Che differenza c’è tra cattura e rimozione della CO₂?

Analizziamo insieme le tecnologie che sono in grado di catturare o rimuovere l’anidride carbonica dall’atmosfera. Ma innanzitutto facciamo chiarezza, perché tra i due termini c’è una bella differenza.

di Silvia Pugliese

Cattura e rimozione non sono intercambiabili

Ormai ne parlano anche i muri: le tecnologie relative all’assorbimento, utilizzo, o stoccaggio della CO₂ giocheranno, nei prossimi anni, un ruolo fondamentale per raggiungere la neutralità climatica nel 2050. Qualche tempo fa abbiamo parlato delle tecnologie che trasformano l’anidride carbonica da rifiuto dannoso a potenziale risorsa, e ce ne sono tante: dalla foglia artificiale che converte la CO₂ in carburanti, alle soluzioni che (ri-)utilizzano la CO₂ così com’è, o addirittura come materiale da costruzione.

Alla stregua di quest’ultime, la velocità con cui le tecnologie che assorbono la CO₂ stanno evolvendo è impressionante. D’altronde, per convertire la CO₂, bisogna prima averla a disposizione. In questa serie di articoli dedicati alla cattura e rimozione della CO₂ dall’atmosfera, vedremo quali sono e come funzionano le tecnologie più promettenti in grado di “acchiappare” l’anidride carbonica.

Per comprendere queste tecnologie, cominciamo subito col definire cosa s’intende per cattura e rimozione della CO₂. Il più delle volte i due termini vengono utilizzati nel modo scorretto! Si tende spesso a considerarli sinonimi, tuttavia cattura della CO₂ e rimozione della CO₂ si riferiscono a due modi molto diversi di ottenere il gas serra. Conoscere questa differenza è fondamentale, poiché le tecnologie adatte alla cattura si rivelano spesso inadatte alla rimozione della CO₂, e viceversa.

Per cattura della CO₂ s’intende isolare l’anidride carbonica mentre viene prodotta e prima che venga rilasciata nell’atmosfera. Sono un esempio tutte le tecnologie che catturano e separano la CO₂ da gas di scarico di impianti industriali, centrali elettriche o anche veicoli. Una volta isolata, la CO₂ può essere stoccata o riutilizzata. 

Le tecnologie di rimozione del biossido di carbonio si occupano invece di rimuovere dall’atmosfera l’anidride carbonica già presente, ovvero che è stata già emessa. Un esempio? La forestazione: le piante sono in grado di utilizzare la CO₂ direttamente dall’aria che le circonda. Inoltre, per essere definito come rimozione dell’anidride carbonica, un metodo deve catturare la CO₂ dall’atmosfera e immagazzinarla in modo duraturo (ovvero da decenni a millenni).

Prima differenza: la concentrazione di CO₂

Uno degli aspetti che rende queste tecnologie così differenti è la concentrazione di CO₂ nella sorgente che viene trattata. Consideriamo, ad esempio, una sorgente puntuale come un gas di scarico. La percentuale di CO₂ presente nel gas di scarico di un’auto a motore a combustione è circa del 12–15%. Per visualizzare questa quantità, immaginiamo che l’aria dalla quale vogliamo catturare la CO₂ sia contenuta in una bottiglia d’acqua grande abbastanza da contenere un milione di gocce d’acqua. Se utilizzassimo un colorante per rappresentare la CO₂, dovremmo aggiungere 150.000 gocce di colorante, ossia il 15% del volume totale della nostra bottiglia. In questo caso, la differenza di colore dell’acqua sarebbe chiara ed evidente. 

Ora confrontiamo questa quantità con la percentuale di CO₂ che risiede nell’atmosfera. Qui, la concentrazione di biossido di carbonio è di circa 420 ppm, ovvero… soltanto lo 0.04%! Questo vuol dire che, nella nostra bottiglia d’acqua da un milione di gocce, dovremmo aggiungere solo 400 gocce di colorante, e il colore dell’acqua non sarebbe notevolmente alterato.

Per questo motivo, catturare la CO₂ da una sorgente puntuale, ben definita in termini di spazio e con una concentrazione di CO₂ abbastanza elevata, è in generale più semplice che rimuovere l’anidride carbonica che è stata già emessa ed è finita in atmosfera. In quest’ultimo caso, per via della sua bassa concentrazione, è quasi come cercare un ago in un pagliaio.

Inizialmente è difficile comprendere come un gas che si trova in atmosfera con una concentrazione pari allo 0.04% possa avere un effetto così importante sul nostro clima. Tuttavia, se consideriamo la vastità dell’atmosfera e il tempo durante il quale la CO₂ vi rimane (fino a mille anni), riusciamo a capire come anche una piccola quantità di CO₂ in più nell’atmosfera possa avere un impatto significativo sul clima e sull’ambiente, e quanto sia importante cercare di rimuoverla.

Seconda differenza: la scala di implementazione

Parlando di dimensioni, un’altra differenza importante tra la cattura e la rimozione della CO₂ è la quantità assoluta di CO₂ che viene trattata. Le emissioni globali di CO₂ da combustibili fossili e cemento sono state di circa 37 miliardi di tonnellate nel 2022. Le tecnologie di cattura della CO₂ possono isolare la maggior parte dell’anidride carbonica emessa da queste fonti, adattandosi alla scala relativamente limitata della sorgente che devono trattare. Secondo un rapporto dell’International Energy Agency (IEA), infatti, le tecnologie di cattura possono ridurre le emissioni di CO₂ di oltre il 90% in alcuni settori industriali, come l’industria del cemento e dell’acciaio.

Per le tecnologie di rimozione (di nuovo) non è così semplice. Secondo le stime, l’atmosfera terrestre contiene circa 3 trilioni di tonnellate di CO₂. Considerata la percentuale di CO₂ che non deve essere rimossa e deve risiedere in atmosfera per salvaguardare la vita sulla terra (intorno ai 300 ppm), per avere un impatto sul riscaldamento globale e quindi  limitare il riscaldamento al di sotto dei 2°C, bisognerebbe rimuovere centinaia di miliardi di tonnellate di anidride carbonica dall’atmosfera nel corso di questo secolo. Questo significa che l’utilizzo di queste tecnologie ha un senso solo se implementate in larghissima scala, ovvero se sono in grado di catturare, con tempi e spese limitati, miliardi di tonnellate di CO₂ alla volta.

Questi sono alcuni dei motivi per cui le tecnologie per la rimozione della CO₂, rispetto a quelle per la cattura, oggi sono ancora molto costose e meno avanzate in termini di sviluppo tecnologico. Ci vuole una soluzione che sia in grado di trovare e acchiappare soltanto alcune delle gocce di colorante nella bottiglia, che, come abbiamo visto, sono poco concentrate! La tecnologia deve essere pertanto molto selettiva, ma allo stesso tempo molto poco costosa, altrimenti non potrebbe essere utilizzata su larga scala.

Terza differenza: il ruolo nella mitigazione del riscaldamento globale

Ora sappiamo che la cattura e la rimozione della CO₂ sono due approcci distinti. I ruoli delle due tecnologie, anche dal punto di vista dell’effetto che hanno sul clima, non sono gli stessi, ma sono complementari per raggiungere gli obiettivi climatici. 

La cattura della CO₂ è importante per ridurre le emissioni di gas serra dalle fonti di emissione e quindi rallentare l’aumento della concentrazione di CO₂ nell’atmosfera. Se facessimo il bilancio di quanta anidride carbonica viene emessa in atmosfera utilizzando le tecnologie di cattura, immaginando il caso limite in cui la tecnologia stessa non emettesse CO₂ e riuscisse a catturare il 100% della CO₂ dalla fonte di emissione, allora vedremmo che queste tecnologie possono essere al massimo carbon neutral.

In poche parole, in questo caso limite non vi sarebbe un ingresso netto di CO₂ in atmosfera poiché la quantità di CO₂ catturata sarebbe pari a quella emessa. Ovviamente, nella vita reale, queste tecnologie non sempre riescono ad essere così performanti. La rimozione della CO₂ è invece importante per ridurre la concentrazione di CO₂ già presente in atmosfera e di conseguenza ripristinare l’equilibrio del ciclo del carbonio. Poiché in questo caso l’anidride carbonica è sottratta direttamente dall’atmosfera e il carbonio è immagazzinato in modo duraturo, queste tecnologie possono essere, nel migliore dei casi, carbon negative, ovvero la quantità di CO₂ catturata è più di quella emessa durante le operazioni, il che porta a una rimozione permanente di CO₂ dall’atmosfera.

La combinazione di queste due tecnologie potrà ridurre in modo significativo l’impatto del cambiamento climatico in futuro, ma per la loro implementazione industriale su larga scala rimangono molti aspetti, soprattutto scientifici, da risolvere. Nei prossimi articoli vedremo nello specifico quali sono, e confronteremo le tecnologie per la cattura e la rimozione della CO₂ in termini di metodo, efficienza, costo e sostenibilità.