Il ruolo dell'idrogeno verde nella decarbonizzazione delle raffinerie
Le raffinerie sono oggi i maggiori consumatori di idrogeno.
Nonostante la prospettiva di un futuro a basse emissioni richieda una progressiva riduzione dei combustibili fossili, le società moderne dipendono ancora in larga misura dal petrolio.
In questo scenario, la decarbonizzazione delle raffinerie è fondamentale e urgente.
Tra le strategie per decarbonizzare questo settore, l’idrogeno verde per raffinerie si distingue per il suo potenziale di sostituire l’idrogeno fossile nei processi chiave della raffinazione, come idrocracking e desolforazione.
Questa transizione consente di ridurre le emissioni senza compromettere né la qualità dei prodotti né la capacità produttiva degli impianti.
L'idrogeno svolge un ruolo indispensabile nelle raffinerie moderne, principalmente nelle operazioni che destrutturano e purificano gli idrocarburi. Due dei processi che richiedono un maggiore impiego di idrogeno, l'idrocracking e l'idrodesolforazione, sono essenziali per la produzione di combustibili più puliti.
In particolare:
• L'idrocracking converte le frazioni di petrolio pesante in prodotti di maggior valore (benzina, carburante per aerei e diesel) grazie a idrogeno ad alta pressione e temperatura in presenza di catalizzatori.
• La desolforazione, o idrodesolforazione, rimuove i composti di zolfo dai combustibili per conformarsi alle normative ambientali e ridurre le emissioni di anidride solforosa durante la combustione. In questo caso, l'idrogeno reagisce con lo zolfo formando solfuro di idrogeno, un gas, che viene così rimosso dal combustibile.
Attualmente, l'idrogeno utilizzato in questi processi è prevalentemente “idrogeno grigio”, prodotto tramite lo steam reforming del metano (SMR), un processo che emette una quantità significativa di anidride carbonica. Ciò compromette i vantaggi ambientali della desolforazione e dell'idrocracking a valle.
L'idrogeno verde, prodotto tramite elettrolisi dell'acqua con energia rinnovabile , non comporta emissioni di carbonio.
Sostituendo l'idrogeno grigio con l'idrogeno verde nelle operazioni di raffinazione, è possibile eliminare quasi completamente le emissioni associate alla produzione di idrogeno. Questo passaggio non solo riduce la carbon footprint dei combustibili raffinati, ma allinea anche le raffinerie ai nuovi standard e ai quadri normativi sui combustibili a basse emissioni di carbonio.
L'integrazione dell'idrogeno verde nelle raffinerie è tecnicamente fattibile, poiché i processi utilizzano già grandi volumi di idrogeno. La sfida principale resta economica: l'idrogeno verde è attualmente più costoso rispetto alle sue controparti di origine fossile.
Tuttavia, con l’evoluzione delle tecnologie di elettrolisi e la crescente disponibilità di energia rinnovabile, si prevede un significativo calo dei costi.
Alcune raffinerie in Europa e Medio Oriente stanno già sperimentando l’impiego di idrogeno verde, attraverso reti miste di idrogeno o con elettrolizzatori dedicati per la desolforazione.
Questi primi utilizzatori stanno dimostrando non solo la fattibilità tecnica, ma anche il vantaggio strategico di operazioni a prova di futuro in un mondo in via di decarbonizzazione.
L’idrogeno verde rappresenta una leva pratica e potente per la decarbonizzazione delle raffinerie. Sostituendo l'idrogeno grigio nell'idrocracking e nella desolforazione, le raffinerie possono ridurre drasticamente la loro impronta di carbonio, garantendo al contempo la produzione di combustibili indispensabili.
Un passo decisivo per conciliare esigenze industriali, regolatorie e climatiche.