Le sonde per la misura della CO2 dimostrano l'efficacia del processo di cattura del carbonio
Cool Planet Technologies, fornitore specializzato nelle soluzioni a membrana per la cattura del carbonio, ha recentemente organizzato una dimostrazione dal vivo della sua tecnologia modulare per la cattura del carbonio in un impianto pilota a Grimsby, nel Regno Unito. I partecipanti hanno potuto osservare in tempo reale i livelli di CO2 prima e dopo la cattura, con dati continui forniti dalle sonde di misura in linea Vaisala MGP241.
Scenario
La crisi climatica impone a paesi e aziende in tutto il mondo la riduzione significativa delle emissioni di gas serra (GHG), un obiettivo che, in ultima analisi, dipenderà dalla decarbonizzazione e dall’abbandono dei combustibili fossili. Tuttavia, in diversi settori sarà piuttosto difficile raggiungere riduzioni significative delle emissioni. Tra questi rientrano, ad esempio, le emissioni di processo nei settori del cemento, della calce, dell’acciaio e della chimica, così come le emissioni da combustione in processi quali la termovalorizzazione dei rifiuti.
L'urgenza della crisi climatica, l'approssimarsi degli obiettivi di zero emissioni e il dilemma affrontato dai settori in cui è difficile la decarbonizzazione generano un'enorme domanda globale di tecnologie efficaci per la cattura del carbonio, in grado di essere economicamente operative su larga scala.
Cool Planet Technologies (CPT) è stata fondata nel 2019 da un gruppo composto principalmente da ex dirigenti del settore petrolifero e del gas, con l'unico obiettivo di rispondere alla domanda globale di tecnologie efficaci per la cattura del carbonio.
La tecnologia a membrana per la cattura della CO2
CPT è il partner commerciale di una tecnologia a membrana per la cattura del carbonio, sviluppata presso il centro di Helmholtz-Zentrum Hereon in Germania. Ciò garantisce a CPT i diritti esclusivi a livello mondiale per la commercializzazione della tecnologia di cattura del carbonio e delle membrane PolyActive™ di ultima generazione sviluppate da Hereon. Le due aziende hanno depositato una domanda di brevetto per il progetto del modulo di cattura del carbonio sviluppato congiuntamente e continueranno a collaborare per l'ulteriore sviluppo della tecnologia.
Torsten Brinkmann di Hereon afferma: "La tecnologia a membrana offre una serie di vantaggi rispetto ai metodi alternativi di cattura del carbonio. In particolare, non richiede l’impiego di sostanze chimiche né di materiali di consumo e le membrane hanno una durata operativa di circa cinque anni".
Confrontando le membrane di Hereon con quelle a fibra cava, Torsten aggiunge: "Le membrane piane offrono maggiore flessibilità nella scelta dei materiali specifici per l'applicazione e garantiscono una migliore dinamica dei fluidi lungo il percorso del flusso di gas, consentendo di sfruttare al massimo le proprietà intrinseche della membrana".
Riassumendo i vantaggi della tecnologia che usa membrane piane, il Chief Technology Officer di CPT, Simon Gorringe, afferma: "Queste membrane sono altamente efficienti, compatte, facili da utilizzare e rispettose dell’ambiente".
Per il successo della cattura del carbonio, è fondamentale trovare opportunità economicamente efficaci per l'utilizzo, lo stoccaggio o il sequestro della CO2. Quindi, una volta catturato il biossido di carbonio mediante la tecnologia di CPT, è possibile utilizzare un'unità di post-trattamento per purificare o liquefare la CO2 al grado alimentare o di sequestro.
Dimostrazione dell'efficacia della cattura del carbonio con sonde per CO2
Nelle prime fasi di sviluppo, le prestazioni operative dei moduli per la cattura del carbonio sono state previste da strumenti di simulazione sviluppati appositamente, che impiegano dati di permeazione a gas singolo come unico input sperimentale. Questi modelli sono stati successivamente confrontati con i test effettuati presso l’impianto pilota di Grimsby e si sono dimostrati estremamente accurati, con uno scostamento inferiore all’1% rispetto alla cattura di CO₂ prevista.
L'impianto pilota di cattura del carbonio di CPT a Grimsby è stato progettato per consentire il controllo del rapporto di pressione nelle membrane dei moduli e del contenuto di CO2 nel gas di alimentazione. L'impianto è dotato di due moduli CPT, sebbene sia in grado di ospitarne quattro. I due moduli presenti operano in serie e forniscono una superficie di membrana di 500 m2, offrendo una capacità di cattura della CO2 fino a 37.000 tonnellate all'anno (tpa).
CPT ha presentato due dimostrazioni dal vivo delle prestazioni di cattura del carbonio presso l’impianto di Grimsby all'inizio di giugno e nell'ottobre 2025, offrendo agli invitati, operanti in settori quali calce, cemento e acciaio, un proof of concept e una verifica delle prestazioni per i dati di cattura del carbonio di CPT.
Cinque sonde MGP241 di Vaisala monitorano in modo continuo le concentrazioni di CO2 nel gas di alimentazione, durante il processo, sia nel permeato che nel retentato. I dati vengono registrati una volta al secondo e l'efficienza della cattura del carbonio viene calcolata e visualizzata in tempo reale.
"La precisione e l'affidabilità delle sonde di CO2 è di fondamentale importanza" spiega Simon Gorringe. "Secondo le nostre ricerche iniziali, le sonde Vaisala risultavano rispondere ai nostri requisiti rigorosi ma, grazie all'impianto pilota, abbiamo eseguito calcoli di massa per verificarne la precisione. Fortunatamente, questo lavoro ha confermato gli elevati livelli di prestazioni assicurati dalle sonde Vaisala".
La sonda MGP241 è stata sviluppata appositamente per colmare un vuoto nel mercato delle sonde di misura della cattura del carbonio. L'esclusiva sonda MGP241 utilizza la tecnologia a infrarossi brevettata CARBOCAP® con taratura automatica per la misura in linea simultanea di biossido di carbonio e umidità. È importante sottolineare che le sonde sono in grado di misurare con precisione qualsiasi concentrazione di CO2 dallo 0 al 100%. Anche la misura dell'umidità è importante, poiché la condensazione favorisce la formazione di acidi con conseguenti danni dell'apparecchiatura.
Le prossime fasi
CPT ha recentemente annunciato l’avvio dell’assemblaggio del proprio impianto di cattura del carbonio da 10.000 tonnellate all’anno presso il sito di Höver. Il team di CPT responsabile della costruzione sta attualmente installando e collegando i moduli prefabbricati, operazione che dovrebbero richiedere circa due mesi. Secondo il programma, l'avvio delle attività di cattura è previsto per l'inizio del secondo trimestre 2026. Successivamente, l'impianto dimostrerà le prestazioni, l'efficacia economica e l'operatività della tecnologia di CPT su larga scala per un periodo di 12 mesi e utilizzerà inoltre le sonde Vaisala per verificare le prestazioni previste. CPT punta a raggiungere un recupero della CO₂ pari al 95%. CPT e Holcim collaboreranno quindi alla completa decarbonizzazione dello stabilimento di Höver, iniziando con la costruzione nel 2026 di un impianto di cattura del carbonio da 200.000 tonnellate all’anno (tpa). In una fase successiva è prevista la realizzazione di un impianto più grande, in grado di catturare circa il 90% delle emissioni di CO₂ del sito di Höver (circa 800.000 tpa), all’inizio del prossimo decennio.
Guardando al futuro, il CEO di CPT Andrew Corner afferma: "Con oltre 150 sedi in tutto il mondo, Holcim rappresenta un enorme potenziale di decarbonizzazione per la tecnologia di CPT". Tuttavia, considerate le dimensioni e l'urgenza della domanda di decarbonizzazione a livello globale, Andrew ci tiene a sottolineare il potenziale globale: "Fin dall'inizio siamo stati fermamente decisi a garantire non solo la modularità e la scalabilità della nostra soluzione per la cattura del carbonio, ma anche la sostenibilità in ambito ambientale e finanziario".
CPT si rivolge a tutti i settori in cui è difficile la decarbonizzazione e Andrew è convinto che il fattore chiave per sfruttare appieno questo potenziale sia garantire affidabilità e sicurezza in una soluzione efficiente per la cattura del carbonio. "Sono molto lieto di riconoscere il ruolo svolto dalle sonde Vaisala nel garantire questa fiducia" spiega. "I nostri clienti devono sapere quali livelli prestazionali possono aspettarsi dai nostri sistemi, quindi la misura in linea precisa e affidabile delle concentrazioni di CO2 riveste un'importanza critica".
