visore-biofissazione-anidride-carbonica.jpg

Biofissazione dell’anidride carbonica

I nostri due impianti pilota per produrre bio-olio da coltivazioni intensive di alghe microscopiche, alimentate dalla CO2 delle operazioni upstream.

La tecnologia

Stiamo sviluppando due diverse tecnologie per fissare la CO2 attraverso la coltivazione di microalghe. Nel polo tecnologico di Ragusa abbiamo attivato un primo impianto pilota per ricavare bio-olio da coltivazioni di microalghe, alimentate da luce solare concentrata e “fertilizzate” dalla CO2 che catturiamo dai pozzi upstream gestiti dalla nostra controllata Enimed. L’idrocarburo grezzo così ottenuto viene inviato nella bioraffineria di Gela per essere trasformato nel biodiesel con cui arricchiamo Eni Diesel +. Grazie a uno speciale design industriale, l’impianto di Ragusa riesce a convogliare l’anidride carbonica nei fotobioreattori a luce naturale dove coltiviamo le micro-alghe in acqua. Per intensificare il processo di crescita, l’acqua viene arricchita dell’anidride carbonica catturata e la luce del Sole viene concentrata. La sostanza vegetale prodotta viene raccolta, essiccata e trasformata in una farina algale ricca di lipidi da cui estraiamo il bio-olio, mentre l’acqua è depurata e resa disponibile per altri utilizzi. La stessa farina può essere anche utilizzata come componente di prodotti agroindustriali e farmaceutici. Sempre in questo campo, inoltre, nel Centro Ricerche per le Energie Rinnovabili e l’Ambiente di Novara stiamo sviluppando insieme al Politecnico di Torino un’ulteriore tecnologia di biofissazione in cui le alghe sono alimentate da luce artificiale che sfrutta le lunghezze d’onda preferite dalle piante per la fotosintesi.

Il contesto

Trovare nuovi modi per catturare l’anidride carbonica e riutilizzarla in processi industriali è strategico per ridurre le emissioni di gas climalteranti. Per la loro capacità di “chiudere il cerchio” del carbonio di origine antropica, questi interventi utilizzano l’approccio dell’economia circolare, già parte del nostro modello di business. In questo caso, la cattura delle molecole di CO2 avviene attraverso un processo naturale e cioè la biofissazione da parte di alghe microscopiche, coltivate in modo intensivo nei nostri fotobioreattori. Oltre a ridurre le emissioni del nostro settore upstream, da cui proviene l’anidride carbonica che fa crescere le coltivazioni algali, il sistema ha il doppio vantaggio di non occupare suolo agricolo, poiché è ospitato all’interno di un nostro sito industriale. Un ulteriore beneficio sta nelle opportunità di sviluppo locale che l’attivazione di progetti imprenditoriali basati su questi impianti potrebbe portare sul territorio.

La sfida tecnica

Come tutte le piante, anche le alghe hanno bisogno del Sole per crescere. In mare si sviluppano fin dove arriva la luce solare in modo inversamente proporzionale alla profondità, sotto di loro rimane una zona in penombra in cui la vita vegetale fa fatica a sostenersi. Per rendere efficiente il nostro sistema di coltivazione dovevamo portare la luce su tutta la colonna d’acqua. Per questo abbiamo inventato i “fotobioreattori”, sistemi che integrano energia solare e acquacultura algale. Adattandoli alle nostre due diverse tecnologie ne abbiamo realizzati di due tipi. Nell’impianto di Ragusa abbiamo installato sul tetto speciali pannelli costituiti da migliaia di lenti di Fresnel che inseguono il Sole, ne catturano la luce, e la concentrano in speciali fibre ottiche. Come lunghi filamenti luminescenti, queste scendono fin sul fondo di quattordici serbatoi cilindrici alti cinque metri pieni di acqua salata arricchita di CO2 proveniente dai pozzi upstream. In questo habitat artificiale ideale per lo sviluppo della flora acquatica avviene la coltivazione intensiva delle alghe. Per ottimizzare il ciclo, l’acqua delle vasche è costantemente rimescolata per uniformare l’esposizione. In questo modo, per ogni tonnellata di farina algale catturiamo 1,8 tonnellate di CO2. L’efficienza finale di questo processo di cattura dell’anidride carbonica è molto elevata: in un anno possiamo produrre 250 tonnellate di biomassa per ettaro, al cui interno riusciamo a intrappolare 450 tonnellate di CO2. Per fare un confronto, un ettaro coltivato a grano cattura solamente 6,5 tonnellate all’anno di anidride carbonica. Il segreto di questi risultati è la possibilità di riprodurre fino a 30 stagioni vegetative all’anno. Nella tecnologia che stiamo sviluppando al Centro Ricerche per le Energie Rinnovabili e l’Ambiente di Novara insieme al Politecnico di Torino, invece, abbiamo realizzato fotobioreattori multilayer in cui le alghe sono illuminate da un sistema a LED alimentato da pannelli solari accoppiati a batterie a flusso per garantire il funzionamento nell’arco delle 24 ore. Queste lampade emettono luce alle lunghezze d’onda preferite dalle alghe, intensificando al massimo il loro processo di crescita. Potendo funzionare giorno e notte senza interruzione, l’impianto arriva a produrre ben 650 tonnellate di biomassa l’anno per ettaro, intrappolando oltre 1000 tonnellate di CO2. Un risultato eccezionale ottenuto riproducendo fino a 70 stagioni l’anno.

albert-6.png

ALBERT #6 - Le alghe che mangiano CO2 | Eni Tv

Integrazione industriale

L’impianto sperimentale di Ragusa per la produzione di bio-olio da microalghe funziona in perfetta simbiosi con le operazioni upstream del vicino Centro Oli Eni gestito dalla nostra controllata Enimed. Il fatto di poter utilizzare la CO2 associata all’olio prodotto dai pozzi per ricavare biocarburanti di origine vegetale genera il doppio vantaggio di ridurre le emissioni delle nostre attività e mettere a disposizione nuovi prodotti sul mercato. L’attività al momento è in una avanzata fase sperimentale, necessaria per ottimizzare ogni passaggio e rendere massima l’efficienza dell’intero processo. Una volta che avremo a disposizione impianti produttivi veri e propri basati su questa tecnologia, gli ambiti di applicazione potrebbero essere innumerevoli: sia per il nostro business che in generale per il mondo dell’energia. Per il suo particolare design, infatti, il sistema a fotobioreattori occupa superfici talmente ridotte da poter essere facilmente installato in moltissimi siti industriali: ovunque ci sia a disposizione anidride carbonica da catturare.

video-co2-bio-olio-algale.jpg

Catturare CO2 per produrre bio-olio algale - #innovation4energy | Eni Video Channel

L’impatto sull’ambiente

I punti di forza delle nostre tecnologie per produrre bio-olio dalle microalghe sono la loro semplicità, compattezza e lo sfruttamento della luce solare concentrata o di LED a lunghezza d’onda ottimizzata per eliminare anidride carbonica trasformandola in sostanze preziose. Questi fattori, le rendono interessanti per applicazioni nei contesti più vari, compatibili con gli scenari operativi dell’industria energetica. Una volta sviluppati a livello industriale, questi impianti potrebbero dare un contributo importante alla riduzione delle emissioni di CO2 delle operazioni upstream e di altri settori industriali, con il vantaggio di ottenere un prodotto finito come la farina algale, utilizzabile nel settore downstream o commercializzabile per altri processi produttivi. Entrambi questi aspetti fanno sì che questa tecnologia possa essere diffusa in modo capillare e proprio questa caratteristica amplifica il potenziale impatto positivo che potrebbe avere sul contenimento delle emissioni di anidride carbonica.