Catturare il carbonio

Catturare il carbonio' means 'Capturing carbon' in English.

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La cattura di carbonio è allettante perché potrebbe invertire l'impatto del riscaldamento atmosferico. ¶ Credito: greenrecruitmentcompany.com

Con l’emergere di tempeste violente, ondate di calore letali e incendi violenti come nuova normalità, la mitigazione dei cambiamenti climatici è diventata urgente. Naturalmente, parte della soluzione consiste nel ridurre le emissioni di anidride carbonica (CO 2 ) e raggiungere uno stato di neutralità del carbonio. Tuttavia, ciò non fa nulla per ridurre i gas serra già intrappolati nell’atmosfera.

“C’è un notevole ritardo tra le emissioni di carbonio e le temperature”, afferma Phil De Luna, capo scienziato del carbonio e responsabile dell’ingegneria presso Deep Sky, un’azienda di Montreal, in Canada, che si concentra sulla costruzione di infrastrutture di rimozione del carbonio su larga scala. “Questo è significativo perché a meno che non troviamo un modo per ridurre l’output e abbassare i livelli atmosferici esistenti di gas serra, il cambiamento climatico si accelererà”.

La risposta potrebbe risiedere nell’estrazione della anidride carbonica dall’atmosfera.

Anche se i primi metodi di cattura del carbonio sono emersi quasi un secolo fa, i progressi nella tecnologia stanno rapidamente ridisegnando il settore. Questi includono sistemi che estraggono direttamente CO 2 dall’aria e altri che la estraggono dall’acqua degli oceani. A quel punto, è anche possibile trasformare la CO 2 in rocce mineralizzate che possono essere sequestrate sottoterra.

“Queste tecnologie potrebbero avere un impatto enorme nel minimizzare i danni e le distruzioni che si verificherebbero con temperature globali significativamente più alte”, afferma David Heldebrant, membro del laboratorio del gruppo Advanced Energy Systems presso il Pacific Northwest National Laboratory di Portland, OR.

Nel nulla dell’aria

L’urgenza della situazione non può essere ignorata. Raggiungere lo stato di carbon-neutral richiederà decenni, anche mentre gli esseri umani continuano a pompare 35 miliardi di tonnellate di carbonio nell’atmosfera ogni anno. Il risultato è un pianeta che si avvicina pericolosamente al riscaldamento oltre la soglia critica di 1,5 gradi Celsius (2,7 gradi Fahrenheit) stabilita dall’Accordo di Parigi per evitare esiti catastrofici sul clima.

La cattura del carbonio è allettante perché potrebbe invertire l’impatto del riscaldamento atmosferico. Secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA), la capacità globale di cattura del carbonio è prevista aumentare del 700% dal 2022 al 2030. L’IEA segnala che nel 2023 verranno attivate 338 progetti con una capacità totale di circa 300 MtCO2/anno. Negli Stati Uniti, l’amministrazione Biden ha annunciato un investimento di 1,2 miliardi di dollari in progetti separati di cattura del carbonio in Texas e Louisiana. Ogni centro mira a rimuovere 250 volte più anidride carbonica dall’atmosfera rispetto a qualsiasi struttura esistente.

Anche se la raccolta delle emissioni a livello di macchina o di camino non è una novità, i ricercatori stanno spingendo la tecnologia ben oltre i confini convenzionali. Ad esempio, presso il Pacific Northwest National Laboratory, Heldebrant e un team di scienziati hanno sviluppato un prototipo di macchina delle dimensioni di un armadio che convertirebbe il CO2 in materiali monouso e riciclabili a un costo previsto inferiore del 19% rispetto ai sistemi esistenti. Il sistema cattura l’uscita di un camino delle centrali elettriche, utilizza un solvente brevettato per estrarre il CO2 e quindi converte il materiale risultante in sostanze come il metanolo.

Altri sistemi di cattura del carbonio stanno andando in una direzione diversa. Ad esempio, la tecnologia di cattura diretta dell’aria aspira grandi volumi di aria comune, estrae il CO2 e lo trasforma in forma liquida. A quel punto, può essere utilizzato come carburante o mineralizzato e sequestrato in profondità sotto la terra, dove non può fuoriuscire. Non sorprende che l’efficienza e la scalabilità di questi sistemi stiano migliorando, mentre i costi stiano diminuendo. Nel frattempo, nuove idee stanno emergendo, tra cui la cattura del carbonio tramite treni in movimento e altri veicoli.

Anche la cattura del carbonio in mare sta facendo parlare di sé. Ad esempio, un progetto congiunto operato dall’organizzazione di ricerca pubblico-privata AltaSea e dall’azienda di estrazione del carbonio Equatic sta testando una chiatta galleggiante di 100 piedi che estrae anidride carbonica direttamente dall’acqua. Il processo elettrochimico, inventato dai ricercatori dell’Istituto per la Gestione del Carbonio dell’UCLA, stabilizza il CO2 come ioni bicarbonato disciolti che si trasformano in carbonati minerali solidi. La tecnologia produce anche idrogeno, che può essere utilizzato come carburante verde.

Un’altra startup, Captura, ha sviluppato un sistema di cattura diretta dall’oceano alimentato da energia marina rinnovabile che funziona come una centrale di dissalazione, rimuovendo anidride carbonica a un costo di circa 100 dollari per tonnellata e sequestrandola in siti di stoccaggio sottomarini. L’azienda utilizza un sistema di membrana proprietario ed elettrodialisi per catturare il CO2.

La cattura del carbonio affronta solo metà del problema; c’è anche la necessità di sequestrarlo in modo che non possa fuoriuscire nell’atmosfera. Ad esempio, l’azienda 44.01, chiamata così per la massa molecolare del biossido di carbonio, ha sviluppato una tecnologia che trasforma il CO2 in roccia. 44.01 inietta CO2 disciolto in acqua nelle formazioni di peridotite sottoterra, dove temperature e pressioni accelerano la mineralizzazione naturalmente presente. “In natura il processo può richiedere decenni. Noi velocizziamo questo processo, in modo che richieda meno di un anno”, afferma Karan Khimji, co-fondatore e direttore commerciale di 44.01.

Cambiamenti climatici

Nonostante enormi progressi, la cattura del carbonio continua a incontrare ostacoli. Per una cosa, è costosa e spesso mancano incentivi finanziari. Inoltre, a meno che non sia collegata all’energia rinnovabile, la riduzione netta del carbonio è minima.

Anche la scalabilità è un problema. Come afferma Khimji: “Ci sono molte tecnologie interessanti di rimozione del carbonio che hanno dimostrato efficacia in prove o piccole dimostrazioni, ma è vitale scalarele per rimuovere gigatonnellate di CO2 dall’atmosfera ogni anno e evitare gli effetti peggiori del cambiamento climatico”.

Infatti, rimangono domande sull’economia, la fattibilità dei sistemi emergenti e su come e dove possono essere conservati i depositi di CO2. Alcuni sistemi di cattura del carbonio richiedono anche grandi volumi di acqua e energia per funzionare. Una commissione delle Nazioni Unite ha persino descritto molti metodi emergenti come “non comprovati” e con “rischi sconosciuti”. Invece, preferisce approcci incentrati sulla riduzione dei gas serra.

Tuttavia, De Luna di Deep Sky ritiene che l’economia e le basi pratiche per la cattura del carbonio si sistemeranno, soprattutto mentre le aziende cercano di raggiungere ambiziosi obiettivi di riduzione del carbonio, inclusa la neutralità di emissione netta. Sottolinea che la conoscenza tecnica sta avanzando rapidamente, c’è una maggiore comprensione di come utilizzare i diversi sistemi di riduzione del carbonio in modo efficace come mai prima d’ora e si stanno creando quadri normativi e di governance ambientale, sociale e aziendale (ESG). “Sta diventando possibile collegare tutti i punti”, afferma.

Le tecnologie di cattura e stoccaggio del carbonio possono determinare il destino dell’umanità. “Siamo a un bivio”, dice De Luna. “Dobbiamo trovare modi per estrarre il carbonio dall’atmosfera, continuando a ridurre la quantità di carbonio generata dagli esseri umani. Abbiamo bisogno di condurre ricerca scientifica, ma anche di trovare modi per commercializzare e incentivare la cattura del carbonio”.

Samuel Greengard è un autore e giornalista con sede a West Linn, OR, USA.