Life cycle assessment (LCA) di un processo catalitico di conversione del metano in idrogeno e nanotubi di carbonio

A causa della crisi degli idrocarburi, dovuta ad una loro carenza e ad un aumento dei prezzi dell’energia, negli ultimi decenni la necessità di sviluppare nuove tecnologie per la produzione e l’approvvigionamento di fonti energetiche alternative ha acquisito sempre più valore. L’idrogeno è l’elemento più abbondante dell’universo, può essere prodotto a partire da qualsiasi fonte energetica primaria disponibile e mostra il più elevato contenuto di energia specifica di tutti i combustibili convenzionali. Per questi motivi è considerato tra i principali combustibili alternativi. Tuttavia, attualmente il 95% di idrogeno è prodotto con un elevato numero di emissioni di CO2. Il progetto STORMING ha lo scopo di realizzare dei reattori per la conversione catalitica del biometano in idrogeno e nanotubi di carbonio. Il presente studio vuole effettuare una prima valutazione degli impatti ambientali applicando la metodologia LCA al processo su scala di laboratorio. È stata analizzata la preparazione di due dei catalizzatori più efficienti e la loro reazione con il metano. Si è reso necessario effettuare numerose assunzioni e approssimazioni, a partire dalle stime dei consumi energetici fino alle produttività di idrogeno e di carbonio. Lo studio è stato diviso in due macro-stadi: preparazione del catalizzatore e reazione; per ognuno dei due è stata scelta un’unità funzionale specifica. Il catalizzatore 1 e il catalizzatore 2 subiscono un pre-trattamento di riduzione con flusso di idrogeno e sono contraddistinti da flussi di materia e di energia molto simili, mentre il catalizzatore 1 non pretrattato e il catalizzatore 2 non pretrattato differiscono dai primi due principalmente per i flussi energetici (diminuiti) e per la loro migliore produttività. Tali caratteristiche fanno sì che questi ultimi due catalizzatori mostrino impatti ambientali più contenuti rispetto al catalizzatore 1 e al catalizzatore 2 pretrattati, sia nella preparazione sia nella reazione con il metano.