Produzione di idrogeno da rifiuti: valutazione degli impatti ambientali e dell’influenza dei parametri di processo attraverso l’analisi LCA

La crescente produzione di rifiuti e il fabbisogno di energia sostenibile hanno portato a un crescente interesse verso tecnologie innovative capaci di valorizzare gli scarti trasformandoli in fonti energetiche. In questo contesto, il processo di gassificazione dei rifiuti per la produzione di idrogeno rappresenta una promettente alternativa ai metodi convenzionali di smaltimento rifiuti e generazione di energia, contribuendo alla transizione verso un sistema energetico più sostenibile. Questa tesi si propone di analizzare l’impatto ambientale della produzione di idrogeno da rifiuti attraverso il processo Waste-to-Hydrogen (WtH2), con integrazione di tecnologie di cattura e stoccaggio della CO₂ (CCS). Lo studio è condotto attraverso l’Analisi del Ciclo di Vita (LCA), una metodologia che permette di valutare gli effetti ambientali lungo l’intero ciclo di produzione, individuando i principali fattori che influenzano la sostenibilità del processo. L'elaborato individua uno schema di processo di riferimento e sviluppa un modello analitico per simulare il sistema e valutarne le prestazioni, considerando vari scenari e analizzando l’influenza dei parametri operativi sulle emissioni e sull’efficienza complessiva. I risultati ottenuti mostrano come l'impatto ambientale del concept WtH2 è fortemente influenzato dall'incertezza sulle principali variabili di processo. L'ottimizzazione dell'efficienza di stadi di processo quali la purificazione di idrogeno mediante PSA e la cattura CO₂ tramite amine scrubbing possono ridurre rispettivamente dl circa il 6% e il 9% la carbon footprint del processo. La principale variabile che influenza la sostenibilità del processo è la composizione di syngas ottenibile a valle della gassificazione del rifiuto: passando da un contenuto di idrogeno del 30 vol% al 46 vol% (estremi di un range realistico di composizione), la carbon footprint del processo è ridotta del 75%.