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Il primo progetto pilota di gassificazione sotterranea del carbone (UCG) in India è stato realizzato nel blocco minerario di Vastan, Surat, Gujarat da ONGC (Oil & Natural Gas Corporation Limited) in collaborazione con Gujarat Industries Power Company Ltd (GIPCL) nel 2010. ONGC ha intrapreso il sito del blocco minerario Vastan appartenente al GIPCL a Nani naroli, distretto di Surat, Gujarat come progetto pilota di ricerca e sviluppo per stabilire la tecnologia UCG in collaborazione con il Centro nazionale di ricerca mineraria-Istituto minerario Skochinsky (NMRC-SIM), Russia. L'accordo di collaborazione (AOC) per cooperare nei servizi, operazioni, sviluppo e ricerca relativi all'UCG in India con ONGC è stato prorogato fino a marzo 2020. Numerosi siti sono stati identificati congiuntamente da ONGC e Neyveli Lignite Corporation Limited (NLC) per studiare la loro idoneità all’UCG. Questi sono Tadkeshwar nel Gujarat e Hodu-Sindhari e East Kurla nel Rajasthan. Un altro sito è stato identificato congiuntamente da ONGC e GMDC (Gujarat Mineral Development Corporation Limited) a Surkha, nel distretto di Bhavnagar, Gujarat. I dati di tutti i campi sono stati analizzati per valutare l'idoneità di questi siti per l'UCG. Tutti i siti sono risultati idonei per l'esplorazione dell'UCG. I progressi sui progetti UCG sono stati lenti, ma potrebbero diventare un’opzione per decarbonizzare il carbone in India?

La gassificazione sotterranea del carbone (UCG) è la combustione parziale in situ del giacimento di carbone per produrre gas utilizzabile attraverso le stesse reazioni chimiche che si verificano nei gassificatori di superficie. Ciò si ottiene iniettando vapore e aria (o ossigeno) nel giacimento di carbone che viene poi acceso per avviare la gassificazione. Tipicamente sono necessarie temperature superiori a 1000°C affinché la gassificazione possa procedere. I prodotti e i sottoprodotti della gassificazione variano a seconda della natura del carbone, della temperatura, della pressione e anche se viene utilizzata aria o ossigeno. I gas prodotti (gas sintetico o gas di sintesi) sono costituiti principalmente da monossido di carbonio (CO), anidride carbonica (CO2), idrogeno (H2), metano (CH4) e in misura minore idrogeno solforato (H2S) e alcuni prodotti di pirolisi a peso molecolare più elevato . Indipendentemente dall’uso, il gas di sintesi deve essere ripulito utilizzando tecnologie disponibili in commercio per rimuovere impurità come particolato, catrame e composti di zolfo come H2S e solfuro di carbonile (COS) per renderlo utilizzabile.

Elettricità

Il gas di sintesi caldo dell’UCG può essere utilizzato per produrre vapore per azionare una turbina a vapore che genera elettricità oppure può essere bruciato per produrre vapore per azionare una turbina elettrica. Il gas di sintesi può anche essere immesso direttamente in una cella a combustibile in grado di tollerare la CO2 per generare elettricità a bassa tensione che può essere incrementata e immessa nella rete.

Materia prima chimica

Il gas di sintesi può essere utilizzato come materia prima chimica (dopo che il rapporto H2/CO è stato adeguatamente bilanciato) per produrre metanolo, idrogeno, ammoniaca e altri prodotti chimici utilizzando il processo Fischer-Tropsch. Il Central Institute of Mining & Fuel Research (CIMFR), India, ha identificato il metanolo e il gas di petrolio liquefatto (GPL) come potenziali prodotti del gas prodotto dalle operazioni UCG. CIMFR produce 5 litri di gas di sintesi al giorno dal suo progetto pilota UCG e converte 1,5 tonnellate di carbone in metanolo nel suo raddrizzatore di metanolo.

Produzione di idrogeno

Un argomento più forte a favore dell’UCG risiede nel fatto che il carbone è l’ovvia fonte di idrogeno, che è potenzialmente un importante vettore energetico a carbonio prossimo allo zero del futuro. Esperti indiani hanno studiato l'UCG come generatore di idrogeno accoppiato con una cella a combustibile a ossido solido (SOFC) per generare direttamente energia elettrica. L'integrazione con SOFC offre due vantaggi specifici: (1) Lo scarico anodico della SOFC che ha un'elevata temperatura operativa può essere utilizzato per produrre il vapore necessario per il funzionamento dell'UCG nonché per il reforming del gas di sintesi per la SOFC (2) La SOFC può servire anche come assorbitore selettivo di ossigeno dall'aria per un efficiente sistema di generazione di energia elettrica a zero emissioni di carbonio dal carbone sotterraneo. L'analisi termodinamica del sistema integrato mostra un notevole miglioramento dell'efficienza termica netta rispetto a quella di un impianto a ciclo combinato convenzionale.