Nei prossimi decenni, la nostra economia e la nostra società dovranno ridurre drasticamente le emissioni di gas serra, come richiesto dall’Accordo di Parigi. Nel 2019 le Nazioni Unite hanno detto che è necessario raggiungere la neutralità carbonica entro il 2050. La cattura e stoccaggio del carbonio (Carbon Capture and Storage; CCS) ha lo scopo di togliere dall’atmosfera l’anidride carbonica prodotta da industrie e centrali elettriche e depositarla nel sottosuolo, in modo da ridurre le emissioni di gas serra.
Vediamo insieme il funzionamento di questa tecnologia innovativa, che non deve essere sostitutiva della transizione verso l’energia pulita ma uno strumento per accompagnare il percorso verso un’economia più sostenibile.
Perché la CO2
Attualmente la maggior parte delle tecnologie energetiche per la produzione di energia elettrica e calore o per la propulsione di veicoli sono basate sul processo di combustione. Oltre a poter produrre inquinanti quali ossidi di azoto, monossido di carbonio e particolato, il processo di combustione genera CO2 come risultato inevitabile dell’ossidazione degli atomi di carbonio contenuti nel combustibile. La CO2 è un gas serra, per cui maggiore è la concentrazione di CO2 nell’atmosfera e maggiore è l’effetto serra e il potenziale impatto in termini di riscaldamento globale.
Anche in un’ipotetica economia meno legata ai combustibili fossili ci saranno alcune industrie, come quelle della produzione del cemento, dell’acciaio, della chimica e della farmaceutica, oltre agli allevamenti e all’agricoltura, che continueranno a emettere alcuni gas serra. Per accompagnare la transizione energetica e raggiungere gli obiettivi dell’Accordo di Parigi sono necessarie, dunque, tecnologie a “emissioni negative”, come la cattura e stoccaggio di anidride carbonica, attraverso le quali la CO2 viene rimossa dall’atmosfera e immagazzinata permanentemente in depositi sotterranei.
La cattura
L’idea di questa tecnologia innovativa è quella di utilizzare processi di separazione dei gas, già noti nell’industria chimica, per separare la CO2 dal flusso di prodotti di combustione. Il processo inizia con la fase di cattura nella quale l’anidride carbonica viene intercettata direttamente dai camini dei grandi impianti industriali e separata dagli altri gas con cui è mescolata. Una volta catturata, la CO2 viene compressa in modo da poter essere trasportata più facilmente, normalmente attraverso delle condotte oppure via mare o via terra, per poter essere stoccata (CCS), quindi immessa in appositi siti nel sottosuolo, o riutilizzata (CCU) per fabbricare altri prodotti contenenti carbonio, quali cemento, plastiche e biocombustibili.
Lo stoccaggio o il riutilizzo
A questo punto si ha a disposizione anidride carbonica concentrata e priva di impurità che può essere riutilizzata come “materia prima” in altri processi produttivi, come nella mineralizzazione della CO2 con fasi minerali naturali e l’impiego dei prodotti ottenuti nella formulazione di cementi. In alternativa, l’anidride carbonica può essere stoccata permanentemente in appositi siti nel sottosuolo, come formazioni geologiche molto profonde, formazioni acquifere saline oppure giacimenti di gas e petrolio esauriti. Ci sono già diversi siti di stoccaggio della CO2 che sono operativi e sotto monitoraggio da decenni, come quelli in Norvegia, Canada, Usa ed Australia. Il riutilizzo dei giacimenti dismessi è particolarmente vantaggioso perché permette di utilizzare formazioni geologiche che sono ben conosciute e quindi di prevedere con elevata accuratezza la diffusione dell’anidride carbonica all’interno delle strutture.
La storia
I primi impianti di CCS sono in funzione dagli anni Settanta del Novecento. Già, infatti, nel 1972 si segnala l’impianto di trattamento di gas naturale di Terrel, in Texas che ha iniziato a fornire anidride carbonica attraverso il primo oleodotto di CO2 su larga scala e su lunga distanza a un giacimento petrolifero. L’applicazione della tecnologia carbon capture alla generazione energetica è però relativamente recente. Le prime applicazioni commerciali della cattura di carbonio si sono concentrate su alcuni processi industriali che rimuovono l’anidride carbonica in flussi concentrati come parte delle normali operazioni. Per altri processi industriali e per la generazione di energia elettrica, i sistemi attuali devono essere riprogettati per catturare e concentrare l’anidride carbonica. Nei prossimi anni nuovi progetti sono previsti in tutto il mondo.
