HPQ PUREVAP™ QRR inaugurerà la produzione di silicio metallico a zero emissioni di CO2

Il processo QRR di HPQ ha il potenziale di generare crediti di carbonio, evidenziando i suoi significativi vantaggi ambientali per mercati cruciali

MONTREAL, Canada - HPQ Silicon Inc. ("HPQ" o la "Società")(TSX-V: HPQ)(OTCQX: HPQFF)(FRA: O08),, una società tecnologica specializzata in processi di ingegneria verde per la produzione di silice e materiali silicei, è lieta di fornire agli azionisti informazioni sui significativi vantaggi ambientali del processo PUREVAP™ Quartz Reduction Reactor (QRR) attualmente in fase di sviluppo in collaborazione con il fornitore di tecnologia PyroGenesis Canada Inc. (TSX: PYR) (NASDAQ: PYR) (FRA: 8PY) (PyroGenesis).

Mentre i test dell'impianto pilota GEN3 QRR procedono verso la convalida commerciale, HPQ può ora evidenziare un vantaggio ambientale distintivo del suo processo QRR proprietario. Questo vantaggio, unito alla proprietà intellettuale acquisita di recente da PyroGenesis, consentirà ad HPQ di non limitarsi a raggiungere il traguardo di zero emissioni di CO2 nella produzione di silicio metallico, ma di incorporare anche una fase di riciclaggio del carbonio che dovrebbe produrre un'ulteriore significativa riduzione dell'utilizzo di materie prime.

Questi sviluppi miglioreranno ulteriormente la sostenibilità e l'efficienza del processo di produzione del QRR.

"Modernizzando la produzione di silicio di elevata purezza, il nostro processo QRR ha il potenziale per trasformare un processo industriale vecchio di un secolo, noto per le sue significative emissioni di CO2, in una soluzione che genera crediti di carbonio", ha dichiarato Bernard Tourillon, Presidente e CEO di HPQ Silicon. "Nel contesto dell'attenzione globale alla riduzione delle emissioni di carbonio e al raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità, i progressi di HPQ rivestono un'immensa importanza nel guidare la transizione verso una produzione di silicio più pulita e responsabile dal punto di vista ambientale".

La produzione di silicio è attualmente la più grande emittente di CO2 tra i metalli e i metalli non ferrosi

Nella produzione tradizionale di silicio metallico, per ottenere il silicio metallico (Si) si utilizza un processo carbotermico che prevede la riduzione della silice (SiO2) utilizzando fonti di carbonio (carbone, coke o carbonella) come riduttore a temperature elevate > 1.800o C in forni elettrici aperti (OEAF). Il solo processo carbotermico provoca 5 tonnellate (t) di emissioni di CO2 per ogni tonnellata (t) di silicio prodotto [1]. Ciò rende la produzione di silicio metallico la più grande emittente di CO2 tra tutti i metalli e i metalli non ferrosi, sulla base di una tCO2/t di prodotto, secondo l'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), un organismo delle Nazioni Unite che si occupa di ricerca sui cambiamenti climatici [2].

Attualmente, i produttori tradizionali di silicio metallico hanno solo un'opzione per ridurre la loro impronta di carbonio carbotermica, che prevede la sostituzione del carbonio di origine fossile con una fonte di carbonio organico [3]. Sebbene l'adozione di questa alternativa consenta ai produttori di mitigare efficacemente una parte della loro impronta di carbonio complessiva compensando le emissioni di CO2 associate alla fonte di carbonio organico, non permetterà mai di produrre silicio metallico a emissioni zero di CO2.

PUREVAP™ QRR Zero CO2 Silicon Metal Advantage: Un progetto di forno ad arco elettrico chiuso

Il QRR, per sua stessa concezione, è un forno ad arco elettrico chiuso (CEAF) in grado di operare in condizioni atmosferiche controllate. Questo forno innovativo consente l'alimentazione semi-continua di silice (SiO2) e di un riduttore di carbonio, facilitando la produzione di silicio 3N+ in un unico passaggio. In particolare, il design del QRR elimina le infiltrazioni d'aria all'interno del reattore, garantendo che il gas CO ("Co(g)") generato durante la reazione carbotermica rimanga non ossidato. Di conseguenza, il QRR produce una composizione gassosa arricchita di CO(g), che può essere facilmente catturata per un ulteriore utilizzo.

La proprietà intellettuale recentemente acquisita da PyroGenesis comprende un processo che prevede la cattura del flusso di CO(g) emesso dal QRR. La CO(g) catturata viene successivamente riconvertita in forma di carbonio solido, creando il potenziale per il suo riutilizzo nella generazione del processo carbotermico per la produzione di silicio.

Sfruttando l'esclusiva capacità di sequestro di CO(g) del QRR in combinazione con l'utilizzo di una fonte di carbonio organico, HPQ è in grado di ottenere la produzione di silicio metallico a zero CO2. Questo approccio innovativo consente la produzione di silicio metallico a zero emissioni di carbonio e ha il potenziale per generare crediti di carbonio. Secondo le stime del management, i crediti di carbonio potenziali del QRR dovrebbero essere compresi tra 1,5 tCO2/t di prodotto e 2,6 tCO2/t di prodotto [4].

HPQ intende commercializzare il suo Silicio Metallo Zero+ CO2 con il marchio SILICIUMX.

Zero emissioni di ossidi di azoto, un altro vantaggio ambientale del processo QRR

Le dimensioni, la complessità e la natura a cielo aperto degli impianti di forni elettrici aperti contribuiscono a riscaldare l'azoto atmosferico, facendolo entrare in uno stato reattivo e rilasciando gas altamente reattivi e velenosi come gli ossidi di azoto (NOx). Tuttavia, il design unico del QRR inibisce le infiltrazioni d'aria all'interno del reattore, impedendo di fatto la formazione di NOx. Questo vantaggio ambientale è un altro aspetto positivo del processo QRR.

Quantificazione dei benefici ambientali del QRR: un processo a zero emissioni di CO2

La produzione di silicio metallico a zero emissioni di CO2 di HPQ può avere un profondo impatto ambientale, come dimostra la sua importanza nei mercati chiave:

Le ricerche di mercato indicano la necessità di 1 milione di tonnellate di capacità produttiva aggiuntiva di silicio metallico nel prossimo decennio, aggravando il problema delle emissioni di carbonio [5]. Soddisfacendo solo il 25% di questa domanda con sistemi QRR, le emissioni di CO2 a livello mondiale potrebbero essere ridotte di 1,25 milioni di tonnellate all'anno, equivalenti all'eliminazione dalla strada di 278.163 veicoli passeggeri alimentati a benzina all'anno [6], ovvero >50% delle auto prodotte in Canada in un anno.

La produzione annuale di silicio metallico del Canada, pari a circa 50.000 tonnellate [7], potrebbe vedere una notevole riduzione di 206.000 tonnellate di emissioni di carbonio all'anno adottando i sistemi QRR [8].
Con una produzione annuale di silicio metallico di circa 310.000 tonnellate negli Stati Uniti [9], la sostituzione dei vecchi impianti con sistemi QRR potrebbe portare a una sostanziale riduzione di 1,55 milioni di tonnellate di emissioni di CO2 all'anno [10].

I Paesi europei, con una produzione annuale di silicio metallico di circa 450.000 tonnellate [11], hanno il potenziale per ottenere un'impressionante riduzione di 2,25 milioni di tonnellate di emissioni di CO2 all'anno passando ai sistemi QRR [12].

Queste cifre, che non includono il potenziale di crediti di carbonio QRR, evidenziano il significativo impatto ambientale che può essere realizzato implementando sistemi QRR in questi mercati chiave.

Quantificazione dell'impatto economico del QRR: un processo a zero emissioni di CO2

La produzione di silicio metallico è soggetta a significative tasse sul carbonio in numerosi mercati, calcolate in base al prezzo per tonnellata delle emissioni di CO2. L'implementazione di ogni sistema da 2.500 t/a che utilizza il design innovativo e proprietario del processo QRR, insieme alla proprietà intellettuale (IP) recentemente acquisita da PyroGenesis, porterà a sostanziali risparmi sui costi.

La direzione di HPQ ha calcolato il valore attuale netto dei risparmi derivanti dalla carbon tax per ciascun sistema da 2.500 t/a su un periodo di 25 anni per stimare i potenziali risparmi sui costi. L'analisi considera un aumento composto del 5% della carbon tax e applica tassi di sconto del 7,5%, 10% e 12%. I risultati forniscono un ordine di grandezza dei potenziali benefici finanziari in diversi mercati.

• Per un'operazione in Quebec, con una carbon tax di 27 dollari per tonnellata di emissioni di CO2 [13], i valori attuali netti dei potenziali risparmi variano da 4 milioni di dollari (tasso di sconto del 12%) a 6,5 milioni di dollari (tasso di sconto del 7,5%).
• In un'operazione basata sulla ROC (Rest of Canada), con una carbon tax di 50 dollari per tonnellata di emissioni di CO2 [14], i valori attuali netti dei potenziali risparmi variano da 5,1 milioni di dollari (tasso di sconto del 12%) a 8,5 milioni di dollari (tasso di sconto del 7,5%).
• Per un'operazione con sede in Europa, con una carbon tax di 90 euro (126 dollari) per tonnellata di emissioni di CO2 [15], i valori attuali netti dei potenziali risparmi vanno da 9,3 milioni di euro (o 13 milioni di dollari) (tasso di sconto del 12%) a 15,3 milioni di euro (o 21 milioni di dollari) (tasso di sconto del 7,5%).

Questi significativi risparmi potenziali sulla carbon tax evidenziano i sostanziali vantaggi finanziari e i benefici ambientali dell'adozione del QRR, un processo a zero emissioni di CO2, in questi mercati.

HPQ acquisisce una nuova proprietà intellettuale da PyroGenesis

HPQ ha acquisito una nuova proprietà intellettuale da PyroGenesis per 3.600.000 dollari. Questa importante proprietà intellettuale riguarda un "Processo a basse emissioni di carbonio per la produzione di silicio", che ha il potenziale di azzerare le emissioni di CO2 e di introdurre un approccio circolare all'utilizzo del carbonio attraverso il suo riciclo. Incorporando questa proprietà intellettuale, HPQ rafforza il suo portafoglio di brevetti QRR e ottiene un vantaggio competitivo unico rispetto ai produttori tradizionali di silicio metallico.

In base all'accordo, le parti stanno attualmente negoziando un accordo complementare incentrato sulle fasi di ricerca e sviluppo necessarie per l'attuazione di questa PI.

Questa collaborazione promuoverà le capacità di HPQ nell'implementazione del processo a basse emissioni di carbonio, consolidando ulteriormente la sua posizione di leader del settore nella produzione sostenibile di silicio e la posizione di PyroGenesis come leader mondiale nelle tecnologie industriali innovative.

FONTE

1. Gudrun Saevarsdottir, Thordur Magnusson & Halvor Kvande. (2021) Ridurre l'impronta di carbonio: Produzione primaria di alluminio e silicio con sistemi energetici in evoluzione. Journal of Sustainable Metallurgy, 7, 846-857.
2. Bernstein L, Roy J, Delhotal KC, Harnisch J, Matsuhashi R, Price L, Tanaka K, Worrell E, Yamba F, Fengqi Z (2007) Industria. In: Cambiamento climatico 2007: Mitigazione. Contributo del gruppo di lavoro III al quarto rapporto di valutazione del panel intergovernativo sui cambiamenti climatici. Cambridge University Press, Cambridge, Regno Unito e New York, USA.
3. FerroQuébec Inc. Empreinte carbone du silicium métal, Usine de Port-Cartier, Rapport d'empreinte carbone, 25 mars 2015, Ernst & Young, Groupe - Changements climatique et développement durable.
4. Poiché la relazione di cui al punto [3] si riferisce alle attività con sede in Quebec, la direzione ha utilizzato i numeri dell'impronta di carbonio del ciclo di vita riportati nella tabella 5.2 a pagina 30 della relazione di Ernst & Young e nel documento TM-2016-708 sull'impronta di carbonio del QRR per calcolare due diversi scenari di riferimento che incorporassero l'effetto della capacità di cattura della CO(g) del QRR. Nello scenario di riferimento HPQ #1, (utilizzando i dati di FerroQuebec con un'efficienza di cattura del carbonio del 95%), HPQ potrebbe generare un credito di carbonio di 2,6 tCO2/t di prodotto base. Nello scenario di riferimento HPQ n. 2 (utilizzando le informazioni di PyroGenesis TM-2016-708 sull'impronta di carbonio del QRR, con un'efficienza di cattura del carbonio del 95%), HPQ potrebbe generare un credito di carbonio di 1,5 tCO2/t di prodotto base.
5. I dati sono stati compilati a partire dalle informazioni contenute nelle presentazioni fatte da CRU International Limited ("CRU"), una società di ricerca sul mercato dei metalli leader a livello mondiale, durante le conferenze Silicon Market Outlook di novembre 2018, novembre 2020 e ottobre 2022.
6. La riduzione delle emissioni di CO2 di 1,25 M t all'anno è stata calcolata dalla direzione, che ha preso il 25% di 1 M t di domanda aggiuntiva di silicio descritta al punto [5] e l'ha moltiplicata per 5, che è la quantità di emissioni di CO2 per t di silicio prodotto descritta al punto [1]. (250,000 t * 5). La stima del numero equivalente di veicoli passeggeri ICE ridotti dalle strade è stata calcolata utilizzando l'EPA Greenhouse Gas Equivalencies Calculator.
7. I dati sulla produzione di silicio in Canada sono tratti dal sito web www.statista.com.
8. La riduzione annuale delle emissioni di CO2 per il Canada è stata calcolata dal management in 206.000 tonnellate moltiplicando le 50.000 tonnellate di produzione annuale per 4,12, il numero di emissioni di CO2 per il Canada secondo le informazioni trovate nel rapporto descritto al punto [3].
9. Dati sulla produzione di silicio negli Stati Uniti tratti dal sito web www.statista.com.
10. La riduzione annuale delle emissioni di CO2 per gli Stati Uniti è stata calcolata dal management in 1,55 M t moltiplicando per 5 le 310K t di produzione annuale.
11. I dati relativi alla produzione di silicio in Europa sono stati estratti dalla seguente citazione di Jorn de Linde, analista della CRU, che stima che l'Europa rappresenti il 13%-15% della produzione globale di silicio, ovvero circa 3 milioni di tonnellate.
12. La riduzione annuale delle emissioni di CO2 per l'Europa è stata calcolata dal management in 1,55 M t moltiplicando per 5 le 410K t di produzione annuale.
13. Governo del Quebec: Il mercato del carbonio: Aste
14. Governo del Canada: Il parametro di riferimento federale per la determinazione del prezzo dell'inquinamento da carbonio
15. Articolo del Wall Street Journal del 18 aprile 2023, "La prima tassa sulle importazioni di carbonio al mondo approvata dai legislatori dell'UE"