Come il calore del sole potrebbe aiutare a ripulire acciaio e cemento

Il sito solare termico Heliogen a Lancaster, California. Per gentile concessione di Eliogene

Negli anni, startup e gruppi di ricerca assortiti hanno strombazzato la promessa degli impianti solari termici, che utilizzano una vasta gamma di specchi per concentrare la luce solare e produrre elettricità dal calore risultante. Ma il settore ha lottato per produrre energia a basso costo e prendere piede sul mercato, anche se il prezzo dei pannelli solari è crollato.

L'imprenditore seriale Bill Gross, tuttavia, rimane un vero sostenitore della tecnologia. Martedì Gross, il presidente dell'incubatore Idealab e CEO della precedente azienda solare termica solare, ha annunciato un'impresa che salta la parte elettrica e mette il calore da utilizzare direttamente nei processi industriali.

Heliogen prevede di raggiungere temperature più elevate rispetto ai precedenti impianti commerciali, abbastanza calore per produrre cose come cemento, acciaio e idrogeno. La speranza è che questo calore solare possa sostituire i combustibili fossili solitamente necessari per guidare le reazioni necessarie, riducendo le emissioni di gas serra prodotte nel processo.

Se funziona come sperato, potrebbe fornire un tassello fondamentale nel puzzle della decarbonizzazione. Un Rapporto di ottobre del Center for Global Energy Policy della Columbia University ha scoperto che la combustione di combustibili fossili per produrre calore per i processi industriali produce circa il 10% delle emissioni globali di anidride carbonica, più di tutte le automobili del mondo.

Ci sarebbero, tuttavia, limitazioni su dove e come questa tecnologia potrebbe essere applicata. Le piante solari concentrate generalmente funzionano solo in zone molto soleggiate e non puoi spedire calore su lunghe distanze. Quindi le aziende industriali che vogliono sfruttare questo processo potrebbero dover costruire nuovi impianti vicino a questi impianti solari termici, o viceversa.

Il centro del deserto non è tipicamente un centro industriale, afferma Julio Friedmann, ricercatore senior presso il Center for Global Energy Policy e autore principale del rapporto.

Heliogen, con sede a Pasadena, in California, deve ancora dimostrare che la tecnologia funzionerà come afferma e a costi competitivi. L'azienda impiega circa 25 persone ma rifiuta di rivelare quanti soldi ha raccolto.

Un impianto solare termico standard raggiunge temperature di poco inferiori a 600 ˚C per riscaldare un mezzo come il sale fuso. Questo, a sua volta, viene utilizzato per convertire l'acqua in vapore, che aziona la turbina che produce elettricità.

Il trucco di Heliogen consiste nell'utilizzare telecamere ad alta risoluzione e software di visione artificiale per apportare piccole modifiche a ciascuno dei suoi specchi, allineando ogni raggio solare su un singolo, minuscolo punto.

L'azienda ha già costruito un piccolo impianto solare termico a Lancaster, in California, che ha raggiunto temperature superiori a 1.000 ˚C. Gross afferma che è la prima volta che tali temperature vengono raggiunte in una struttura commerciale e il comunicato stampa lo proclama un singolare risultato scientifico. Ma gli osservatori sul campo notano che altri gruppi commerciali e di ricerca hanno raggiunto temperature simili, almeno in esperimenti limitati, e che in ogni caso, la parte più complicata è lo sviluppo di sistemi in grado di resistere, trattenere e trasferire il calore.

Heliogen afferma che potrebbe utilizzare vari mezzi, comprese le particelle di ceramica, per inviare calore ai luoghi in cui vengono condotti i processi industriali. Tuttavia, alcuni processi in un'unica fase, come la produzione della calce, potrebbero essere riscaldati direttamente in loco dagli specchi solari.

Ma l'avvio dovrà anche raggiungere (e mantenere) temperature superiori a 1.000 ˚C per eseguire alcune delle applicazioni menzionate. Gli altiforni in acciaio funzionano a circa 1.100 ˚C, mentre i forni da cemento funzionano a circa 1.400 ˚C, osserva il Center for Global Energy Policy. E la scissione dell'acqua per produrre idrogeno richiederebbe temperature di circa 1.500 ˚C, afferma Heliogen.

Gross afferma che la tecnologia consente di raggiungerlo completamente e che l'azienda lavorerà verso questo obiettivo il prossimo anno. Ma una road map tecnologica non è una dimostrazione.

L'idrogeno, che di solito è derivato dal gas naturale, è utilizzato in una varietà di processi industriali, compresa la produzione di ammoniaca per i fertilizzanti. Una forma pulita potrebbe ridurre le emissioni in quei settori, funzionare direttamente come combustibile o essere combinata con l'anidride carbonica per produrre combustibili più densi di energia.

Date le limitazioni geografiche, è probabile che il solare termico non sostituirà presto le operazioni industriali esistenti, afferma Friedmann. Ma potrebbe fornire un'alternativa a basse emissioni per un'ulteriore crescita in questi settori, in particolare nelle aree con forti politiche climatiche, afferma.

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