Refrigeranti idrocarburi: da trent’anni nel nostro quotidiano

GTS Special Gas, azienda di origine italiana e oggi società di QUIRIS Holding Industriale, opera nei settori della produzione e della distribuzione di gas speciali, tecnici e puri. Svolge la propria attività in diversi settori tra cui anche l’industria degli aerosol e della refrigerazione. Grazie alla sua catena di fornitura di  n-butano, isobutano, propanoe propilene ad alto grado di purezza, GTS è una delle società leader nella produzione e commercializzazione di refrigeranti idrocarburi (di seguito: HC). «Non mi piace chiamarli idrocarburi perché questo termine suggerisce l’idea che essi possano essere qualcosa di inquinante, come il petrolio o la benzina o il diesel – afferma Paolo Zunino, CEO di GTS SpA – In realtà si tratta di refrigeranti altamente sostenibili dal punto di vista ambientale: GWP bassissimo, ODP zero quindi nessun effetto sullo strato di ozono e sul clima. Si tratta quindi di refrigeranti tra i più puliti che possano esistere: non solo il loro impatto è nullo, ma nel processo di produzione non danno origine a nessun tipo di molecola che potrebbe essere dannosa per l’ambiente. In altre parole, non riservano sorprese».

Naturali nell’essenza

Uno dei processi produttivi di queste molecole è la loro separazione per cracking dal petrolio. Per cracking si intende quell’insieme di processi industriali ai quali vengono sottoposte le varie frazioni petrolifere allo scopo di spezzare le molecole idrocarburiche più grandi (a maggior peso molecolare) e ottenere miscele di idrocarburi più leggeri (a minor peso molecolare).

Propano, n-butano e propilene (o propene) sono gli ultimi componenti che si separano e GTS li purifica fino a portarli ai livelli di purezza richiesta per i refrigeranti, oltre che per altri prodotti come aerosol. Ma la raffinazione del petrolio non è l’unica via di ottenimento degli HC. Oggi essi si estraggono soprattutto direttamente da giacimenti di sacche di gas naturale nel suolo e vengono poi purificati nelle diverse componenti fino al grado di purezza richiesto.

Oppure li si ottiene per via biogena dalla fermentazione di residui organici. «In ogni caso risulta chiaro come, sia che li si ottenga in un modo o nell’altro, si tratta di molecole di origine naturale perché in nessuna delle vie di ottenimento vi è la sintesi di qualcosa di nuovo. Gli idrocarburi esistono semplicemente in natura: non sono “cosiddetti” naturali come qualcuno li chiama. Essi sono di fatto naturali!» afferma Zunino.

La quantità? Non sarà mai un problema!

GTS ottiene il prodotto grezzo – il GPL – da aziende che possiedono raffinerie o pozzi estrattivi. Lo stocca nel proprio deposito di Arquà Polesine e tramite il proprio impianto di distillazione lo separa nei componenti di interesse. «La nostra distilleria vale circa 10 milioni di €, è ad altissimo livello tecnologico ed è in grado di garantire al mercato della refrigerazione i volumi e la qualità richiesta. Oggi il nostro impianto lavora otto ore al giorno ma siamo in grado di quintuplicare la produzione, in previsione anche del sempre maggior utilizzo a cui stanno andando incontro questi refrigeranti».

Il problema dell’approvvigionamento, dunque, non sembra essere un tema nel caso di queste molecole: «Infatti non lo è. La via per ottenerli è in realtà molto semplice come semplice è la via per purificarli. In generale, non vi sono brevetti legati al loro ottenimento e nemmeno il loro prezzo è proibitivo. Si pensi che al grossista il prezzo varia tra le 2 e le 5€ al Kg a seconda che vengano consegnati in tank o in bombole. Il loro prezzo, inoltre, non è soggetto a politiche private perché viene guidato dagli indici del GPL che sono indici internazionali. Direi che si possono dormire sonni tranquilli in quanto a disponibilità e costi, cosa non sempre vera per altri refrigeranti, sintetici in primis».

Infine, la frazione di HC usati come refrigeranti è una piccolissima porzione del totale degli HC utilizzati nell’economia. «Diciamo che il mercato europeo potrebbe ammontare a 5.000 tonnellate e a tendere potrebbe arrivare a 10.000 ma sarà sempre una nicchia rispetto ai tre milioni di tonnellate di GPL utilizzate per il riscaldamento. E quando il riscaldamento sarà elettrificato, vi sarà ancora maggiore disponibilità per gli altri settori».

Dai frigoriferi domestici alle pompe di calore

I primi ad utilizzare in maniera massiccia gli HC come refrigeranti sono stati i costruttori di apparecchi elettrodomestici. Oggi i frigoriferi di casa in Europa usano tutti l’isobutano R600a. Anche in altri continenti questa tendenza si sta affermando per l’efficienza intrinseca delle macchine con questo refrigerante. Anche nel settore commerciale, gli HC – in particolare il propano – si stanno affermando sempre più.

Si tratta di macchine plug-in, sigillate ermeticamente e riempite in fabbrica. «La tecnologia è non solo efficiente ma anche sicura. Di fatto, a mia conoscenza non sono noti incidenti legati all’utilizzo di HC come refrigerante. Il fatto che siano notoriamente infiammabili aiuta a raggiungere livelli di sicurezza superiori perché tutte le misure cautelari possibili sono messe in atto. Insistere sulla loro infiammabilità come motivo per non utilizzarli è fuori luogo, laddove oggi viviamo in appartamenti in cui arriva direttamente il metano e viaggiamo seduti su decine di litri di materiale altamente infiammabile come la benzina».

Il propano si sta diffondendo anche nelle pompe di calore dove sta dimostrando di poter raggiungere efficienze elevatissime e cariche molto basse. Esemplificativi a quetso proposito i risultati ottenuti nel progetto “LC R290 – Low Charge Heat Pump Solutions“, nel cui contesto l’Istituto Fraunhofer per i sistemi di energia solare ISE con alcuni produttori di pompe di calore stanno sviluppando un circuito di refrigerazione a propano standardizzato e a ridotto contenuto di refrigerante.

La squadra è riuscita a raggiungere una capacità di riscaldamento di 12,8 kilowatt con soli 124 grammi di propano, il che si traduce in una carica specifica di refrigerante di circa 10 g/kW. L’obiettivo del progetto LC 150 era quello di raggiungere una carica di refrigerante specifica di 15-30 grammi di propano per kW di potenza termica. Il valore raggiunto di fatto è dunque ancora più basso.

L’articolo completo si trova sul numero di maggio di ZerosottoZero.