La cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) è un metodo cruciale per mitigare il riscaldamento globale riducendo le emissioni di carbonio. Questo processo si articola in tre fasi: cattura delle emissioni di anidride carbonica derivanti dalla produzione di energia o da processi industriali come la produzione di acciaio e cemento, trasporto della CO2 catturata e stoccaggio sicuro nel sottosuolo.
Come funziona il CCS?
Il processo CCS prevede tre fasi chiave:
- Cattura dell'anidride carbonica: L'anidride carbonica (CO2) viene isolata dagli altri gas generati nelle operazioni industriali, come quelle delle centrali elettriche a carbone o a gas naturale, delle acciaierie o dei cementifici.
- Trasporto: La CO2 catturata viene compressa e trasportata tramite condotte, trasporto su strada o navi verso un sito di stoccaggio designato.
- Memoria su disco: Successivamente, la CO2 viene iniettata in profondità nel sottosuolo, in formazioni rocciose, per uno stoccaggio sicuro a lungo termine.
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In che modo il CCS contribuisce alla lotta al riscaldamento globale?
Per raggiungere l'obiettivo dell'Accordo di Parigi di limitare l'aumento della temperatura a 1.5 °C (2.7 °F), l' IPCC sottolinea la necessità non solo di intensificare gli sforzi per la riduzione delle emissioni , ma anche di adottare tecnologie per estrarre il carbonio dall'atmosfera. La cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) rientrano tra queste tecnologie e possono svolgere un ruolo significativo nella lotta al riscaldamento globale.
Dove vengono immagazzinate le emissioni di carbonio nel CCS?
Le emissioni di carbonio possono essere immagazzinate in vari luoghi, i siti più comuni dei quali sono le falde acquifere saline o i giacimenti di petrolio e gas esauriti , generalmente situati a profondità di 1 km o più nel sottosuolo.
Ad esempio, nel progetto Zero Carbon Humber proposto nel Regno Unito , le emissioni di carbonio saranno immagazzinate in una falda acquifera salina nota come Endurance, situata nella parte meridionale del Mare del Nord, a circa 1.6 km sotto il fondale marino, offrendo una notevole capacità di stoccaggio.
Analogamente, gli Stati Uniti ospitano numerosi siti di stoccaggio di carbonio su larga scala, come il progetto Citronelle in Alabama , dove il carbonio viene iniettato in un bacino salino a una profondità di circa 2.9 km (1.8 miglia).
Come funziona la cattura del carbonio?
Si tratta del processo che impedisce alle emissioni di carbonio di entrare nell'atmosfera, riutilizzandole o immagazzinandole sottoterra in luoghi come giacimenti di petrolio e gas dismessi, miniere o rocce permeabili come le falde acquifere saline.
Questo processo utilizza vari metodi per ridurre le emissioni di anidride carbonica, tra cui ecosistemi naturali che convertono il carbonio atmosferico in biomassa, in particolare attraverso la piantagione di alberi. Comprende inoltre:
1. Cattura post-combustione: si concentra sulle emissioni di gas di scarico provenienti dai camini delle centrali elettriche a carbone o a gas naturale, nonché dai siti industriali che producono materiali come cemento e acciaio. Prevede la raccolta delle emissioni da diverse fonti, tra cui gli impianti di produzione di etanolo nel Midwest. Le tecnologie di post-combustione utilizzano sostanze chimiche come le ammine per recuperare in modo efficiente l'anidride carbonica dai gas di scarico. Le ammine si legano alla CO2 a basse temperature e la rilasciano quando riscaldate, producendo anidride carbonica praticamente pura.
2. Cattura diretta dell'aria: Spesso concettualizzata come un enorme filtro dell'aria , è innegabilmente costosa e ad alta intensità energetica a causa della sua capacità di assorbire quantità significative di anidride carbonica. Nonostante i finanziamenti ricevuti per i siti di sperimentazione attraverso l' Infrastructure Investment and Jobs Act , permangono limitazioni in termini di costi e consumo energetico. La cattura del carbonio si dimostra più efficiente quando mirata a fonti con elevate concentrazioni di anidride carbonica, come le emissioni derivanti dalla produzione di etanolo o dalla produzione di cemento.
3. Trasporto e stoccaggio: una volta catturata, l'anidride carbonica isolata viene pressurizzata fino a raggiungere lo stato liquido per essere trasportata tramite gasdotti verso siti di utilizzo o stoccaggio. Alcuni progetti di gasdotti mirano a trasportare l'anidride carbonica dagli impianti di etanolo del Midwest al Nord Dakota e all'Illinois. Ciononostante, permangono preoccupazioni in merito alla sicurezza e alla gestione dei gasdotti.
4. Utilizzo e sequestro: l'anidride carbonica ha applicazioni commerciali come la carbonazione delle bevande e il miglioramento dell'estrazione del petrolio greggio mediante l'iniezione in pozzi petroliferi invecchiati . Tuttavia, gli ambientalisti sono scettici riguardo alle tecnologie che utilizzano il carbonio intrappolato per estrarre ulteriori combustibili fossili, il che potrebbe aumentare le emissioni di carbonio.
In alternativa, l'anidride carbonica può essere immagazzinata nel sottosuolo per impedirne il rilascio nell'atmosfera. Ciò comporta l'iniezione di anidride carbonica in profondità nel sottosuolo, in formazioni rocciose idonee, garantendo uno stoccaggio a lungo termine grazie all'utilizzo di formazioni porose e permeabili come arenaria o calcare, con uno strato di roccia densa sovrastante per impedire la fuoriuscita di anidride carbonica in superficie.
Consulta anche i vantaggi e gli svantaggi della cattura del carbonio.
In che modo la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) si differenzia dalla cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio (CCUS)?
Oltre alla CCS, esiste un concetto correlato noto come CCUS, acronimo di Carbon Capture Utilisation and Storage (Cattura, Utilizzo e Stoccaggio del Carbonio). A differenza della CCS, la CCUS non si concentra esclusivamente sullo stoccaggio del carbonio, ma esplora anche il potenziale di riutilizzo del carbonio catturato in applicazioni industriali , come la produzione di plastica, cemento o biocarburanti.
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