Il procedimento semplifica la trasformazione anche in gas e fertilizzanti
Come trasformare le alghe in petrolio in meno di un’ora [VIDEO]
«Stiamo duplicando un processo durato milioni di anni ma molto, molto più velocemente»
[27 Dicembre 2013]
Gli ingegneri statunitensi del Pacific Northwest National Laboratory (Pnnl) del dipartimento dell’Energia Usa hanno creato un processo chimico continuo che produce in pochi minuti petrolio greggio da una pasta di alghe verdi della consistenza di una zuppa di piselli.
Secondo la ricerca “Process development for hydrothermal liquefaction of algae feedstocks in a continuous-flow reactor” pubblicata recentemente su Algal Research, «con un’ulteriore raffinazione convenzionale, il petrolio greggio di alghe viene convertito in carburanti per aerei, benzina o gasolio. E le acque reflue vengono ulteriormente elaborate, producendo gas e sostanze come potassio e azoto, che, insieme all’acqua depurata, possono anche essere riciclate per far crescere più alghe. Negli esperimenti del team, generalmente più del 50% del carbonio delle alghe (a volte fino al 70%) viene convertito in petrolio greggio. La tecnologia ha già interessato una biofuels company dello Utah, la Genifuel Corp, che ne ha acquistato la licenza e sta lavorando con un partner industriale per costruire un impianto pilota per utilizzarla.
Il procedimento inventato dai ricercatori del Pnnl prevede che un impasto di alghe umide venga pompato in un reattore chimico e, una volta che il sistema è attivo e funzionante, in meno di un’ora viene fuori greggio, acqua ed un flusso di sottoprodotti contenente fosforo da utilizzare come fertilizzante.
Le alghe sono da molto tempo considerate una potenziale fonte di biocarburante e diverse companies hanno già prodotto combustibili a base di alghe a livello di ricerca, ma questo carburante è ancora troppo costoso. La tecnologia Pnnl sfrutta la potenziale efficienza dell’energia delle alghe e comprende una serie di metodi per ridurre il costo di produzione del carburante.
Douglas Elliott, il laboratory fellow a capo del team di ricerca del Pmml, spiega che «il costo è il grande ostacolo per il carburante a base di alghe. Crediamo che il processo che abbiamo creato contribuirà a rendere i biocarburanti da alghe molto più economici».
Gli scienziati e gli ingegneri del Pnnl hanno semplificato la produzione di petrolio greggio da alghe combinando diversi passaggi chimici in un processo continuo. Lo step più importante e conveniente è che il processo funziona con le alghe umide. La maggior parte degli attuali procedimenti richiedono l’essiccamento delle alghe, un processo costoso e che richiede molta energia. Il nuovo procedimento funziona con un impasto alghe che contiene addirittura dall’80 al 90% di acqua.
Elliott spiega: «Non dover asciugare le alghe è la grande vittoria di questo processo, questo taglio dei costi è un ottimo affare. Poi ci sono i bonus, come l’essere in grado di estrarre gas utilizzabile dall’acqua reflua e poi riciclare l’acqua residua e le sostanze nutritive per aiutare a far crescere più alghe, il che riduce ulteriormente i costi».
Anche altri team di ricerca hanno testato processi simili per produrre biocarburante dalle alghe bagnate, ma la maggior parte di questi lavori viene eseguito un passo alla volta, mentre il sistema Pnnl funziona in continuo, trattando nel reattore di ricerca circa 1,5 litri di impasto di alghe all’ora. Può sembrare poco, ma è il prototipo del sistema continuo necessario per la produzione commerciale su larga scala.
Il sistema Pnnl elimina anche un altro passo richiesto dagli metodi attualmente in uso di trattamento delle alghe: la necessità di una complessa elaborazione con solventi, come l’esano, per estrarre gli olii ricchi di energia dal resto delle alghe. Il team Pnnl lavora infatti tutta la massa di alghe, utilizzando acqua molto calda e ad alta pressione per dividere le sostanze utili, convertendo così la maggior parte della biomassa in combustibili liquidi e gassosi. Il sistema funziona a circa 350 gradi Celsius e ad una pressione di circa 3.000 PSI, combinando processi noti come liquefazione idrotermale e gassificazione catalitica idrotermale.
Elliott ammette che questo sistema ad alta pressione non è facile né economico da costruire, il che è uno svantaggio per la tecnologia, ma alla fine i risparmi più che compensano l’investimento. «E’ un po’ come usare una pentola a pressione – spiega – solo che le pressioni e le temperature che utilizziamo sono molto più alte In un certo senso, stiamo duplicando il processo all’interno della Terra che ha convertito le alghe in petrolio nel corso di milioni di anni. Lo stiamo solo facendo molto, molto più velocemente»
Elliott ha lavorato alla tecnologia idrotermica per quasi 40 anni, applicandola a una varietà di sostanze, compresi i trucioli di legno. Dal 2008 la Genifuel Corp. lavora a stretto contatto con il team di Elliott ed il suo presidente, James Oyler, è convinto che «questa è stata davvero una collaborazione proficua sia per Genifuel che per il Pnnl. Il processo di liquefazione idrotermale che il Pnnl ha sviluppato per la biomassa rende la conversione di alghe in biocarburante molto più economica. Genifuel è il partner per migliorare la tecnologia e renderla fattibile per l’utilizzo in un sistema commerciale. E’ una sfida formidabile: realizzare un biocarburante che sia economicamente competitivo con i combustibili tradizionali a base di petrolio. Questo è un enorme passo avanti nella giusta direzione».