L’ammoniaca sta emergendo come una fonte energetica promettente per raggiungere la neutralità del carbonio grazie alla sua natura intrinsecamente priva di carbonio. Uno studio recente, condotto dal professor Hankwon Lim della School of Energy and Chemical Engineering e della Graduate School of Carbon Neutrality dell’UNIST, ha valutato la fattibilità della produzione di energia basata sull’ammoniaca attraverso analisi tecnico-economiche e dell’impronta di carbonio. La ricerca si concentra su un sistema integrato che combina la decomposizione dell’ammoniaca e le celle a combustibile ad acido fosforico.
Lo studio, condotto utilizzando un simulatore di processo commerciale, svela risultati significativi riguardo all’efficienza e alla fattibilità economica dell’utilizzo dell’ammoniaca nei sistemi di generazione di energia. I risultati indicano un impressionante tasso di efficienza energetica pari al 46,7% nell’ambito del processo di generazione di energia progettato.
Attraverso un’analisi economica completa, il gruppo di ricerca ha identificato un limite superiore per il prezzo dell’ammoniaca a 421,3 $ tNH3-1 che consente prezzi competitivi rispetto alle tariffe elettriche industriali, un fattore cruciale nel determinare la competitività del mercato.
Per ottimizzare ulteriormente le importazioni di ammoniaca nella Repubblica di Corea (KOR), sono stati stabiliti cinque scenari distinti basati sui dati storici dei primi dieci paesi esportatori. Utilizzando il metodo Monte Carlo per i costi di produzione dell’ammoniaca e le emissioni di anidride carbonica in ciascuna nazione, i ricercatori hanno ottimizzato le quantità di importazione riducendo al minimo le emissioni complessive.
I risultati dimostrano che se si fa affidamento esclusivamente sulle importazioni di ammoniaca a base di carbonio, l’intensità di carbonio varia tra 0,707-0,736 kgCO2-eq kWh−1, superando il valore medio di KOR su un periodo di 20 anni. Tuttavia, il raggiungimento di un rapporto superiore al 78% di ammoniaca a zero emissioni di carbonio (scenario 4) può rendere più favorevoli sia gli aspetti ambientali che quelli economici.
Secondo il gruppo di ricerca, i risultati forniscono preziose informazioni sull’ottimizzazione delle esportazioni di ammoniaca e sulla riduzione dell’intensità di carbonio. Adottando un approccio olistico che comprenda tutte le fasi della catena di approvvigionamento, è possibile compiere progressi significativi verso soluzioni energetiche sostenibili.
“Il nostro studio fa luce sull’immenso potenziale dell’ammoniaca come fonte di energia”, ha affermato il professor Lim. “Abbiamo analizzato i costi e le emissioni di gas serra considerando diversi metodi commercializzati per produrre ammoniaca. Sebbene le fonti di energia rinnovabile non facessero parte di questo particolare studio, i nostri risultati offrono spunti cruciali per migliorare le esportazioni di ammoniaca e promuovere la sostenibilità”.
I risultati dello studio sono stati pubblicati prima della loro pubblicazione ufficiale nella versione online di Chem. L’Ing. J. il 13 maggio 2023. Questo lavoro è stato sostenuto dalla Fondazione nazionale di ricerca coreana (NRF), dal Centro di ricerca e dimostrazione sulla neutralità del carbonio dell’UNIST, dal Ministero del commercio, dell’industria e dell’energia e della Corea (MOTIE) e dalla Corea Istituto di valutazione della tecnologia industriale (KEIT). Si prevede che i loro risultati contribuiranno a far progredire la comprensione e l’utilizzo dell’ammoniaca come opzione praticabile per i sistemi di generazione di energia decentralizzati.
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