CO₂
  • Categoria dell'articolo:Ambiente
  • Ultima modifica dell'articolo:22 Settembre 2022

L’umanità deve rimuovere fino a 660 miliardi di tonnellate di anidride carbonica (CO₂) dall’atmosfera entro la fine del secolo per limitare il riscaldamento globale a 1,5°C. Questo secondo il rapporto più recente dell’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), che ha basato la sua stima sulle concentrazioni atmosferiche di CO₂ misurate nel 2020.

La rimozione di così tanta CO₂ comporterà molto di più che semplicemente piantare molti alberi. Ingegneri e scienziati stanno sviluppando tecnologie di cattura diretta dell’aria (DAC) che dovrebbero estrarre grandi quantità di CO₂ dall’atmosfera utilizzando pochissima terra e acqua.

Una tipica unità DAC utilizza grandi ventole per spingere l’aria attraverso un materiale liquido o solido che può legare e rimuovere CO₂, in modo simile a come i polmoni umani estraggono l’ossigeno. Il materiale si rigenera quando riscaldato, lasciando CO₂ concentrata.

La CO₂ concentrata può essere immagazzinata in modo permanente, solitamente sottoterra in giacimenti di petrolio e gas esauriti, o utilizzata per produrre sostanze chimiche utili come combustibili sintetici. Questi combustibili rilascerebbero CO₂ quando bruciati e quindi sono tecnicamente a emissioni zero.

I sostenitori della tecnologia affermano che ciò potrebbe ridurre la necessità di combustibili fossili e aiutare le industrie difficili da decarbonizzare, come l’aviazione, a raggiungere emissioni nette zero. Altri temono che il DAC offra una distrazione dal duro lavoro di ridurre le emissioni di carbonio.

Questi critici suggeriscono che l’alto costo energetico e i materiali utilizzati per il DAC lo rendono proibitivo e così poco pratico nel breve lasso di tempo lasciato per evitare catastrofici cambiamenti climatici. Il costo per rimuovere una tonnellata di CO₂ con DAC può raggiungere $ 600.

La tecnologia DAC è ancora agli albori. L’Agenzia internazionale dell’energia (AIE) prevede che rimuoverà 90 milioni di tonnellate all’anno nel 2030, 620 milioni di tonnellate nel 2040 e 980 milioni di tonnellate all’anno nel 2050.

Ma allo stato attuale delle cose, dal 2010 sono online solo 19 progetti DAC , che nel 2021 rimuovono complessivamente 0,008 milioni di tonnellate di CO₂, equivalenti a circa sette secondi di emissioni globali dalla produzione di energia.

Gli sviluppatori DAC stanno lavorando a progetti che rimuoveranno circa 1 milione di tonnellate di CO₂ all’anno ciascuno a metà degli anni ’20. Ma potrebbero lottare per migliorare l’efficienza energetica e ridurre i costi abbastanza velocemente da rimuovere la CO₂ nella scala necessaria per soddisfare le previsioni dell’AIE per gli anni ’30 del 2000. Ecco perché.

L’implementazione del DAC sta guadagnando slancio

L’unità più grande attualmente in funzione è l’impianto di Orca, costruito dalla società Climeworks in Islanda nel 2021. Grande quanto due container marittimi, Orca mira a catturare e immagazzinare permanentemente fino a 4.000 tonnellate di CO₂ all’anno dissolvendola in acqua e pompando sottoterra dove reagirà per formare roccia.

Ecco quanto assorbirebbero in un anno 170.000 alberi su 340 ettari di terreno. Sfortunatamente, il freddo all’inizio del 2022 ha congelato i macchinari e chiuso l’impianto.

Carbon Engineering, un altro sviluppatore DAC, ha in programma di implementare un’unità in Texas negli Stati Uniti che, a suo avviso, rimuoverà e immagazzinerà fino a 1 milione di tonnellate di CO₂ all’anno una volta che inizierà a funzionare nel 2024. Questa impresa include un investimento multimilionario da parte della United Airlines che sta tentando di compensare le emissioni dei suoi voli e di acquisire combustibili sintetici.

I combustibili a emissioni zero potrebbero sostituire il petrolio negli aeroplani e nei veicoli merci a lunga percorrenza. Ma le tecnologie aria-combustibile necessitano ancora di un modello di business più competitivo rispetto all’industria dei combustibili fossili.

È improbabile che ciò avvenga rapidamente, dal momento che quest’ultimo è così consolidato e sovvenzionato mentre la tecnologia alla base dell’aria-carburante è rudimentale e necessita di investimenti sostanziali per aumentare.

I costi stanno scendendo troppo lentamente

L’IEA ha stimato che rimuovere fino a 1 miliardo di tonnellate di CO₂ all’anno dall’aria con gli impianti DAC nel 2050 consumerà fino a 1.667 terawattora di energia, equivalenti all’1% del consumo globale nel 2019.

Si prevede che i costi scendano tra 125 e 335 dollari USA per tonnellata di CO₂ negli anni 2030, con la prospettiva di raggiungere meno di 100 dollari USA entro il 2040. Ciò dipenderà dall’implementazione delle unità DAC e dagli sviluppatori che impareranno da queste unità dimostrative, in modo simile a come il costo dell’energia solare è diminuito nel tempo.

Il DAC potrebbe diventare finanziariamente sostenibile negli anni ’30 se i costi in calo venissero coperti dall’aumento del prezzo del carbonio nei regimi fiscali. Secondo il Fondo monetario internazionale, il prezzo medio della CO₂ nei paesi in cui esistono tasse sul carbonio o meccanismi di determinazione dei prezzi ha raggiunto i 6 dollari USA per tonnellata nel 2022 ed è destinato ad aumentare a 75 dollari USA entro il 2030.

Il sistema di scambio di quote di emissioni dell’UE ha valutato una tonnellata di CO₂ a 90 dollari USA per tonnellata nel 2022. L’Inflation Reduction Act ha recentemente aumentato i crediti d’imposta per le aziende che rimuovono e immagazzinano CO₂ negli Stati Uniti da 50 USD la tonnellata a 180 USD.

Ma i prezzi elevati del carbonio sono lontani dalla norma altrove. In Cina, nel 2021 e nel 2022 il prezzo del carbonio è oscillato tra i 6 e i 9 dollari USA per tonnellata.

Il DAC potrebbe anche diventare praticabile se la CO₂ che rimuove viene monetizzata. Ma questo è rischioso. Un’applicazione del DAC è il miglioramento del recupero dell’olio, che comporta il pompaggio di CO₂ concentrata nel sottosuolo per estrarre più petrolio.

Le stime suggeriscono che questo metodo potrebbe emettere 1,5 tonnellate di CO₂ per ogni tonnellata rimossa. Sebbene questa strategia possa ridurre le emissioni nette della produzione di petrolio convenzionale, aggiungerebbe comunque carbonio all’atmosfera.

L’opportunità può sorgere in settori che necessitano di CO₂ concentrata, come i produttori di alimenti. Il prezzo della CO₂ è salito da 235 USD per tonnellata nel settembre 2021 a oltre 1.200 USD di recente.

Questo perché la maggior parte della CO₂ nel Regno Unito proviene dall’industria dei fertilizzanti, dove l’aumento dei prezzi del gas naturale ha provocato il caos. Sebbene l’attuale domanda globale sia limitata a circa 250 milioni -300 milioni di tonnellate all’anno, DAC potrebbe presto offrire una fornitura di CO₂ più conveniente e climaticamente neutra.

Le nuove tecnologie possono contribuire a rendere il DAC più economico. Ad esempio, una start-up DAC con sede nel Regno Unito chiamata Mission Zero Technologies mira a utilizzare l’elettricità invece del calore per rigenerare il materiale che assorbe CO₂ nelle unità DAC. Questo, afferma la società, ridurrebbe di quattro volte il fabbisogno energetico del DAC.

Sfortunatamente, le stime dei costi per DAC sono molto incerte. Ciò è in parte dovuto al fatto che spesso provengono dagli sviluppatori stessi piuttosto che da ricerche indipendenti. Non esiste un approccio comunemente accettato per quantificare i costi effettivi del DAC, ma il mio gruppo di ricerca sta lavorando per verificare i costi di rimozione dichiarati dagli sviluppatori di DAC e previsti dall’IEA con una rete globale di accademici e industriali.

Il DAC rallenterà il riscaldamento globale?

Il mondo ha bisogno di costruire circa 30 impianti DAC in grado di rimuovere più di 1 milione di tonnellate di CO₂ all’anno ogni anno tra il 2020 e il 2050. Con solo pochi di questi impianti che dovrebbero essere operativi entro la metà degli anni 2020, superare questa carenza sarà difficile, soprattutto se i costi rimangono elevati e le tecnologie DAC rivoluzionarie non vengono scoperte e commercializzate.

Credo che il DAC sia ancora uno strumento essenziale per rallentare il riscaldamento globale. Una volta raggiunte le riduzioni dei costi previste, DAC aprirà la strada alla rimozione di CO₂ su larga scala con un’impronta idrica e territoriale molto più ridotta rispetto ad altre tecnologie di rimozione negli anni 2030 e oltre.

Il ruolo del DAC non è quello di compensare l’aumento delle emissioni negli anni 2020, ma di colmare il divario di emissioni e ridurre la concentrazione di CO₂ atmosferica per limitare il riscaldamento globale a 1,5°C durante il decennio e un po’ avvicinandosi al 2050. Questo è il motivo per cui governi e imprese dovrebbero concentrarsi sulla fine della loro dipendenza dai combustibili fossili, sostenendo nel contempo la ricerca e lo sviluppo della tecnologia DAC per ridurne i costi.

Autore

Dawid Hanak, Università di Cranfield