La depolimerizzazione termica è un processo industriale per la scomposizione di vari materiali di scarto in prodotti petroliferi grezzi. Ciò comporta sottoporre i materiali a temperature e pressioni elevate in presenza di acqua, avviando così un processo noto come pirolisi idrata. Il risultato è la depolimerizzazione dei polimeri a catena lunga dei materiali in monomeri a catena corta, in questo caso idrocarburi del petrolio. Questa è una resa artificiale molto accelerata del processo che ha formato i combustibili fossili in natura. Un’ampia gamma di prodotti di scarto, noti come materie prime, può essere utilizzata nei processi di depolimerizzazione termica, inclusi materiali plastici e biomasse.
Il processo di depolimerizzazione termica (TDP) esiste da circa 70 anni, ma non è stato considerato praticabile fino alla fine degli anni ‘1990. Questa mancanza di redditività era il risultato di un’energia inaccettabile restituita sulla valutazione dell’energia investita (EROEI), ovvero la misurazione della quantità di energia presa per produrre l’energia prodotta. I primi metodi richiedevano molta più energia da produrre rispetto alla produzione di energia, ma hanno aperto la strada a sistemi moderni che presentano valutazioni EROEI di 6.67, o circa 85 unità di energia prodotta ogni 15 consumate. La produzione agricola convenzionale di biodiesel ed etanolo presenta valutazioni di circa 4.2, rendendo così il processo di depolimerizzazione termica un’opzione interessante. Oltre alla sua efficienza, il sistema ha molti altri vantaggi, tra cui la scomposizione della contaminazione da metalli pesanti in ossidi innocui e la distruzione dei veleni organici e dei prioni responsabili delle malattie della mucca pazza e di Creutzfeldt-Jakob.
In pratica, il processo di pirolisi idrato al centro della depolimerizzazione termica è abbastanza semplice. Le materie prime vengono prima macinate in piccoli pezzi e mescolate con acqua. La miscela viene quindi riscaldata a 482°F (250°C) per circa 15 minuti in un recipiente a pressione. Il vapore generato aumenta la pressione nel recipiente a circa 600 libbre per pollice quadrato (PSI) che, alla fine del processo di riscaldamento, viene rapidamente rilasciato. Ciò fa sì che l’acqua si appassisca o evapori rapidamente, lasciando così residui solidi e idrocarburi grezzi.
Questi costituenti vengono separati e gli idrocarburi raccolti per un ulteriore raffinamento. Ciò comporta un ulteriore trattamento termico a 930°F (500°C) e l’ordinamento per distillazione frazionata. I risultati sono nafte leggere e pesanti, cherosene e frazioni di gasolio adatte alla produzione di diversi tipi di olio combustibile. I solidi residui che rimangono dopo il trattamento termico iniziale possono essere utilizzati come fertilizzanti, filtri, combustibili del suolo e carbone attivo per il trattamento delle acque reflue.
L’elenco delle materie prime adatte a TDP è ampio e comprende rifiuti di plastica, pneumatici, polpa di legno, rifiuti sanitari e sottoprodotti piuttosto sgradevoli come le frattaglie di tacchino e i fanghi di fogna. L’efficienza del processo di depolimerizzazione termica è ulteriormente rafforzata dal fatto che i sottoprodotti di processo come il metano, che non può essere scomposto mediante depolimerizzazione, vengono raccolti e utilizzati per alimentare i generatori di turbine per produrre elettricità per l’impianto o per la rivendita. Il metano possiede anche un potenziale come biogas, un’alternativa verde alla benzina convenzionale.