PIU’ ENERGIA VERDE SICURA CON IDROGENO DAI BATTERI

Da Taiwan la tecnologia Hymetec presenta al Festival Ecofuturo 2020 per produrre più energia dai rifiuti e biomasse.

C’è voluta la scoperta, per altro casuale, di una ceppo di batteri trovati in natura per risolvere un problema in modo semplice: estrarre l’idrogeno da sostanze organiche e con questo produrre energia sicura, verde e sempre disponibile. L’idrogeno è presente in abbondanza nel nostro Universo, solo nell’acqua questa molecola ne costituisce ben il 66% (H2O) ma è sempre presente in combinazione con altri elementi a cui va sottratto in genere con tecnologie complesse. A certi batteri evidentemente riesce più facilmente; batteri di cui bisogna certo prendersi cura per tenerli in buona salute e renderli operativi e funzionali  come nella soluzione trovata dai ricercatori del dipartimento di bioenergie dell’Università Feng Chai di Taichung a Taiwan, diretto dal prof. Stein Wu,  con il sistema Hymetec. D’altra parte il  cibo per loro è fortunatamente abbondantemente e sempre disponibile. Questo perché il ciclo vitale della Natura, l’impatto antropico e comunque anche l’intelligenza umana, produce (anche troppo in realtà), gestisce e manipola enormi quantità di rifiuti organici. Se a queste si aggiungono le biomasse frutto del ciclo agroindustriale e della forestazione, diventa realistico lo sviluppo intensivo di questa 4 forma di energia  pulita ottenuta da fonti rinnovabili dopo sole, vento, acqua: l’idrogeno che pure è contenuto in quest’ultima. Certo ad essi andrebbe aggiunto anche il metano (CH4) che pure ne contiene 4 parti su 5 e più noto agli utenti italiani che lo ricevono a casa da anni e prodotto anche questo con successo dalla digestione anaerobica di rifiuti organici e biomasse ma l’idrogeno ottenuto dalla digestione anaerobica di questo ceppo di batteri scoperto e utilizzato nella tecnologia Hymetec a Taiwan è 4  volte più potente del metano e quando combusto non lascia residui. Il potere calorifico del metano è 55,50 MJ/kg e l’idrogeno è 141,8 MJ/kr. Ergo, a parità di biomassa da trattare, anche l’estrazione del solo 15-20% di idrogeno consente anche di aumentare l’energia prodotta da un impianto tradizionale di biometano, magari già esistente, rendendolo non solo più efficiente perché sottrarre idrogeno non incide sulla estrazione del metano anzi caso mai la facilita ma è soprattutto più economico. I tecnici della azienda spin-off della Università di Taiwan garantiscono a seconda della materia prima da trattare dal 25 al 50% in più di energia. Non tutti i mix di rifiuti infatti hanno le stesse caratteristiche, ma si possono ottimizzare data la grande varietà costantemente prodotta da Uomo e Natura.

L’idrogeno utilizzabile come energia pulita a basso costo, ottenuta da scarti agricoli e allevamento non è un progetto, come pensano in molti in prima battuta ma una realtà industriale. Un bel servizio giornalistico  realizzato da National Geographic per la serie “Brown is the new Green” cioè il rifiuto (marrone) è la nuova Natura (verde), è stato realizzato in un allevamento medio grande di  maiali a Taiwan dove si trova un impianto industriale Hymetec e il video è disponibile su i canali NatGeo di Youtube.

Questa scoperta partita per caso nel 1996 e diventata realtà industriale negli ultimi 6-7 proviene da Taiwan, la repubblica indipendente che si trova a sud est della Cina meridionale conosciuta anche come isola di Formosa. Una nazione che per molti versi assomiglia all’Italia: nessuna risorsa naturale, una densità di abitanti superiore alla media, 2/3 dell’isola coperta da montagne, un tradizione filosofica/umanistica ancora presente nelle attività anche imprenditoriali e nelle scelte non solo sociali – che la contraddistingue dalla Cina Popolare basata solo sui numeri – migliaia di piccole medie imprese private piene di fantasia ma anche di esperti, qualche mega azienda sopratutto  di high-tech ma con un tasso di laureati impegnati nell’industria privata ben superiore a quello Italiano. Una università abituata a trasformare la ricerca in azioni e prodotti industriali, al contrario purtroppo della nostra, pur enormemente qualificata.

Questa tecnologia è la prima e unica al mondo attualmente funzionante e disponibile a privati. Dopo anni di scetticismo della comunità scientifica (forse perché troppo semplice per essere vera con ombre velate di invidia latente) e delle autorità pubbliche (paura sociale nel presentare l’idrogeno come cosa utile e non pericolosa), si presenta in Europa con  ottime aspettative industriali: sviluppata 13 anni fa è ancora insuperata, nonostante che la caccia alla produzione di energia pulita con l’idrogeno già nel mirino, stia impegnando ricercatori in tutto il Pianeta. Per funzionare e essere fonte di guadagno per le imprese private, oltre a essere protetta da brevetti, la tecnologia hymetec ha dovuto affrontare sfide inusuali come la gestione e mantenimento dei batteri, il trasporto del gas, mescolare l’idrogeno con il resto del syngas o del metano (che ne costituisce il 50% circa in genere), comunque estratto dal resto dell’impianto tradizionale e quindi rendere disponibile questo mix per il generatore di energia da immettere in rete – di cui normalmente sono dotati gli impianti da biomasse già installati in Italia – e in futuro, come già sta sperimentando Snam, da immettere in percentuale nella rete gas metano di cui sono monopolisti in Italia.  Già una tesi di dottorato della facoltà di ingegneria dell’Università di Pisa, del 2011 sulla sicurezza nucleare e industriale, disponibile in rete, presenta la miscela idrogeno metano come molto stabile anche con percentuali del 30%. La temperatura di auto-ignizione dell’idrogeno molecolare in aria è comunque di  585 °C (wikipedia) e lo scarto prodotto dalla combustione è “acqua” mentre la combustione del  metano produce  1 molecola di “anidride carbonica” e 2 di acqua. Quindi una miscela tra i due abbasserebbe l’impatto ambientale della combustione del puro metano.

In questo tipo di impianti al momento non viene previsto alcun stoccaggio dell’idrogeno che è il mal-di-testa di chi pensa all’idrogeno come fonte inesauribile di energia verde, ma il suo immediato utilizzo. Lo stoccaggio e il trasporto richiedono infatti di trasformare il gas in liquido a bassissime temperature (-252°C) e in questa forma richiede più accortezza nel trasporto.

Quindi un investimento in convenienza e rendimento dal momento che in Italia  per esempio la biomassa potrebbe essere molta di più di quella usata attualmente per ottenere: da una parte energia pulita e dall’altra sostanza organica utile per essere reinserita come ammendante, in agricoltura al posto o a integrazione dei fertilizzanti industriali che stanno chiedendo il conto al suolo in molti casi, dopo averlo reso sterile.

Questa tecnologia si concentra in un processo di fermentazione  suddiviso in 3 fasi: idrolisi, acidogenesi e metanogenesi. Nella parte di acidogenesi batteri super-selezionati producono idrogeno. Esso viene estratto convertendo acidi organici e alcol grazie all’azione di questo mix straordinario di batteri.  Il punto è che l’ìidrogeno è più “potente” del metano e questo rende efficiente anche un impianto di piccole dimensioni magari  esistente che può essere oggi integrato rendendo ancora più produttivo. Ed è proprio all’efficientamento degli impianti esistenti che potrebbe ripartire il mercato italiano della produzione di energia pulita da biomasse, inclusi gli scarti organici provenienti dalle città.

In una visione circolare della economica la tecnologia Hymetec è parte integrante di un processo che vede coinvolta anche la nuova politica della Comunità Europa con il  Green Deal Europeo ed promossa e rappresentata in Europa dalla società  Green Evolution sc (greenevo.it) membro della associazione nazionale Chimica Verde Bionet (www.chimicaverde.it).

Marco Benedetti vice presidente ass.naz. Chimica Verde Bionet