Entro il 2050 saranno prodotti 3,88 miliardi di tonnellate di rifiuti all’anno a livello globale, con una crescita del 73% rispetto al 2020. Un dato preoccupante soprattutto considerando che la gran parte dei rifiuti ancora viene smaltito in discarica, con l’inevitabile emissione di gas composti da anidride carbonica e metano: quest’ultimo è il secondo gas serra più inquinante dopo l’anidride carbonica. Secondo le stime, saranno sprigionate nell’aria 13 milioni di tonnellate di metano all’anno, a livello globale, dal settore del trattamento di acque e rifiuti nel prossimo decennio, numero che avrà un impatto dirompente nella lotta contro i cambiamenti climatici. Si tratta infatti di un gas serra 25 volte più potente dell’anidride carbonica stessa a parità di massa. E in Italia? Il 75% delle emissioni di gas serra dal settore dei rifiuti proviene dalle discariche e solo il 25% dagli impianti di trattamento. Le emissioni del solo metano, a livello nazionale, ammontano a circa 1,7 milioni di tonnellate all’anno, contribuendo così in maniera significativa al riscaldamento globale. Per riabilitare i siti di discarica e trovare un utilizzo alternativo a questa tipologia di gas serra, l’Unicusano ha promosso un dottorato di ricerca cofinanziato dalla Regione Lazio. Della durata di tre anni, “LFGtoGreenH2 – Idrogeno verde: processi innovativi di produzione dal gas di discarica” punterà a teorizzare modelli di processi per catturare il metano rilasciato in atmosfera dai rifiuti organici e ottenerne la trasformazione in idrogeno verde attraverso i processi termici di reforming a temperature elevate (circa 700-800° C).
In particolare il team guidato dalla professoressa Lidia Lombardi studierà processi innovativi di valorizzazione del gas da discarica (LFG) per produrre idrogeno (H2), un vettore energetico che rappresenterà una parte importante della complessiva strategia dell’EU per l’integrazione del sistema energetico europeo. Con questo scopo, l’attività di ricerca si dedicherà all’analisi completa dei processi di reforming per la conversione del LFG in H2, attraverso la modellazione dei processi più promettenti – dry reforming e steam reforming – inseriti nel layout complessivo di un ipotetico impianto di produzione di H2, con attenzione alla definizione della tipologia di dispositivi/reattori da utilizzare. Il lavoro modellistico, supportato da approfondimenti sperimentali in laboratorio sui processi più interessanti per la specifica applicazione, permetterà la definizione dei bilanci di massa e di energia, fornendo le basi per la definizione del layout di tipo industriale, e successivamente effettuare la valutazione tecnico-economica e la valutazione energetico-ambientale dei processi analizzati. Lo studio promosso dall’Unicusano servirà a rispondere anche alle domande sul rapporto costi/benefici, valutando gli aspetti economici (costi di produzione dell’idrogeno, l’ammontare degli investimenti, la definizione di un costo di produzione), e sugli indicatori ambientali, ovvero quanto sia favorevole o meno questo tipo di processo in termini di emissioni di gas serra o del consumo delle risorse.
“Dopo l’analisi di fattibilità tecnica, dobbiamo tracciare un bilancio non solo economico ma anche ambientale – spiega la professoressa Lidia Lombardi – per capire se, effettivamente, gli scenari futuri aperti dallo studio siano migliorativi rispetto allo stato dell’arte, accompagnando lo sviluppo dei processi innovativi alla ricerca delle condizioni ambientalmente più sostenibili”. E aggiunge: “Parliamo spesso di economia circolare, ma dobbiamo assicuraci che i complessi processi necessari al recupero di risorse dai rifiuti siano effettivamente migliorativi dal punto di vista dell’impatto ambientale, rispetto ai processi consolidati. Quindi bisogna fare molta attenzione a cercare di limitarne i consumi e a sviluppare processi di recupero dei materiali – o dell’energia – che siano anche ambientalmente sostenibili. L’economia circolare è l’obiettivo verso cui la nostra società deve tendere, ma con attenzione a che sia effettivamente sostenibile”. Alla parte teorica farà seguito la parte pratica di attuazione dei modelli elaborati grazie alla collaborazione con l’azienda IND.ECO s.r.l. (parte del Greenthesis Group), che gestisce il sito di discarica di Borgo Montello a Latina.
