Un recente studio dell’ENEA e dell’Università di Palermo ha evidenziato come l’integrazione del calore solare a concentrazione nei processi di distillazione del petrolio possa portare a significativi benefici in termini di riduzione delle emissioni di CO2 e di consumo di metano nelle raffinerie. La ricerca, pubblicata sulla rivista Energy, offre spunti importanti per affrontare le sfide legate alla transizione energetica, in un contesto in cui il petrolio continua a svolgere un ruolo cruciale nell’economia globale.
Nonostante gli sforzi per una transizione verso le energie rinnovabili, il mondo non è ancora pronto a lasciare completamente il petrolio. Questa risorsa, spesso definita "oro nero", rappresenta un elemento fondante delle infrastrutture energetiche e dei sistemi economici globali. Nel 2022, il settore industriale ha assorbito circa il 38% del consumo totale di energia, e le industrie chimiche e petrolchimiche, in particolare, continuano a mostrare una crescita della domanda energetica. Dal 2000 al 2016, si è registrato un incremento annuale della domanda di circa il 2%, affiancato da un aumento delle emissioni di CO2 del 2,5% all’anno.
Anche in un futuro in cui l’uso dei combustibili fossili sarà progressivamente ridotto, le raffinerie rimarranno attive per diversi decenni, dato che la domanda di combustibili petroliferi per il settore dei trasporti continuerà a sussistere. È essenziale, quindi, trovare soluzioni pratiche per decarbonizzare i processi di raffinazione, contribuendo così a una transizione meno impattante per l’ambiente.
Lo studio di ENEA e dell’Università di Palermo è focalizzato sulla distillazione del greggio, uno dei processi più energivori nelle raffinerie, in grado di assorbire fino al 40% dell’energia totale utilizzata. I ricercatori hanno ipotizzato l’integrazione del calore solare a concentrazione nel processo di distillazione, evidenziando il potenziale di ridurre le emissioni di CO2 di oltre il 10%, equivalenti a circa 54 mila tonnellate all’anno. A questo si aggiunge una significativa diminuzione dell’uso di metano, stimata intorno alle 20 mila tonnellate ogni anno.
L’innovativa proposta di utilizzare l’energia solare per il riscaldamento dei fluidi necessari alla distillazione ha dimostrato di essere non solo tecnicamente fattibile, ma anche economicamente vantaggiosa. I ricercatori hanno sottolineato come questo sistema possa essere implementato in modo efficace, specialmente in regioni con alta irradiazione solare.
Nonostante i vantaggi presentati, l’integrazione del calore solare nel processo di distillazione non è priva di complessità. Le centrifughe devono far fronte a un’alternanza di energia, data la natura intermittente della radiazione solare, mentre le raffinerie operano in condizioni di funzionamento continuo. È necessario sviluppare strategie specifiche per coordinare questi due aspetti, e garantire che l’energia solare venga utilizzata in modo ottimale.
Lo studio ha evidenziato che un impianto solare a concentrazione con una superficie di collettori di circa 330 mila metri quadrati potrebbe fornire in modo costante il calore necessario per il processo di distillazione, garantendo così un supporto energetico efficace per un’intera giornata operativa durante le giornate di bel tempo.
L’analisi tecnico-economica condotta nell’ambito della ricerca ha mostrato come l’implementazione di un impianto solare a concentrazione possa generare un tasso di ritorno dell’investimento del 16,2%, tenendo conto delle specifiche condizioni di irraggiamento. L’interesse per questa tecnologia non riguarda solo il settore italiano, ma solleva interrogativi anche in contesti internazionali. In particolare, un confronto con una raffineria situata negli Emirati Arabi Uniti ha mostrato che, sebbene l’intensità della radiazione solare sia simile, la distribuzione più uniforme dell’irraggiamento in quella regione permetterebbe una maggiore riduzione delle emissioni di CO2, raggiungendo il 17%.
Queste scoperte attestano l’importanza della localizzazione quando si pianificano impianti di energia rinnovabile, suggerendo che l’integrazione del calore solare è particolarmente vantaggiosa in aree con alta irradiazione solare e ampie disponibilità di spazio per installazioni solari. Con la crescente pressione per ridurre l’impatto ambientale delle operazioni industriali, questi studi offrono una direzione promettente nella ricerca di soluzioni sostenibili per la raffinazione del petrolio.