Discussione:Centro Ricerche Eni di Novara

L'energia solare può essere considerata la fonte di energia primaria per eccellenza. Il suo sfruttamento può avvenire attraverso la conversione diretta della luce in energia elettrica (effetto fotovoltaico). Il componente base dei sistemi fotovoltaici è la cella solare costituita da una fetta (wafer) di qualche decimo di millimetro o uno strato sottile di pochi micron di materiale semiconduttore, quale il silicio, opportunamente trattato. Attualmente i costi di generazione elettrica da impianti fotovoltaici sono ancora elevati (0,2-0,5 €/kWh). Il superamento dei limiti attuali richiede l'introduzione di tecnologie in grado di ridurre la quantità di silicio impiegata a parità di energia prodotta e nel lungo termine la sostituzione del silicio con materiali polimerici o organici il cui costo di produzione sia significativamente più basso, con prestazioni confrontabili con quelle del silicio che raggiunge anche il 20% di efficienza.

thumb|Schema di Impianto CSP (Concentrating Solar Energy)

L’energia solare può anche essere impiegata per alimentare cicli termodinamici convenzionali (tecnologia CSP, concentrazione solare). La tecnologia CSP più consolidata è quella che utilizza concentratori parabolici lineari. In questo caso si impiegano ampi campi di specchi (che occupano circa 2-3 ettari per ogni MW installato) orientati in modo da focalizzare la luce su opportuni elementi ricevitori in cui è riscaldato un fluido termovettore (es: olio diatermico, ma anche sali fusi, come nel progetto Archimede^[1] di Enea). Il fluido cede la sua energia termica producendo vapore acqueo che alimenta un classico ciclo a vapore per la produzione di energia elettrica.

Come per altre fonti rinnovabili, l’energia elettrica prodotta da questi impianti attualmente non risulta economicamente competitiva rispetto a quella proveniente da centrali convenzionali, per cui la ricerca ha come obiettivo primario la riduzione dei costi di produzione del kWh, attraverso l’individuazione di soluzioni originali (per esempio: un collettore parabolico lineare innovativo; tubi ricevitori con nuove geometrie). Nel 2010 è stato realizzato dal MIT un prototipo in scala di un nuovo collettore parabolico lineare, che permette una significativa riduzione di costo rispetto ai componenti attualmente utilizzati. Inoltre sono stati sperimentati nuovi ricoprimenti selettivi per i tubi ricevitori e nuovi fluidi termo vettori, come miscele di sali fusi basso fondenti o gas.

Ciò contribuirà a ridurre sensibilmente i costi di produzione e risparmiare i materiali (Silicio), passando dagli attuali 8 grammi per watt a 3 grammi per watt. Per raggiungere gli obiettivi descritti i partner di questo progetto hanno costituito un consorzio, che include quattro istituti di ricerca leader in Europa, nonché quattro imprese con competenza nel settore delle celle e dei moduli solari.

L'abbattimento dell'impatto ambientale delle attività delle società petrolifere costituirà un requisito imprescindibile di sopravvivenza e successo: la tecnologia gioca un ruolo chiave in questa sfida. La grande attenzione verso la protezione dell'ambiente è un tratto che accomuna i paesi produttori e i paesi grandi utilizzatori di energia. Le compagnie petrolifere operano in entrambe queste realtà e sono chiamate a rendere la produzione e l'impiego delle fonti fossili compatibili con la salvaguardia dell'ecosistema dei luoghi in cui operano attraverso l'impiego di comportamenti e operazioni caratterizzati da impronte ambientali minime. Questo impegno è solo il punto di partenza di un cambiamento che richiederà all'industria energetica di sviluppare tecnologie in grado di abbattere, fino a renderlo nullo, il potenziale inquinante delle proprie attività e di recuperare danni inflitti al territorio nel passato.

Le acque derivanti dalla produzione di gas e petrolio e quelle di falda dei megasiti petrolchimici sono caratterizzate dalla presenza di un numero elevato di contaminanti chimici^[2]:: per esempio, dispersioni oleose unitamente a soluzioni di composti organici (aromatici, ossigenati, alogenati) ed inorganici (e.g. ioni mercurio, piombo, arsenico). La varietà dei contaminanti e la frequente presenza di acque salmastre, contribuisce alla complessità delle operazioni di trattamento.

Una tecnologia di contenimento dell’inquinamento è rappresentata dalla realizzazione di barriere sul fronte della falda, accoppiate a tecnologie di tipo pump and treat (P&T) che prevedono l’estrazione delle acque contaminate dal sottosuolo ed il loro trattamento in superficie. Questo tipo di interventi è molto oneroso, soprattutto a causa degli elevati costi operativi dovuti alle operazioni di pompaggio. In alternativa è stato proposto l’impiego di barriere reattive permeabili^[3](PRB), inserite direttamente nella falda attraverso pozzi o trincee (vedi Figura). In questo caso, il trattamento avviene direttamente in-situ attraverso l’impiego di materiali porosi in grado di trattenere selettivamente i contaminanti. Questa tecnologia richiede materiali porosi selettivi, dotati di elevata capacità specifica, facilmente rigenerabili una volta saturi e resistenti alle condizioni d’esercizio nel sottosuolo.

Il problema degli sversamenti di petrolio e idrocarburi in mare (oil spill) esiste dalla nascita della industria petrolifera e i grandi disastri sono stati tradizionalmente legati agli incidenti occorsi al trasporto del greggio con grandi petroliere o al naufragio. L’inquinamento diretto da giacimenti offshore è invece venuto alla ribalta recentemente, con l’incidente avvenuto alla BP nel Golfo del Messico (60.000-100.000 barili di petrolio disperso in mare, al giorno). La capacità di fronteggiare eventi di una tale portata, e di contenere e mitigare nello stesso tempo gli effetti ambientali che ne derivano, rappresenta una esigenza irrinunciabile dell’industria petrolifera.

I solventi clorurati^[4] costituiscono una fonte di inquinamento tra le più critiche. Le tecnologie di bonifica disponibili sono spesso poco efficaci e possono generare prodotti di degradazione più tossici dell’inquinante di partenza. Le tecniche di bioremediation, basate sulla degradazione biologica, si pongono come alternativa economicamente efficace, purché nel sito ci sia la presenza di una flora microbica attiva dal punto di vista della dealogenazione.

thumb|Schema di processo ElectroKinetic Remediation Technology

La contaminazione di metalli pesanti, ed in particolare di mercurio, derivati sia dalle attività industriali (impianti cloro-soda), sia dalla attività di estrazione mineraria, è abbastanza diffusa in Italia. Per la bonifica in situ dei suoli contaminati da mercurio, sono potenzialmente di interesse tecnologie elettrochimiche tipo ElectroKinetic Remediation Technology (EKRT). La rimozione elettrocinetica del mercurio presenta comunque delle limitazioni in particolare per quanto concerne la sua mobilizzazione. Le tecnologia prevede di installare degli elettrodi nel terreno e la ricircolazione di una soluzione elettrolitica. Il Hg metallico, immerso nelle linee di corrente generate tra gli elettrodi, tende a ossidarsi, generando ioni Hg²⁺. Al fine di incrementarne la mobilità presso il Centro Ricerche per le Energie Non Convenzionali sono state valutati diverse soluzione elettrolitiche. La mobilità dello ione Hg²⁺ ne consente la rimozione dal suolo e la sua concentrazione nella soluzione elettrolitica.

====Fito-riqualificazione di siti contaminati da metalli pesanti====

thumb|Schema del processo di phytoremediation

L'inquinamento dei suoli da parte di sostanze pericolose come i metalli pesanti è un grave problema che si ripercuote pesantemente sulla salute dell’uomo. Poiché i metalli non possono essere degradati, la decontaminazione consiste nella loro rimozione. La phytoremediation, intesa come impiego di piante per la rimozione di inquinanti dall’ambiente, è da tempo considerata una tecnologia molto promettente e sono state identificate numerose specie vegetali accumulatrici di metalli pesanti.

La phytoremediation è una tecnologia ecosostenibile, si applica direttamente in situ, è in grado di trattare ampie superfici contaminate evitando smaltimenti in discarica, può essere applicata a diversi tipi di inquinanti, è generalmente poco costosa, ha un buon impatto sull’opinione pubblica e utilizza l’energia solare. Obiettivo del progetto è la messa a punto di metodi efficaci di fitoestrazione di siti, contaminati principalmente da arsenico e piombo, mediante l’impiego di piante scelte per la loro capacità di estrarre i metalli dal suolo e di accumularli nella porzione aerea della pianta. Per la riuscita del trattamento è fondamentale la biodisponibilità del metallo, ovvero la frazione solubile disponibile per l’assorbimento da parte delle radici. Le prime specie sperimentate, Brassica juncea, Lupinus albus e Helianthus annuus, hanno fornito risultati interessanti. Per rendere la phytoremediation ancora più sostenibile, soprattutto dal punto di vista economico, si sta valutando la possibile trasformazione della biomassa raccolta per scopi energetici.^{[Cosa c'entra con l'istituto?]}

La concentrazione totale di un contaminante, determinata per estrazione completa ed analisi chimica dei campioni di suoli o sedimenti, porta spesso a sovrastimare la pericolosità di un sito. Nella bonifica dei siti contaminati è di fondamentale importanza la scelta del criterio per determinare i limiti di accettabilità della contaminazione. Gli standard qualitativi di bonifica di un suolo sono fissati per legge e si esegue un’analisi del rischio con obiettivi vicini ai limiti tabellari (in Italia Dlgs 152/06^[5]). Tali standard sono di norma molto conservativi.

Nel medio-lungo termine eni intende sviluppare processi potenzialmente breakthrough nella produzione di biocarburanti. Secondo la Normativa Europea 2020 e la direttiva sulla Fuel Quality, i biocarburanti dovranno contribuire a fornire un'energia rinnovabile alternativa ai combustibili fossili nel settore dei trasporti, purché prodotti secondo criteri di sostenibilità e non in competizione con il settore alimentare, con quote progressive fino al 2020. L'impiego dei biocarburanti offre vantaggi ambientali legati all'assenza di emissioni inquinanti (zolfo e idrocarburi poliaromatici), minori emissioni di gas serra in un'ottica LCA (Life Cycle Analysis), anche se consente rese energetiche inferiori rispetto ai combustibili fossili. L'attività di R&S di eni è concentrata sulla produzione di biocarburanti con prestazioni elevate – es. biofuel pro diesel^[6] con numero di cetano superiore al gasolio tradizionale – e di bio-energia attraverso la conversione di biomasse non edibili. Eni ha sviluppato la tecnologia Ecofining^TM , in collaborazione con il partner UOP, che consente la conversione di oli vegetali in Green Diesel, un prodotto di elevata qualità, privo di ossigeno e compatibile con i gasoli di origine petrolifera. È stata completata la progettazione di un'unità industriale da 250 mila tonnellate/anno per la produzione di Green Diesel da olio di soia e/o palma.

thumb|Schema della trasformazione delle biomasse da parte di microrganismi per la produzione di lipidi

Per convertire delle biomasse in carburanti per autotrazione è necessaria la riduzione del contenuto di ossigeno che, nel caso dei polisaccaridi, è pari al 50% in peso. Questo processo viene efficientemente realizzato da microrganismi in grado di utilizzare la componente cellulosica e emicellulosica della biomassa, opportunamente trattata per produrre una frazione zuccherina.

Il processo più noto è la fermentazione alcolica per ottenere bioetanolo, principalmente adatto come componente per il pool benzine. Esistono anche microrganismi (per lo più i lieviti “oleaginosi”), che sono in grado di utilizzare gli zuccheri come fonte di nutrimento, immagazzinandoli all’interno della cellula sotto forma di lipidi (trigliceridi di acidi grassi).

I lipidi così ottenuti hanno una distribuzione del tutto analoga a quella degli oli vegetali, in particolare dell’olio di palma, essendo prevalentemente costituiti da catene di acidi grassi C₁₆ saturi e C₁₈ monoinsaturi. Risultano perciò adatti per la produzione di Biodiesel o Green-Diesel, mediante il processo Ecofining^[7]TM (tecnologia proprietaria Eni/UOP). In particolare il Green-Diesel è un biocarburante completamente compatibile con i motori attualmente in uso, partendo da substrati rinnovabili e senza alcuna interferenza con il settore alimentare.^{[cosa c’entra l’isituto?]}

La trasformazione di biomasse ligno-cellulosiche in carburanti liquidi, può essere realizzata anche attraverso il trattamento termico della stessa, in presenza di ossigeno, in modo da produrre una miscela di monossido di carbonio (CO) e idrogeno (H₂). Questa miscela, comunemente chiamata gas di sintesi (syngas) può essere trasformata in idrocarburi attraverso la sintesi di Fischer-Tropsch. Dalla miscela di idrocarburi liquidi così ottenuta è possibile ricavare un biodiesel di seconda generazione di qualità elevatissima. L’intero processo viene comunemente indicato BTL.

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thumb|Processo BtL per la trasformazione termochimica (gassificazione) della biomassa e successiva sintesi di Fischer-Tropsch Il progetto sviluppato presso l’Istituto Donegani ha l’ obiettivo di integrare la tecnologia di Fischer-Tropsch già sviluppata da eni^[8] in collaborazione con l'Institut Francais du Petrole e Axens nell’ambito del processo per la trasformazione di gas naturale in carburanti liquidi^[9] (GTL). Sono stati prodotti degli studi di fattibilità, in collaborazione anche con partners europei (tra cui la partecipazione al progetto europeo CHRISGAS^[10]), per un impianto di produzione di carburante (tagli diesel e nafta). E' stato costruito un impianto di gassificazione su scala di laboratorio, per la messa a punto di un processo in grado di produrre syngas con più elevato rapporto idrogeno/CO, più adatto per la successiva sintesi di Fischer-Tropsch. Inoltre, è stato costruito un secondo impianto su scala di laboratorio per test sui catalizzatori di Fischer-Tropsch.

thumb|Database per la valutazione delle filiere di produzione ed utilizzo di un biocarburante mediante il confronto dei bilanci ambientali, energetici ed economici Con il termine biomassa ad uso energetico si intende ogni sostanza organica di origine vegetale o animale, da cui sia possibile ottenere energia utilizzabile attraverso particolari processi di trasformazione (termochimica, biochimica, ecc.). Sono comprese nelle biomasse i prodotti diretti o indiretti (residui) del settore agro-forestale, alimentare e zootecnico, inclusi gli scarti dei consumi finali (rifiuti urbani). Di particolare interesse sono le filiere di trasformazione dell’energia contenuta nella biomassa in biocarburanti (quali il biodiesel o il bioetanolo) o biocombustibili (biolio, biogas, ecc.). Tra questi, i biocarburanti di 2a generazione (quali l’etanolo da ligno-cellulosa, i biofuels da processi BtL (Biomass-to-Liquids), ecc.) sono oggetto di intensa attività di sviluppo perché hanno il vantaggio di offrire la minima sovrapposizione con la catena alimentare, il minimo sfruttamento dei suoli e la massima potenzialità di riduzione delle emissioni, come suggerito dalle Direttive della Comunità Europea sulle Energie Rinnovabili del 2009. Lo sviluppo di tecnologie energeticamente efficienti per la produzione ed il consumo di biocarburanti è uno degli strumenti più efficaci con cui la Comunità Europea può ridurre la sua dipendenza dalle importazioni di petrolio nel settore dei trasporti e ridurre le emissioni di CO₂ e dei gas ad effetto serra (GHG) da fonti di energia non rinnovabile.

Tra le biomasse, particolarmente adatte sono le piante da colture dedicate all’esclusivo uso energetico che presuppongono la selezione delle specie migliori al fine di massimizzare la resa energetica e l’efficienza del ciclo produttivo. Tuttavia, la produzione e l’uso su vasta scala delle biomasse vegetali come fonti energetiche alternative può determinare una serie d’impatti ambientali che dovrebbero essere attentamente valutati.

L’analisi del ciclo di vita “Life Cycle Assessement” (LCA) permette di confrontare i processi di produzione e trasformazione nel loro complesso e di valutarne la relativa sostenibilità. L’applicazione dell’analisi LCA al ciclo di vita dei biocarburanti include sia la coltivazione ed il trattamento delle materie prime (biomasse) sia la produzione, il trasporto, la distribuzione e l'uso del biocarburante da esse derivato. Le informazioni relative alle biomasse, ai biocarburanti ed ai relativi processi di trasformazione sono state confluite selettivamente in una banca dati denominata GreenEnergy, accessibile sul portale aziendale Collaboration.eni.it^[11].

La banca dati ha lo scopo di fornire una piattaforma informativa e concettuale per la valutazione delle filiere di produzione ed utilizzo di un biocarburante (o anche per l’integrazione delle diverse fasi di un processo di produzione) mediante il confronto dei bilanci ambientali, energetici ed economici. Il progressivo aggiornamento della banca dati contribuisce a supportare lo sviluppo di una filiera di trasformazione verso le soluzioni più opportune anche attraverso l’individuazione di tecnologie e approcci concettuali nuovi ed emergenti.^{[una bbanca dati è rilevante?]}

I rifiuti solidi di origine organica sono una fonte di biomassa da utilizzare per la produzione di vettori energetici^[12]. A questa categoria si possono associare principalmente:

• • la frazione umida derivanti dalla raccolta differenziata dei rifiuti solidi urbani;
  • le potature derivanti dalla manutenzione di parchi e giardini (sfalcio);
  • i fanghi prodotti dagli impianti di depurazione delle acque urbane;
  • i rifiuti dell’industria agro-alimentare.

La caratteristica principale di queste biomasse è l’elevato contenuto di acqua, che può arrivare fino al 60 al 70 % per esempio nei fanghi e nella frazione umida dei rifiuti domestici. Attualmente la maggior parte di questi materiali viene smaltita in discarica o, nei casi più virtuosi, inviata ad impianti di digestione anaerobica, compostaggio, o termovalorizzazione, previa rimozione dell’acqua per essiccamento.

L'Istituto ha avviato diverse attività di ricerca nel campo di tecnologie solari nuove o emergenti^[1]. In particolare le attività riguardano le celle solari a base di materiali organici e nanocompositi, che sono tra le più promettenti per la possibilità di produzione a basso costo.

L'Istituto ha stipulato con il MIT di Boston un accordo per la ricerca energetica: "Solar Frontiers Research Program"^[2], un programma per sviluppare di tecnologie solari. Tale programma è incentrato su sei aree: nanotecnologie e energia solare; concentratori solari luminescenti; energia solare e approcci biomimetici; fotosintesi artificiale; nuovi materiali per l'energia; nuovo approccio al solare a concentrazione.

thumb|Schema di funzionamento di una cella solare organica

Le celle solari polimeriche sono in grado di rappresentare una discontinuità, per il basso costo dei materiali e la semplicità del ciclo produttivo.

Gli obiettivi del progetto in corso presso il Centro Ricerche sono:

• La messa a punto di nuovi materiali per realizzare celle solari (polimeri donatori di elettroni, fullereni, materiali per strati interfacciali ed elettrodi)
• La preparazione e lo studio di celle solari e di moduli di 10x10 cm di area.
• Lo sviluppo di un impianto pilota per la fabbricazione di celle solari polimeriche su supporto flessibile.^{[senza fonte]}

thumb|Schema di assorbimento di energia in regioni dello spettro solare normalmente non sfruttabili dai comuni pannelli solari

A partire dal 2008 nei laboratori dell'Istituto, sono stati individuati alcuni tipi di coloranti capaci di funzionare da convertitori di Spettro solare, cioè di aumentare la quantità di energia solare utilizzabile da un sistema fotovoltaico; con questi coloranti sono state realizzate delle lastre fotoattive, attraverso o la deposizione di un film sottile di materiale acrilico contenente i coloranti su lastre di materiale polimerico (per esempio Plexiglas ), oppure la dispersione del colorante all’interno della lastra polimerica. Se illuminate con luce ultravioletta, non visibile all’occhio umano, queste lastre emettono luce visibile, di colore variabile a seconda del tipo di elemento utilizzato, operando quindi una conversione dello spettro elettromagnetico. Il dispositivo aumenta quindi la frazione di energia solare trasformabile in energia elettrica da un sistema fotovoltaico.^{[senza fonte]}

thumb|Schema di funzionamento di una cella fotoelettrochimica e di una cella a idrogeno

Presso l'Istituto sono stati sintetizzati alcuni materiali, tra cui biossido di titanio e ossido di tungsteno in forma di nanotubi, per la conversione della luce in energia chimica nel ciclo di scissione dell'acqua in idrogeno e ossigeno. La procedura è originale ed è in corso di deposito una domanda di brevetto. Sono stati preparati i componenti (fotoanodo) per la realizzazione di una cella foto-elettrochimica con cui è stata decomposta l'acqua per effetto dell'irraggiamento luminoso producendo ossigeno e idrogeno allo stato gassoso.^{[senza fonte]}

L'obiettivo del progetto 20 Plus^[3], finanziato dalla Unione Europea nell’ambito del Settimo programma quadro^[4], è quello di dare un contributo significativo alla diffusione del fotovoltaico, al fine di migliorare la sostenibilità dell'approvvigionamento energetico europeo e di rendere più competitiva l'industria fotovoltaica europea. Per raggiungere tale obiettivo sono in fase di sviluppo celle solari più sottili di quelle attuali. Si ridurrà lo spessore della cella solare dall’attuale 180 micron fino ad un minimo di 50 micron e si aumenterà l’efficienza fino al 20%.^{[è sicuro o è una speculazione?]}

Ciò contribuirà a ridurre sensibilmente i costi di produzione e risparmiare i materiali (Silicio), passando dagli attuali 8 grammi per watt a 3 grammi per watt. Per raggiungere gli obiettivi descritti i partner di questo progetto hanno costituito un consorzio, che include quattro istituti di ricerca leader in Europa, nonché quattro imprese con competenza nel settore delle celle e dei moduli solari.

Il progetto è strutturato in 10 moduli di lavoro che coprono l’intera catena di processo (dal wafer al modulo), nonché il trasferimento in produzione pilota oltre che la valutazione economica e di impatto ambientale.^{[come è coincolto l'istituto?\senza fonte]}

thumb|Impianto con tecnologia solare CSP (Concentrating Solar Energy) dedicato al recupero di olio pesante

In relazione alle previsioni di riduzione delle riserve mondiali di olio convenzionale^[5], l’industria petrolifera sta sviluppando nuove tecnologie per lo sfruttamento di riserve di greggio non convenzionale^[6] (oli pesanti, tar sands, oil shales). A fronte di una notevole disponibilità di tali riserve, il loro sviluppo e produzione risulta ancora tecnologicamente complesso. Per incrementare la produzione di greggio non convenzionale, sono allo studio varie tecnologie come l’iniezione di vapore, la stimolazione termica mediante riscaldamento elettrico da effettuare direttamente nel giacimento, il flussaggio con solventi idrocarburici, l’additivazione di emulsionanti o disperdenti.

In tutti i casi si tratta di ottenere una diminuzione della viscosità dell’olio e conseguentemente una sua maggior mobilità con un incremento potenziale di produttività.

In questo ambito, si sta valutando l’utilizzo dell’energia solare per produrre il calore necessario a queste operazioni di recupero assistito del petrolio.

Nel progetto Solar Downhole Upgrading^[7] viene investigata la possibilità di fornire il calore nel giacimento al fine di ottenere un aumento della mobilità del greggio e la maturazione del kerogene.^{[è un ambito di ricerca o è un futuro ambito?]}

thumb|Schema di cella solare ibrida “Dye Sensitized Solar Cell”

Presso il Centro Ricerche sono allo studio nuovi coloranti (senza metalli nobili) e elettroliti (anche solidi) che consentono l’impiego di nuove coppie redox, al fine di ridurre i costi e aumentare la stabilità delle celle ibride.^{[senza fonte]}

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Le attività del Centro relative alle tematiche ambientali riguardano:

• la riqualificazione dei terreni impattati mediante essenze vegetali autoctone atte ad estrarre i contaminanti dal suolo, o favorirne la degradazione grazie alla flora batterica della rizosfera, e che nel contempo siano fonte di biomassa o altri vettori energetici (fitoremediation);
• lo sviluppo di sistemi di trattamento passivo delle acque di falda come le barriere permeabili reattive (PRB) mediante l'impiego di materiali adsorbenti processo En-Z-Lite^[8] e/o di membrane per nanofiltrazione;
• la messa a punto di materiali e metodologie per il monitoraggio del livello di inquinamento del suolo e delle acque e del relativo grado di rischio (biodisponibilità e Analisi di Rischio) per promuovere il ricorso alla Natural Attenuation;
• lo sviluppo di tecnologie elettrocinetiche in situ per la bonifica di suoli contaminati da metalli pesanti;
• l'applicazione di tecnologie di inertizzazione dei rifiuti industriali basate sulla combustione senza fiamma con ossigeno
• lo sviluppo di materiali idrofobici (in grado di separare acqua dal petrolio) e di tecnologie per il recupero di spandimenti di greggio in ambienti marini (Oil Spills).

thumb|Schema di trattamento delle acque inquinate in situ

Presso il Centro Ricerche per le Energie Non Convenzionali sono stati studiati materiali microporosi, come i silico- alluminati amorfi e cristallini (es. zeoliti ). Questi materiali si sono dimostrati molto efficienti, anche rispetto ai carboni attivi, nella rimozione di contaminanti organici a basso peso molecolare e ioni metallici e nella rimozione di oli dispersi.

thumb|Sviluppo e sperimentazione di materiali innovativi per assorbire sversamenti di petrolio in acqua Nell’ambito dell’Alleanza eni-MIT^[9], è stato sviluppato un materiale innovativo (una “carta assorbente^[10]”) che ha mostrato in prove preliminari una grande capacità di assorbimento selettivo^[11] di petrolio disperso in acqua e contemporaneamente proprietà percolanti che consentirebbero la separazione dell’olio dall’acqua. Le principali attività del progetto prevedono lo sviluppo di nuovi materiali superidrofobici che presentino alte velocità di percolazione del greggio e sufficiente stabilità chimica e meccanica, per consentire il recupero degli idrocarburi dispersi in mare.^{[speculazione?]}

thumb|Schema del processo di bioremediation di suoli contaminati da solventi clorurati

Nel progetto in corso presso il Centro Ricerche per le Energie Non Convenzionali, vengono applicate tecnologie di genomica ambientale, per determinare la presenza e l’ attività di consorzi batterici naturali, specializzati nella biodegradazione dei solventi clorurati. Nell’ambito della collaborazione Eni–Stanford University^[12] si sta progettando un ‘chip’ molecolare che possa permettere di valutare presenza ed attività dei geni specializzati nella declorurazione di diversi contaminanti clorurati come 1,2-dicloroetano, percloroetilene, tricloroetilene, dicloroetilene, e altri composti clorurati.

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thumb|Protocollo per il monitoraggio ambientale e la valutazione della reale pericolosità dei siti contaminati basata sulla biodisponibilità dei contaminanti

Sono in corso degli studi per orientare la legislazione verso la valutazione della reale pericolosità dei siti basata sulla biodisponibilità dei contaminanti, valutata tramite test tossicologici. Tuttavia il loro impiego richiede tempi molto lunghi, costi elevati ed è pertanto proponibile, come protocollo standard per effettuare la caratterizzazione di un sito contaminato, solo quando sia noto che una rilevante frazione degli inquinanti è biodisponibile. Recentemente è stato dimostrato in laboratorio che alcuni sistemi di campionamento passivo possono essere utilizzati per valutare le concentrazioni libere, disciolte nell’acqua interstiziale (pore water), per mimare l’accumulo negli organismi viventi.

Al Centro Ricerche per le Energie Non Convenzionali si sta valutando la loro applicazione come sistema di valutazione del grado di contaminazione dei siti, da utilizzare per la valutazione del rischio ambientale. L’obiettivo è lo sviluppo di protocolli che consentano di effettuare la caratterizzazione di siti contaminati attraverso la determinazione della frazione biodisponibile di contaminanti inorganici ed organici presenti nei suoli/sedimenti e dei possibili effetti tossici che questa frazione esplica sugli esseri viventi. I sistemi di campionamento passivo, costituiti da materiali idrofobici, consentono di stimare qualitativamente e quantitativamente la componente di inquinanti organici (idrocarburi, idrocarburi policiclici aromatici, composti clorurati) ed inorganici (cromo, arsenico, mercurio, etc.) presenti nei suoli in forma debolmente legata alla matrice e quindi presumibilmente biodisponibili per gli organismi che vivono in quell’ambiente. Nel progetto vengono utilizzati sistemi quali SPME (solid phase microextraction), PED (polyethylene devices), o da resine a scambio ionico, quali i dispositivi DGT (diffusione molecolare a film sottili) e nanofibre sviluppate presso i laboratori MIT (progetto eni-MIT), per valutare in situ le concentrazioni liberamente disciolte nella pore water dei composti di interesse. La biodisponibilità, determinata con sistemi di campionamento passivo, potrà permettere di effettuare una caratterizzazione sito specifica utilizzabile per l’analisi del rischio ambientale.^{[speculazione\POV]}

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Nel campo della produzione e valorizzazione energetica delle biomasse le attività del Centro sono focalizzate sui seguenti temi:

• conversione di biomasse non edibili in biocombustibili via sintesi di Fischer-Tropsch (biocombustibili di seconda generazione);
• impiego di microrganismi (lieviti, funghi, batteri e microalghe) per la produzione di bio-carburanti (seconda e terza generazione), anche a partire da biomasse lignino-cellulosiche di scarto, come la componente organica dei rifiuti solidi;
• individuazione di piante a uso esclusivamente energetico a elevata produttività, al fine di ridurre significativamente il costo della produzione dei biocombustibili e le aree impiegate.

In particolare, i rifiuti solidi di origine organica costituiscono una potenziale biomassa da utilizzare per la produzione di vettori energetici. A questa categoria si possono associare principalmente 4 tipi di rifiuti:la frazione umida derivanti dalla raccolta differenziata dei rifiuti solidi urbani;le potature derivanti dalla manutenzione del verde pubblico (sfalcio); i fanghi prodotti dagli impianti di depurazione delle acque urbane; i rifiuti dell'industria agroalimentare. Con queste biomasse è stato sviluppato, su scala di laboratorio, un processo di liquefazione, abbinato sia ad una crescita di lieviti sulle acque prodotte sia ad uno stadio di upgrading del bio-olio prodotto, che può essere così trasformato in biocarburanti.

thumb|Schema di conversione di rifiuti organici in Bio olio

Presso l'Istituto è stato messo a punto un processo per produrre vettori energetici da rifiuti^[1]. Il primo stadio del processo consiste in un trattamento termochimico (liquefazione), ovvero la conversione della biomassa in presenza di una fase liquida (generalmente l'acqua costitutiva). Questo stadio ha lo scopo di produrre una fase organica (bio-olio) in cui viene concentrato il contenuto di carbonio presente nella biomassa di partenza. La fase acquosa ottenuta dalla liquefazione, contiene ancora una quota di organico disciolto. Questa fase viene pertanto valorizzata attraverso una fermentazione con microrganismi (es. lieviti oleaginosi), ottenendo la diminuzione del contenuto di organico disciolto nelle acque e la produzione di una nuova quota di biomassa da riciclare nella sezione di liquefazione, con conseguente aumento delle rese del processo. Il bio-olio viene infine trattato e raffinato per ricavare biocarburanti per autotrazione. Gli obiettivi principali dello sviluppo del processo di upgrading (hydrotreating) del bio-olio a dare biocarburanti sono: la rimozione della quota di eteroatomi ancora presenti nel bio-olio, la massimizzazione della resa a prodotti liquidi idrocarburici e la corrispondenza alle specifiche per i combustibili per autotrazione.

Il processo è particolarmente interessante in quanto:

• utilizza una materia prima di scarto, per la quale esiste già una filiera di raccolta e offrendo una soluzione alternativa e virtuosa alla gestione dei rifiuti/fanghi delle aree urbane;
• elimina i costi di un essiccamento della biomassa;
• porta a produrre un bio-olio con elevato potere calorifico (circa 35 MJ/Kg);
• ha una resa energetica superiore rispetto alla valorizzazione dei rifiuti a biogas (circa 70-80% rispetto a circa 40%).