Misurare la CO2 in modo ancora più intelligente: un'intervista sulla cattura del carbonio

La sonda MGP241 di Vaisala, lanciata da poco sul mercato, è stata progettata per ottenere misurazioni della CO2 ancora più intelligenti per ambienti industriali impegnativi, in particolare nelle applicazioni di cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio (CCUS). 

La tecnologia CCUS è una delle soluzioni più innovative ed efficaci per contrastare i cambiamenti climatici. Dare risposte innovative è fondamentale: abbiamo bisogno di prodotti di misurazione scalabili per conseguire gli obiettivi climatici globali, adattabili ai diversi settori e, soprattutto, che siano in grado di rendere la tecnologia CCUS più efficiente ed economica. La nuova sonda MGP241 di Vaisala è progettata per ottenere misurazioni della CO2 ancora più intelligenti per ambienti industriali impegnativi, in particolare nelle applicazioni CCUS. Il team che cura il blog di Vaisala ha recentemente intervistato Irene Zakrzewski, R&D Project Manager di Vaisala, per scoprire come è stata realizzata la sonda MGP241 in soli 12 mesi.

Domanda: Perché la sonda MGP241? Perché adesso?

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Irene Zakrzewski, R&D Project Manager: L'urgenza è dovuta alla situazione climatica. L'idea alla base del prodotto è chiara: contribuire alla decarbonizzazione globale. Dobbiamo trovare un modo per affrontare il problema oggi, non possiamo aspettare anni per trovare soluzioni senza emissioni di carbonio. Abbiamo scelto consapevolmente di limitare la durata del progetto a 12 mesi. Volevamo fare in fretta per essere i primi a entrare nel mercato CCUS e sfruttare tutti i vantaggi.  Gli obiettivi si raggiungono solo con la determinazione.

D: Quando affermi che la sonda MGP241 è ancora più intelligente cosa intendi dire? 

I.Z.: È una definizione che esprime tutto. Dimensioni compatte, consumo energetico ridotto, compatibilità plug-and-play con le piattaforme operative, convenienza e praticità di installazione e funzionamento, soprattutto rispetto agli analizzatori di gas. C'è molto da dire, ma quando si dispone di uno strumento completo in grado di fornire dati di misurazione in tempo reale senza richiedere continuamente manutenzione, non possiamo che parlare di un dispositivo ancora più intelligente, di qualcosa di completamente inedito nel campo delle misurazioni CCUS. Esattamente ciò che serve per trasformare la CO2 da inquinante a preziosa fonte di reddito. La sonda MGP241 è quindi una scelta ancora più intelligente perché in grado di combinare efficienza, convenienza e intuitività superiori rispetto agli strumenti di misurazione della CO2 tradizionali.

D: Parlaci dei processi di ricerca, sviluppo e progettazione.

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I.Z.: Volevamo realizzare un dispositivo di misurazione di nuova generazione, installabile negli ambienti più ostili e direttamente nel processo, in grado di funzionare con continuità con un semplice controllo annuale. Uno strumento diverso da  un analizzatore di gas, costoso e complesso in termini di installazione e funzionamento.

Stavamo già seguendo con attenzione lo sviluppo della tecnologia CCUS. L'esigenza di una tecnologia di cattura della CO2 direttamente dall'aria (DAC, Direct Air Capture) post-combustione e da fonti puntuali, in particolare per un nuovo tipo di dispositivo di misurazione della CO2 a concentrazioni elevate, ha guidato molte delle nostre scelte progettuali. Naturalmente, disponevamo già di un'ottima soluzione per la CO2 a bassa concentrazione (ppm), adottata in diversi siti e processi DAC in tutto il mondo.

I product manager dei team di ricerca e sviluppo e sviluppo aziendale hanno lavorato congiuntamente a una soluzione. Fin dall'inizio avevamo tutti un'idea molto chiara e comune del lavoro da fare e delle motivazioni di base. Abbiamo iniziato con una revisione olistica, prendendo in esame le nostre competenze tecnologiche e operative e associandole alle esigenze di mercato: il cosa e il come. Siamo partiti da due idee di prodotto diverse e abbiamo scelto quella che sarebbe diventata la sonda MGP241.

D: A chi è destinata la MGP241?

I.Z.: L'abbiamo progettata per rispondere alle esigenze reali dei produttori di attrezzature e impianti CCUS e degli operatori degli impianti di cattura. La sonda MGP241 è ideale per le aziende che necessitano di misurazioni sempre disponibili per indirizzare e ottimizzare il processo di cattura del carbonio.

D: In che modo la sonda MGP241 può contribuire alla transizione verde, risolvendo la crisi climatica e realizzando un futuro a zero emissioni di carbonio?

I.Z.: La sonda MGP241 è uno strumento altamente affidabile per il monitoraggio della cattura del carbonio, con un ingombro davvero ridotto in termini di dimensioni, consumo energetico e finanziario, con un peso inferiore a 2 kg, un'alimentazione di 24 V CC e un costo totale di proprietà straordinariamente basso. È uno strumento in grado di semplificare e di rendere più trasparente le operazioni di cattura del carbonio. Se non si riesce a misurare in modo affidabile la quantità di CO2 catturata, qual è il senso dell'intera operazione?

D: Torniamo al processo di sviluppo: quali sono stati i momenti salienti e quando hai capito che avrebbe funzionato?

I.Z.: Abbiamo condotto una prova di fattibilità dopo circa due mesi. In pratica volevamo distinguere le caratteristiche imprescindibili da quelle non fondamentali.

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Per queste informazioni ci siamo rivolti ai nostri clienti. Abbiamo tenuto numerosi colloqui e condotto ricerche, visite sul campo e test in tempo reale. È così che si dovrebbe procedere in questi casi. Andare dove lo strumento viene utilizzato per capire come procedere.

Inizialmente, si pensava a un dispositivo che funzionasse a pressioni di processo molto elevate.  In realtà, molti processi di cattura del carbonio vengono installati in luoghi in cui la pressione e la temperatura sono adatte al dispositivo MGP, anche se in alcuni punti del processo con valori di pressione superiori è facile prelevare un campione di gas alla pressione atmosferica con un semplice regolatore di pressione. Di fatto, è ciò che fanno di solito questi impianti con le soluzioni di misurazione esistenti.

Uno dei membri del team di progetto, il Senior HW Test Engineer, ha studiato alcune teorie giapponesi sullo sviluppo del prodotto, in particolare il modello Kano. Dalle informazioni ottenute attraverso i colloqui con i clienti e le ricerche e l'applicazione del modello Kano, abbiamo capito che la pressione elevata non è un requisito così fondamentale. Abbiamo quindi deciso di dare priorità al time-to-market piuttosto che alla pressione elevata. A mio parere, queste decisioni indicano che siamo sulla strada giusta, che l'obiettivo è raggiunto.

D: Qual è la differenza rispetto ad altri strumenti per la CO2 di Vaisala?

I.Z.: La sonda MGP241 è lo strumento per la CO2 più robusto in produzione. Può resistere praticamente a tutto: caldo, freddo, processi industriali impegnativi, utilizzo intensivo. Nei processi che prevedono l'uso di solventi, l'umidità è in genere molta alta, ma anche le pressioni e le temperature possono esserlo. E non dimentichiamo la possibile esposizione a sostanze chimiche come le ammine, l'ammoniaca o il carbonato di potassio. Ecco perché la sonda MGP è stata sviluppata con una punta in zaffiro e acciaio sigillata ermeticamente per resistere alle condizioni di processo più ostili. Tutto questo rende la sonda MGP241 una soluzione di misurazione eccellente della CO2 non solo per la cattura del carbonio, ma anche in ambito industriale. Naturalmente, se le operazioni CCUS si svolgono in un ambiente esplosivo, è opportuno scegliere la serie MGP260 con marcatura Ex.

D: In sintesi, quali insegnamenti hai tratto da questo progetto?

I.Z.: Innanzitutto, si deve essere preparati,  sia in termini di tecnologia che di competenze professionali. In secondo luogo, bisogna conoscere a fondo il progetto che si è intrapreso e le motivazioni che stanno alla base: tutto questo è legato alle esigenze fondamentali dei clienti. Tutti gli altri problemi, per quanto complessi possano essere, verranno superati una volta tracciata la via giusta.

Un'ultima cosa: senza ottimi ingegneri meccanici non si va da nessuna parte!
 

D: Grazie, è stato un piacere.

I.Z: Grazie!

La nuova sonda per la CO2 multigas MGP2041 di Vaisala è stata lanciata il 22 ottobre 2024. 
Per saperne di più, visita: vaisala.com/mgp241

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