Modellazione di un hub energetico per la valorizzazione di energia rinnovabile mediante strategie Power to X

L’aumento della concentrazione atmosferica di CO₂ e di altri gas climalteranti, dovuto principalmente all’uso di combustibili fossili nei settori energetico, industriale e dei trasporti, rappresenta una delle principali cause del cambiamento climatico. La necessità di ridurre le emissioni ha posto la decarbonizzazione dei sistemi energetici e produttivi al centro delle politiche internazionali, promuovendo l’integrazione di fonti rinnovabili, sistemi di accumulo e nuovi vettori energetici. In questo contesto, il presente lavoro sviluppa e valida un modello integrato di hub energetico capace di valorizzare energia elettrica rinnovabile non programmabile tramite percorsi Power-to-X (PtX), con produzione di e-methanol come e-fuel di riferimento. A seguito di un’analisi bibliografica e di mercato è stato selezionato il metanolo sintetico prodotto tramite configurazione Two-Step (processo CAMERE), che prevede la conversione della CO₂ in CO mediante reazione Reverse Water Gas Shift (RWGS) e la successiva sintesi catalitica del metanolo da syngas. Sono stati definiti funzioni e confini dell’hub energetico e sviluppato il design concettuale del processo PtX. La progettazione e ottimizzazione dei parametri operativi sono state condotte introducendo Key Performance Indicators (KPIs) energetici, ambientali ed economici, insieme a un’analisi di sensitività sui principali parametri di processo (ricircolo e spurgo), evidenziando il compromesso tra conversione, consumi energetici e stabilità operativa. Il caso studio considera un sistema alimentato da fonti rinnovabili variabili (fotovoltaico ed eolico) e analizza diverse strategie operative di gestione dell’hub. I risultati evidenziano la robustezza tecnica e ambientale del sistema, a fronte di criticità economiche legate ai costi tecnologici e alle attuali condizioni di mercato del metanolo.