione verso un’energia sostenibile, la sua combustione presenta ancora alcune sfide. Rispetto ai carburanti tradizionali, il processo è più lento, richiede un maggiore apporto energetico per l’innesco e produce quantità più elevate di ossidi di azoto. Per superare queste criticità, la ricerca si concentra sullo sviluppo di nuovi catalizzatori e sistemi avanzati di controllo delle emissioni, con l’obiettivo non solo di rispettare gli obiettivi del Green Deal, ma anche di migliorare le tecnologie impiegate nell’industria chimica.
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Gianpiero Groppi, docente del Dipartimento di Energia del PoliMi e membro del team, ha spiegato che il loro contributo si concentra sulla progettazione e ottimizzazione di componenti innovativi per reattori di sintesi e sistemi di separazione dell’ammoniaca, con un approccio sostenibile ed efficiente su piccola scala. Ha inoltre sottolineato che maggiori investimenti nella ricerca potrebbero accelerare l’applicazione commerciale di questa tecnologia, favorendo un futuro energetico più solido e sostenibile.