Quando l’uomo copia la natura: la cattura e stoccaggio del carbonio
Si può sottrarre CO2 dall’atmosfera? Sì, con un processo artificiale di cattura e conservazione del carbonio: il Carbon Capture and Storage.
I serbatoi naturali non sono i soli elementi capaci di formare un deposito di carbonio (componente essenziale della CO2), sottraendo questo elemento direttamente dall’atmosfera. Anche l’uomo ha creato, artificialmente, dei meccanismi simili. In che modo? Consapevoli dei rischi legati a una crescita smodata di emissioni, gli scienziati si sono concentrati su metodi che rendessero il processo di assorbimento del carbonio efficiente e ripetibile; il risultato di questi sforzi è il CCS (Carbon Capture and Storage), acronimo che sta ad indicare un processo artificiale di “cattura e conservazione del carbonio”.
In che cosa consiste? Nella separazione dell’anidride carbonica dall’aria in cui si trova, e nel suo conseguente stoccaggio all’interno di enormi depositi sotterranei, come bacini petroliferi vuoti. Sottrarre CO2 dall’atmosfera significa diminuire l’effetto serra che questa contribuisce a generare, col risultato di ridurre il cambiamento climatico.
Il CCS viene considerato una risorsa importante nella mitigazione (cioè la riduzione degli effetti) del cambiamento climatico, dal momento che potrebbe bilanciare le nostre emissioni eccessive e bloccare, in questo modo, il peggioramento delle condizioni climatiche. L’IPCC inserisce il CCS come parte fondamentale dell’abbattimento delle emissioni nel futuro, come si può vedere dal grafico sottostante:
Tre dei quattro scenari elaborati per far sì che le emissioni non aumentino la temperatura di un grado e mezzo nel 2100 partono dal presupposto sia possibile utilizzare il CCS come metodo di riduzione della CO2 dall’atmosfera. Il quarto, pur prevedendo la rimozione dell’anidride carbonica, la considera come ottenuta solo tramite processi di riforestazione.
Il quadro sembra promettere bene: essendo in grado di cancellare i nostri errori avremmo più libertà di movimento nel modificare abitudini ed economie per armonizzarle all’ambiente e al clima. Purtroppo, non è esattamente così: il CCS deve ancora affrontare migliorie e ostacoli per diventare un’opzione affidabile sul piano scientifico, economico e politico.
La cattura e stoccaggio del carbonio: come funziona?
Partiamo dal fatto che, in tutti i casi, la cattura del carbonio avviene solo come CO2: i vari metodi di CCS rimuovono infatti solamente l’anidride carbonica dall’aria. Esistono due tipi principali di cattura artificiale della CO2 dall’atmosfera: la cattura associata alla produzione di energia e quella diretta dall’atmosfera.
Nel primo caso, la centrale di cattura “compensa” le emissioni generate nel momento in cui combustibili di vario tipo (a partire dal gas e dal carbone, ma anche fonti naturali come alberi e piante) vengono trasformati per produrre energia. Quando il carbone brucia, l’anidride carbonica che si sprigiona viene così riassorbita dal CCS, e le emissioni vengono contrastate. Se nel caso di combustibili fossili questo si risolve in una riduzione dell’impatto climatico, considerando le biomasse (quindi alberi, piante, rifiuti compostabili e così via) si possono ottenere addirittura emissioni negative di carbonio.
Infatti piante e alberi, come abbiamo già avuto modo di vedere, sequestrano carbonio durante la loro vita, e la cattura dell’anidride carbonica generata durante la loro combustione genera un guadagno netto in termini di carbonio catturato dall’atmosfera. Questo, ovviamente, dipenderà anche dal tipo di albero, dalla sua età, dal trattamento del suolo e così via.
Nella cattura atmosferica diretta, invece, grazie a processi chimici l’anidride carbonica viene “solidificata” in composti che, una volta lavorati, la rendono pronta da stoccare, o da utilizzare (per produrre carburante e materiali, ma anche come “fertilizzante” nelle serre). Anche questo metodo punta a delle emissioni nette negative, almeno finché l’energia utilizzata nel procedimento genera meno anidride carbonica di quante il metodo non ne catturi.
Il CCS: gli ostacoli da scavalcare
Le questioni da risolvere attorno alla cattura artificiale dell’anidride carbonica rimangono molte, prima tra tutte la convenienza economica dei metodi. Nel caso del CCS impiegato per ridurre le emissioni derivanti dall’industria dei combustibili fossili, i numeri parlano chiaro e mostrano come tale tecnologia, pur avendo fatto passi avanti, non sia ancora pronta a competere con alternative come le energie rinnovabili.
Per il carbone, per esempio, generare energia senza creare emissioni – grazie all’utilizzo del CCS- significherebbe pagare un costo quasi triplo rispetto a quello relativo alla produzione di energia solare. In linea generale, dal punto di vista dell’efficienza energetica, recenti studi sottolineano come i metodi di cattura del carbonio abbinati alla produzione da combustibili fossili si rivelino meno convenienti dell’utilizzo di rinnovabili con un sistema di conservazione dell’energia. La riconversione di impianti a combustili fossili, allora, potrebbe non essere più un’opzione da preferire al loro smantellamento e sostituzione; tutto dipende, in questo caso, dal capitale disponibile per questi cambiamenti.
Un altro degli ostacoli maggiori da superare per il CCS è quello del trasporto: l’anidride carbonica catturata dall’atmosfera deve essere infatti stoccata in bacini sotterranei appositi, che possono distare migliaia di chilometri dai siti di produzione energetica. Non sempre, infatti, il deposito sotterraneo disponibile è in prossimità della centrale a cui si applica il sequestro dell’anidride carbonica.
Ragionamento diverso è quello della cattura diretta dall’atmosfera: in questo caso il problema è che il prezzo del carbonio non è ancora abbastanza alto da rendere il metodo conveniente. Ricordate il sistema di emissioni europeo? Ecco, il costo di sottrarre l’anidride carbonica direttamente dall’atmosfera è di almeno 80 euro alla tonnellata; dall’altra parte, il costo di un permesso per emettere una tonnellata di anidride carbonica in più è di circa 26 euro. Per questo, le aziende che prelevano CO2 dall’atmosfera non lo fanno per sequestrarla nel terreno (nessuno le paga per questo), ma la utilizzano in altri modi più redditizi.
Proprio qui si inserisce il problema principale della cattura artificiale del carbonio, ossia la mancanza di politiche coerenti che siano in grado di rendere gli investimenti nel CCS meno rischiosi per tutti gli attori interessati. Un quadro politico chiaro renderebbe possibile “concentrarsi” sullo sviluppo tecnologico; un prezzo stabile (e crescente, aggiungeremmo noi) alle emissioni farebbe della compensazione tramite cattura un’alternativa efficace per bilanciare le quantità eccessive di anidride carbonica immesse ogni anno nell’atmosfera, almeno per quanto riguarda le realtà di larga scala come quella agricola e industriale; infine, un supporto chiaro al CCS aiuterebbe a divulgare informazioni sui suoi metodi, sulle sue potenzialità e sui suoi limiti, e aumenterebbe così il sostegno politico allo sviluppo delle tecnologie necessarie.
Il quadro attuale
Nonostante la sua propalata rilevanza politica, il CCS rimane poco più di una buona intenzione. I progetti esistenti finora, ed elencati dal Global CCS Institute, rimangono tanto limitati che fanno disperare: basti pensare che per raggiungere gli obiettivi dell’Accordo di Parigi e mantenere il riscaldamento globale entro i due gradi entro il 2100 servirebbero 2500 centrali di cattura con una capacità di oltre 1.5 milioni di tonnellate per anno; il tutto entro il 2040, ossia tra poco più di vent’anni.
Sapete quante ce ne sono per ora in tutto il mondo? 18. Altre sono in costruzione, altre in sviluppo, ma anche volendo aggiungere questi numeri non arriviamo che a 43 centrali. Non siamo neanche al 2% dell’obiettivo auspicato.
Avendo tracciato questo quadro cosa possiamo dire della cattura artificiale della CO2? Anche se la tecnologia non sembra ancora pronta, è importante non metterla semplicemente da parte: se la prevenzione del cambiamento climatico rimane l’alternativa migliore, il CCS rappresenta comunque parte di una soluzione sfaccettata, in cui il mantenimento delle foreste si associa alla cattura delle emissioni e ad ulteriori metodi naturali ed artificiali per provare a mantenere il clima e l’ecosistema in uno stato il più simile possibile a quello attuale.
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