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Possiamo catturare la CO2 dall’atmosfera, ecco come

Possiamo catturare la CO2 dall’atmosfera, ecco come

Catturare la CO2 direttamente dall’atmosfera potrebbe essere un’incredibile soluzione al problema dell’effetto serra. È forse la soluzione più intuitiva a cui si possa pensare, ma è anche molto difficile da realizzare.
Si potrebbe pensare che si tratti di fantascienza ma invece è un’operazione ad oggi possibile. Le tecnologie per il sequestro della CO2 sono disponibili già da alcuni anni.
Il problema più grande è rappresentato, come sempre, dagli interessi economici; infatti essendo i costi di questa tecnologia molto alti, non se ne sta ancora facendo uso su larga scala. concettualmente in maniera diversa:

Cattura CO2

Esistono due diverse strategie per la cattura della CO2 che agiscono concettualmente in maniera diversa:

  • Catturare la CO2 prima che venga emessa nell’aria.
    Si interviene direttamente nei processi industriali in cui avvengono processi di combustione e quindi la produzione di gas serra. Con questo metodo la CO2 viene separata dal resto dei gas di scarto e catturata prima che finisca in atmosfera.

  • Catturare la CO2 già presente nell’aria.
    Consiste nella cattura del gas serra attraverso la filtrazione diretta dell’aria (DAC), oppure passando per un più complicato procedimento che coinvolge i biocombustibili (BECCS).

Catturare la CO2 prima che venga emessa nell’aria

Questa strategia di intervento prevede che questo perfido gas venga catturato e immagazzinato durante il processo industriale in cui viene formata.
Le tecnologie create a questo scopo prendono il nome di CCS (Carbon Capture and Storage: cattura e stoccaggio del carbonio).
Queste tecnologie permettono la riduzione delle emissioni intorno al 80-90% di contro a una riduzione dell’efficienza degli impianti di solo il 10%

Esistono tre differenti metodi per catturare la CO2 durante il processo industriale:

  • PRE-COMBUSTIONE: 
    In questo processo il carburante ad esempio il carbone, vienegassificato, ovvero viene scomposto negli elementi che lo compongono e miscelato all’ossigeno.
    In questo modo dalla reazione ne risultano tre gas: Anidride carbonica (CO2), Idrogeno (H) e ossigeno (O).
    Una volta scomposto il carburante in questi tre gas, si separa la CO2 dagli altri tramite l’impiego di una membrana o di composti che si legano ad essa.
    Infine per la reazione di combustione necessaria per i processi industriali si bruciano Idrogeno e Ossigeno, il cui unico prodotto di scarto è il vapore acqueo che può tranquillamente essere liberato in atmosfera.

  • POST-COMBUSTIONE:
    Questo metodo prevede che la CO2 venga separata dagli altri gas esausti risultanti dalla combustione.
    Una normale reazione di combustione avviene bruciando il combustibile con l’aria (processo che avviene anche nei motori a scoppio).
    I gas di scarico dunque non sono solo anidride carbonica, ma anche altri gas presenti in aria: vapore acqueo, azoto, argon, elio ecc. 
    Nel processo di cattura, l’anidride carbonica viene separata da tutti gli altri gas in maniera simile a come avviene nella metodologia precedente: membrane e solventi che reagiscono con la CO2.
    Questo processo è molto simile al precedente. La differenza sta nel fatto che qui la CO2 viene separata dopo la combustione, invece che prima.

  • OSSICOMBUSTIONE
    In una normale reazione di combustione, il combustibile viene fatto reagire con l’ossigeno presente nell’aria.
    In questo processo invece il combustibile viene fatto reagire con ossigeno puro o aria altamente arricchita, in modo che i gas di scarico siano solo CO2 e vapore acqueo, senza gli altri gas presenti nell’aria.
    In questo modo la cattura della CO2 risulta molto più facile e efficiente.

Catturare la CO2 già presente nell’aria

Questa metodologia di cattura di anidride carbonica prevede che la CO2 venga prelevata dall’atmosfera in cui viviamo. L’obiettivo è quello di mitigare i danni ormai già esistenti, provocati da oltre un secolo di emissioni.

Esistono anche in questo caso tre modalità principali di intervento per sequestrare il biossido di carbonio dall’aria:

DIRECT AIR CAPTURE

La (DAC), “cattura direttamente dall’atmosfera” é una tecnica di cattura della CO2 praticata già in alcuni stabilimenti in tutto il mondo.
In questo processo l’aria viene aspirata nell’impianto e attraverso una serie di reazioni chimiche viene 


estratta l’anidride carbonica da essa mentre viene restituita il resto dell’aria all’ambiente.
Questo è ciò che le piante e gli alberi fanno ogni giorno durante la fotosintesi, però la tecnologia Direct Air Capture lo fa molto più velocemente, e fornisce anidride carbonica in forma pura e compressa che può quindi essere immagazzinata sotto terra o riutilizzata.

Il costo di tale tecnologia è difficile da stimare a causa dell’ampia gamma di differenti processi impiegati. Alcuni studi stimano il costo intorno a 200$ per tonnellata di CO2, altri processi che sfruttano le ammine per la separazione, costerebbero invece circa 30$ per tonnellata.
Il prezzo è ancora troppo elevato, ma si sta abbassando rapidamente con il miglioramento delle tecnologie impiegate.

BECCS

La “Bioenergy with carbon capture and storage” è un metodo di cattura della CO2 che si serve dell’impiego di biocombustibili.
Tutti i composti organici vegetali possiedono alti contenuti di carbonio (C) che prelevano dall’atmosfera attraverso la fotosintesi clorofilliana.

Tutti i composti organici vegetali possiedono alti contenuti di carbonio (C) che prelevano dall’atmosfera attraverso la fotosintesi clorofilliana.
La BECCS prevede che questi composti organici, una volta trasformati in combustibili, vengano impiegati nei normali processi industriali di combustione.
La cattura della CO2 avviene esattamente nei modi spiegati precedentemente.
La differenza sta però nell’origine del combustibile: se da una parte abbiamo il carbone, che era inerte in giacimenti nel sottosuolo, dall’altra abbiamo delle masse vegetali che quando erano in vita hanno sottratto tonnellate di CO2 dall’aria.

Utilizzando combustibili fossili come il carbone, si crea CO2 che prima non c’era in atmosfera e quindi andrebbe ad aggiungersi inquinando.
I vegetali invece ne sottraggono grandi quantità e la trasformano in composto organico solido.
Alla fine del processo dunque la quantità di CO2 nell’aria risulta essere logicamente minore di prima.

AGRICOLTURA

Come ho spiegato precedentemente, i vegetali assorbono la CO2 dall’aria per utilizzarla nella produzione di glucosio.
L’agricoltura praticata in maniera strategica in modo da immagazzinare gli scarti vegetali nel sottosuolo, favorirebbe lo stoccaggio di enormi quantità di anidride carbonica sotto forma di masse organiche. 

In questo modo con il tempo si arricchirebbe la rizosfera: strato organico del sottosuolo.
Questo tipo di agricoltura prevede la diversificazione delle colture e l’abolizione di pesticidi che sterilizzano il suolo.
L’Unione Europea prevede che dal 2023 vengano elargiti premi in denaro agli agricoltori che adotteranno questo tipo di agricoltura ecosostenibile.

Quale impiego avrà la CO2 catturata?

La CO2 una volta catturata viene resa liquida e stoccata in cisterne ad alta pressione.
Gli impieghi della CO2 catturata sono molteplici:

  • MATERIALE DA COSTRUZIONE:
    L’anidride carbonica viene miscelata a scarti dell’industria mineraria per creare materiale inerte utile nel settore delle costruzioni.
  • PRODUZIONE DI POLIMERI:
    La CO2 verrebbe impiegata nella produzione di polimeri, in particolare il policarbonato, il cui ciclo produttivo prevede il solo impiego di risorse fossili.
  • IMMAGAZZINAMENTO ENERGIA
    La produzione di energia da parte delle centrali elettriche può essere in alcuni casi troppa rispetto al fabbisogno.
    La conversione della CO2 a metanolo (combustibile) richiede energia, dunque l’energia prodotta in eccesso può essere immagazzinata sotto forma di energia chimica attraverso la creazione di metanolo.
  • ESTRAZIONE DI COMBUSTIBILI FOSSILI
    L’anidride carbonica viene spinta ad alta pressione all’interno di giacimenti di gas naturale quasi esauriti in modo da farli risalire più facilmente in superficie per essere estratti.
    Nel frattempo la CO2 rimarrebbe all’interno del giacimento.

Unione Europea per la cattura di CO2

L’Unione Europea finanzia dal 2000 progetti per la ricerca e lo sviluppo delle tecnologie CCS.
Il progetto prevedeva una fase di sviluppo seguita da una fase di sperimentazione durata un decennio a partire dal 2010 circa

La fase di sperimentazione era volta a verificare se l’impiego di tali tecnologie sarebbe stato economicamente sostenibile e redditizio. I risultati sono stati positivi e dunque ci si prepara per la commercializzazione e la diffusione su larga scala delle tecnologie per la cattura della CO2.
Se il progetto otterrà i risultati auspicati potrebbero essere catturate e stoccate nel continente fino a 75 milioni di tonnellate di CO2 all’anno.

Nel nostro paese, ad esempio, si sta pensando di sfruttare i giacimenti esauriti nell’Adriatico che hanno le potenzialità per diventare depositi di anidride carbonica proveniente da tutto il Mediterraneo.
Il progetto dovrebbe essere portato avanti da Eni.
Ad oggi questi grandi contenitori naturali stoccano 14 milioni di tonnellate di gas naturale, ma l’obiettivo di Eni è di ampliare la capacità fino a 300-500 milioni di tonnellate, una disponibilità in grado di soddisfare le esigenze dell’intero bacino del Mediterraneo.
La compagnia energetica Eni è ad oggi la principale sostenitrice delle tecnologie per la cattura di CO2  e sta finanziando numerosi progetti per la sua realizzazione.

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