La necessità di soluzioni per affrontare il cambiamento climatico si fa sempre più pressante, dato che il bilancio globale del carbonio stima che le emissioni di anidride carbonica (CO2) derivanti da combustibili fossili raggiungeranno i 36.8 miliardi di tonnellate nel 2023, con un aumento dell'1.1% rispetto al 2022. Il processo di cattura del carbonio, che riduce le emissioni di CO2 e rallenta il riscaldamento globale, è una nuova tecnologia promettente. Ma cos'è la cattura del carbonio e come contribuisce a un futuro sostenibile? Questo articolo esamina il funzionamento della cattura del carbonio, i suoi utilizzi, le difficoltà e il ruolo fondamentale nella lotta contro la catastrofe climatica.

Capire la cattura del carbonio: le basi

Cos'è la cattura del carbonio? Fondamentalmente, la cattura del carbonio è una tecnologia che impedisce alle emissioni di CO2 provenienti da centrali elettriche o attività industriali di entrare in atmosfera. Dopo essere stata catturata, la CO2 viene stoccata sottoterra o utilizzata per altri scopi, impedendole di causare l'effetto serra. Per ridurre la concentrazione atmosferica di CO2, questa procedura è una parte fondamentale della cattura e dello stoccaggio del carbonio (CCS) o della cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio (CCUS).

La cattura del carbonio prevede tre fasi principali: cattura, trasporto e stoccaggio o utilizzo. La CO2 viene separata dai gas prodotti da fonti come le centrali elettriche, quindi compressa e trasportata, solitamente tramite gasdotti, verso siti di stoccaggio o per uso industriale. Per lo stoccaggio a lungo termine, la CO2 può essere iniettata in formazioni geologiche profonde; in alternativa, può essere riciclata in combustibili sintetici e cemento. Nel 2024, circa 50 milioni di tonnellate di CO2 venivano catturate annualmente da 45 impianti commerciali di CCS . La scalabilità di questa tecnologia è essenziale nella lotta contro il riscaldamento globale, anche se rappresenta una minima parte delle emissioni mondiali.

Come funziona la cattura del carbonio: tecnologie e metodi

Per comprendere appieno cos'è la cattura del carbonio, è fondamentale capire le tecnologie che ne sono alla base. Esistono tre metodi principali per catturare la CO2, ognuno adatto ad applicazioni diverse:

1. Cattura post-combustione

Con questa tecnica, la CO2 viene estratta dai gas di scarico rilasciati dalla combustione di combustibili fossili, solitamente nelle centrali elettriche. Dopo essere stata assorbita da solventi chimici come le ammine, la CO2 viene separata e compressa. La cattura post-combustione può essere adattata agli impianti esistenti, rendendola ampiamente utilizzabile. Ad esempio, uno dei più grandi impianti di CCS, il progetto Petra Nova in Texas, cattura oltre 1.4 milioni di tonnellate di CO2 all'anno dal 2017 utilizzando la cattura post-combustione.

2. Cattura pre-combustione

In questo processo, prima della combustione, il combustibile viene trasformato in una combinazione di CO2 e idrogeno. Dopo la separazione della CO2, l'idrogeno è disponibile come combustibile pulito. Impianti come quelli a ciclo combinato con gassificazione integrata (IGCC) utilizzano frequentemente questa tecnica. Sebbene sia molto efficace, la sua applicazione negli impianti più vecchi è limitata in quanto richiede importanti modifiche infrastrutturali.

3. Ossicombustione

Questa tecnica brucia combustibili fossili in un ambiente ricco di ossigeno, producendo un gas di combustione composto principalmente da CO₂ e vapore acqueo. La CO₂ viene facilmente separata dopo la condensazione dell'acqua. Sebbene promettente, la combustione ossigenata è ancora in fase di dimostrazione per applicazioni su larga scala.

Inoltre, le tecnologie emergenti come la cattura diretta dall'aria (DAC) stanno ampliando la portata di ciò che si intende per cattura del carbonio. La DAC estrae la CO2 direttamente dall'atmosfera, non solo da fonti industriali. Gli impianti DAC, come quello di Orca in Islanda, che cattura 4,000 tonnellate di CO2 all'anno , sono gestiti da aziende come Climeworks. Sebbene la DAC richieda molta energia, ha la capacità di eliminare le emissioni passate, il che la rende rivoluzionaria per il raggiungimento degli obiettivi di emissioni nette zero.

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Il ruolo della cattura del carbonio nella lotta al riscaldamento globale

Riducendo la quantità di CO2 immessa nell'atmosfera, la cattura del carbonio è fondamentale per prevenire il riscaldamento globale. Con concentrazioni atmosferiche di CO2 che hanno raggiunto le 420 parti per milione (ppm) nel 2023, il livello più alto degli ultimi milioni di anni, questo gas serra è il principale responsabile dei cambiamenti climatici. Circa il 16% delle emissioni globali di CO2 proviene da settori difficili da decarbonizzare come quello siderurgico e del cemento , le cui emissioni possono essere notevolmente ridotte grazie all'utilizzo di tecnologie CCS (cattura e stoccaggio del carbonio).

Inoltre, la cattura del carbonio supporta la transizione verso un'economia a basse emissioni di carbonio. Ad esempio, iniziative come l'impianto canadese di Boundary Dam, che ha assorbito oltre 5 milioni di tonnellate di CO2 dal 2014 , dimostrano come la CO2 catturata possa essere utilizzata per migliorare il recupero del petrolio o produrre combustibili a basse emissioni di carbonio. Riutilizzando la CO2, la CCUS (cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio) allinea obiettivi economici e ambientali, fornendo incentivi finanziari alle imprese che implementano questa tecnologia.

Secondo l'Agenzia Internazionale dell'Energia (IEA), la cattura e lo stoccaggio del carbonio ( CCS) potrebbero contribuire al raggiungimento dell'obiettivo di 1.5°C dell'Accordo di Parigi, riducendo del 15% le emissioni globali entro il 2050. Ciò sottolinea quanto sia cruciale questa tecnologia per raggiungere emissioni nette pari a zero, in combinazione con altre strategie come l'efficienza energetica e le energie rinnovabili.

Sfide e limiti della cattura del carbonio

Nonostante il suo potenziale, una serie di ostacoli impedisce la diffusione della cattura del carbonio. Il costo rappresenta un ostacolo significativo. A seconda della tecnologia e della fonte, il costo di sviluppo e gestione degli impianti CCS può variare da 50 a 100 dollari per tonnellata di CO2 . Sebbene i costi siano in calo – diminuiti del 35% nell'ultimo decennio, secondo il Global CCS Institute – sono necessari investimenti considerevoli per ampliarne la diffusione.

Un'altra sfida è rappresentata dall'intensità energetica. I processi di cattura del carbonio, in particolare la cattura diretta di CO2 (DAC), richiedono una notevole quantità di energia, che può aumentare le emissioni se proveniente da combustibili fossili. Ad esempio, ogni tonnellata di CO2 assorbita dagli impianti DAC consuma circa 2,000 kWh di elettricità . Affinché gli impianti CCS abbiano il massimo impatto ambientale possibile, è necessario utilizzare energia rinnovabile per alimentarli.

Tra gli ostacoli rientrano anche i sistemi normativi e l'accettazione da parte del pubblico. Sebbene gli studi dimostrino che i siti di stoccaggio ben gestiti, come il progetto Sleipner in Norvegia, che dal 1996 ospita un milione di tonnellate di CO2 all'anno , abbiano un eccellente livello di sicurezza, alcune comunità nutrono dubbi sullo stoccaggio di CO2 per timore di perdite. Per promuovere la fiducia, sono necessarie leggi rigorose e una supervisione trasparente.

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Conclusione

Cos'è la cattura del carbonio? Per attenuare gli effetti del riscaldamento globale, questa tecnologia rivoluzionaria cattura le emissioni di CO2, le immagazzina in modo sicuro o le riutilizza. La cattura del carbonio è una componente chiave dell'azione per il clima, poiché consente emissioni negative attraverso la DAC e affronta le emissioni provenienti da settori difficili da ridurre. Sebbene esistano ancora problemi legati ai costi e al consumo energetico, nuovi sviluppi e il sostegno legislativo ne stanno aprendo le porte alla crescita. La cattura del carbonio deve essere ampliata per garantire un futuro sostenibile, dato il continuo aumento delle emissioni globali di CO2.

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