L’utilizzo di coltivazioni di microalghe per ridurre le emissioni di CO2 è un campo che ha ricevuto molta attenzione negli ultimi anni, in quanto è una possibile strada verso l’abbattimento delle emissioni del settore industriale. In questo studio si vuole andare a determinare il consumo di risorse che l’eventuale implementazione su scala industriale di queste coltivazioni avrebbe. In particolare, si sono analizzati due metodi per la coltivazione delle microalghe, un sistema open pond, che usa luce solare diretta, e un fotobioreattore a luce artificiale generata da LED. I processi industriali presi in esame per questo studio sono quelli con emissioni di CO2 più significative. In particolare sono: acciaierie, cementifici, vetrerie, impianti di produzione di idrogeno e impianti di produzione di energia a partire da gas naturale. Per ciascun processo si prendono da articoli scientifici le composizioni dei gas di scarto provenienti da un generico impianto di dimensioni nella media, così da avere dei valori generali delle portate di CO2 provenienti da ciascun impianto. Per il sistema open pond non c’è un consumo di energia elettrica, poiché l’energia necessaria per la fotosintesi delle microalghe viene dalla luce solare. Per calcolare le aree necessarie all’assorbimento della CO2 generata da ciascun impianto, si usano semplici modelli matematici. La seconda parte dello studio si concentra su coltivazioni fatte in fotobioreattori a illuminazione artificiale. Questi hanno configurazione tale per cui gli ingombri areali sono molto più ridotti, ma necessitano di energia elettrica per operare. I consumi per ciascun impianto sono stati calcolati usando un valore di efficienza energetica totale preso da letteratura. Dai calcoli effettuati, risulta che per la configurazione open pond le aree da impiegare per ciascun impianto sono molto alte e rendono poco realistico l’applicazione di questo modello su scala industriale. Per il fotobioreattore risulta invece che il consumo di energia elettrica per la sola illuminazione è, nella maggior parte dei casi, diverse volte più alto del consumo energetico dell’impianto di base.
Valutazione energetica di processi per la biofissazione di diossido di carbonio fossile
PIASENTIER, PIERO
2022/2023
Abstract
L’utilizzo di coltivazioni di microalghe per ridurre le emissioni di CO2 è un campo che ha ricevuto molta attenzione negli ultimi anni, in quanto è una possibile strada verso l’abbattimento delle emissioni del settore industriale. In questo studio si vuole andare a determinare il consumo di risorse che l’eventuale implementazione su scala industriale di queste coltivazioni avrebbe. In particolare, si sono analizzati due metodi per la coltivazione delle microalghe, un sistema open pond, che usa luce solare diretta, e un fotobioreattore a luce artificiale generata da LED. I processi industriali presi in esame per questo studio sono quelli con emissioni di CO2 più significative. In particolare sono: acciaierie, cementifici, vetrerie, impianti di produzione di idrogeno e impianti di produzione di energia a partire da gas naturale. Per ciascun processo si prendono da articoli scientifici le composizioni dei gas di scarto provenienti da un generico impianto di dimensioni nella media, così da avere dei valori generali delle portate di CO2 provenienti da ciascun impianto. Per il sistema open pond non c’è un consumo di energia elettrica, poiché l’energia necessaria per la fotosintesi delle microalghe viene dalla luce solare. Per calcolare le aree necessarie all’assorbimento della CO2 generata da ciascun impianto, si usano semplici modelli matematici. La seconda parte dello studio si concentra su coltivazioni fatte in fotobioreattori a illuminazione artificiale. Questi hanno configurazione tale per cui gli ingombri areali sono molto più ridotti, ma necessitano di energia elettrica per operare. I consumi per ciascun impianto sono stati calcolati usando un valore di efficienza energetica totale preso da letteratura. Dai calcoli effettuati, risulta che per la configurazione open pond le aree da impiegare per ciascun impianto sono molto alte e rendono poco realistico l’applicazione di questo modello su scala industriale. Per il fotobioreattore risulta invece che il consumo di energia elettrica per la sola illuminazione è, nella maggior parte dei casi, diverse volte più alto del consumo energetico dell’impianto di base.File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.12608/43927