Estrazione del carbonio dall’aria

Le attività antropiche esercitano un’influenza sempre più rilevante sul clima. L’uso di combustibili fossili, la deforestazione e l’allevamento di bestiame aggiungono enormi quantità di gas serra nell’atmosfera terrestre. Tra questi il più tristemente noto è l’anidride carbonica (CO₂), al quale è riconducibile buona parte del surriscaldamento climatico.

In Islanda, l’8 settembre 2021, è stato acceso il più grande impianto al mondo di “Direct Air Capture” (DAC), gestito dalla startup di ingegneria svizzera Climeworks. Si chiama Orca ed è essenzialmente una grande macchina aspira CO₂: si stima che ridurrà il volume annuo di emissioni pari a circa 870 auto.

Orca aumenterà la capacità DAC globale del 50% circa, aggiungendosi alla dozzina di impianti più piccoli già operativi in ​​Europa, Canada e Stati Uniti.

Il problema della CO₂

Gli scienziati da anni chiedono di ridurre drasticamente le emissioni di gas serra (GHG, Greenhouse Gases) per evitare il peggio nei prossimi decenni. Il recente rapporto sul clima IPCC delle Nazioni Unite è solo l’ultimo disperato grido di allarme.

Tra i GHG, l’anidride carbonica (o biossido di carbonio) è un gas che intrappola il calore ed è difficile da smaltire perché persiste nell’atmosfera per secoli. Può essere rilasciato attraverso cicli biogeochimici naturali o processi geologici (come le eruzioni vulcaniche) ma negli ultimi 170 anni è aumentato rapidamente a causa dell’attività umana. L’utilizzo sfrenato dei cosiddetti combustibili fossili ha trasferito nell’atmosfera il carbonio contenuto nelle molecole organiche nel sottosuolo, alterando la termoregolazione naturale della Terra. Nonostante ora il mondo si stia muovendo verso tecnologie sempre più green, lo sta facendo troppo lentamente e, comunque, alcuni settori rimarranno difficili da decarbonizzare completamente.

La tecnologia attuale offre due metodi principali per catturare il carbonio dall’aria: in un caso il gas viene intrappolato alla fonte di emissione, ad esempio la ciminiera di una fabbrica, prima che possa essere rilasciato nell’atmosfera (Carbon Capture and Storage, CCS); l’altro, la DAC, mira invece ad aspirare l’anidride carbonica dall’aria, qualsiasi essa sia, indipendentemente dalla fonte e da quando è stata rilasciata.

Entrambe hanno lo stesso obiettivo: isolare il carbonio, solitamente con uno stoccaggio permanente, sotterrandolo, o riciclandolo per altri processi, come la produzione del calcestruzzo. Il vantaggio della DAC è che può essere implementata ovunque e gli impianti possono essere alimentati da energie rinnovabili.

Come funziona Orca

Orca è destinato a diventare il più grande impianto di cattura diretta dell’aria. È composto da “collettori” impilabili delle dimensioni di un container, al momento otto, ciascuno dotato di una dozzina di ventilatori che aspirano l’aria. L’anidride carbonica sottratta all’atmosfera viene filtrata, miscelata con l’acqua e pompata in profondi pozzi sotterranei, dove reagisce formando minerali stabili nel sottosuolo in meno di due anni.

Climeworks afferma che il sistema rimuoverà presto fino a 4.000 tonnellate di anidride carbonica ogni anno.

La tecnologia è ancora in una fase nascente ma sta rapidamente guadagnando terreno.
Al momento ci sono 15 impianti DAC che operano in tutto il mondo, catturando più di 9.000 tonnellate di anidride carbonica all’anno. Anche Elon Musk, il fondatore e CEO della nota compagnia spaziale privata SpaceX, ha lanciato il concorso XPrize Carbon Removal, che sfida i progettisti a sviluppare una macchina per estrarre grandi quantità di anidride carbonica (un miliardo di tonnellate all’anno) direttamente dall’atmosfera o dagli oceani.

La cattura diretta dell’aria si affianca ad altri interventi che mirano a contrastare l’eccesso di anidride carbonica nell’atmosfera, come il rimboschimento e la riforestazione ma le zone verdi del pianeta finiscono sempre più spesso vittime di enormi incendi, intrappolate nel circolo vizioso del cambiamento climatico. E, in ogni caso, queste soluzioni richiedono tutte molto più tempo, troppo, per produrre risultati tangibili.

La DAC è una delle poche opzioni tecnologiche disponibili, relativamente veloce ed efficace.
Si prevede che la rimozione del carbonio svolga un ruolo chiave nella transizione verso un sistema energetico netto zero in cui la quantità di anidride carbonica rilasciata nell’atmosfera è equivalente alla quantità rimossa. Ma la pensano tutti così?

La DAC è ancora troppo costosa

Il contratto firmato da Climeworks con il gigante Swiss Re, uno dei principali fornitori mondiali di assicurazione e riassicurazione vale 10 milioni di dollari. Climeworks non ha rivelato pubblicamente il suo prezzo per tonnellata ma un comunicato stampa di Swiss Re lo ha descritto come “diverse centinaia di dollari”.

Nonostante la quantità di CO₂ nell’atmosfera è tale da produrre un impatto drastico sul clima del pianeta Terra, rimane comunque una piccola percentuale rispetto al volume totale, cioè è molto diluita. Questo rende l’estrazione di carbonio dall’aria un’operazione davvero difficile.

I costi e il fabbisogno energetico variano a seconda del tipo di tecnologia e se l’anidride carbonica catturata verrà stoccata geologicamente o immediatamente riutilizzata. Infatti, la CO₂ deve essere compressa ad altissima pressione per essere iniettata nel sottosuolo e, questo passaggio aumenta sia il costo di capitale dell’impianto a causa di macchinari più complessi, sia i costi operativi.

Poiché la tecnologia deve ancora essere dimostrata su larga scala, il costo futuro della DAC è incerto. Le stime riportate in letteratura sono ampie, in genere vanno da circa 100 a circa 1000 dollari a tonnellata.

La DAC sarà sufficiente per salvare il clima?

La risposta è no.

Il rapporto delle Nazioni Unite del mese scorso dimostra che l’obiettivo di limitare il riscaldamento globale a 1,5 °C rispetto ai livelli preindustriali sembra essere svanito; mentre, una recentissima stima guidata dall’Università dell’Illinois e pubblicata sulla rivista Nature Food, indica che solo la produzione di cibo a livello globale vale più di 17 miliardi di tonnellate di CO₂ l’anno in termini di emissioni. Nessuno si aspetta che Orca o gli altri progetti in fase di sviluppo riescano da soli a contrastare un carico del genere.

In questo contesto la DAC potrebbe addirittura rimanere una tecnologia di nicchia. Molto dipenderà dai costi. Oltre a questo c’è l’incognita “successo”: è troppo presto per dire se questi procedimenti funzioneranno su larga scala. Per il CCS, ad esempio, non tutto è andato come previsto. Ne è un esempio il progetto della Chevron Australia, una costola dell’azienda petrolifera Chevron Corporation, che ha cercato di seppellire il carbonio sotto un’isola al largo dell’Australia occidentale, fallendo l’obiettivo quinquennale di catturare e immagazzinare l’80% delle emissioni.

In aggiunta, non tutti vedono di buon occhio questi impianti: molti pensano che, anzi, faciliteranno l’industria petrolifera che, ironia della sorte, utilizza la CO₂ per dragare più petrolio. Il timore è che le compagnie petrolifere e del gas possano implementare i propri sistemi di cattura del carbonio per compensare le emissioni, usandoli come scusa per continuare a estrarre combustibili fossili.

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