La cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) lo sono un metodo cruciale per mitigare il riscaldamento globale riducendo le emissioni di carbonio. Questo processo si compone di 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), IPCC sottolinea la necessità non solo di intensificare gli sforzi di riduzione delle emissioni ma anche adottando tecnologie per estrarre il carbonio dall'atmosfera. La CCS è una di queste tecnologie e può svolgere un ruolo significativo nell’affrontare il riscaldamento globale.
Dove vengono immagazzinate le emissioni di carbonio nel CCS?
Le emissioni di carbonio possono essere immagazzinate in vari luoghi, con siti comuni sono falde acquifere saline o giacimenti di petrolio e gas esauriti, solitamente situati a profondità di 0.62 miglia (1 km) o più sottoterra.
Ad esempio, nella proposta del Regno Unito Progetto Humber a zero emissioni di carbonio, 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 miglio (1.6 km) sotto il fondale marino, offrendo una notevole capacità di stoccaggio.
Allo stesso modo, gli Stati Uniti ospitano numerosi siti di stoccaggio del carbonio su larga scala come Progetto Citronelle in Alabama, dove il carbonio viene iniettato in un serbatoio salino a una profondità di circa 1.8 miglia (2.9 km).
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 combustione provenienti da ciminiere di centrali elettriche a carbone o a gas naturale, nonché da siti industriali che producono materiali come cemento e acciaio. Comporta la raccolta di emissioni da una varietà di fonti, tra cui fabbriche di etanolo nel Midwest. Tecnologie post-combustione utilizzare sostanze chimiche come le ammine per recuperare l'anidride carbonica dai gas di scarico in modo efficiente. Le ammine si legano alla CO2 a basse temperature e la rilasciano quando vengono riscaldate, dando origine a anidride carbonica praticamente pura.
2. Cattura diretta dell'aria: Spesso concettualizzato come un filtro dell'aria massiccio, è innegabilmente costoso e ad alta intensità energetica a causa della sua capacità di assorbire notevoli quantità di anidride carbonica. Nonostante riceva finanziamenti per le sedi di prova attraverso il Investimenti infrastrutturali e Jobs Act, ci sono limitazioni prevalenti riguardanti i costi e l'uso di energia. La cattura del carbonio si dimostra più efficiente quando è mirata a fonti con elevate concentrazioni di anidride carbonica, come le emissioni dalla produzione di etanolo o dalla produzione di cemento.
3. Trasporto e stoccaggio: Una volta catturata, l'anidride carbonica isolata viene pressurizzata allo stato liquido per il trasporto tramite condotte verso siti di utilizzo o stoccaggio. I progetti di oleodotti tentano di trasportare l'anidride carbonica dagli impianti di etanolo nel Midwest al Dakota del Nord e all'Illinois. Tuttavia, persistono preoccupazioni in merito alla sicurezza e alla gestione degli oleodotti.
4. Utilizzazione e sequestro: L'anidride carbonica ha applicazioni commerciali come la carbonatazione delle bevande e il miglioramento dell'estrazione del petrolio greggio iniettandolo nei pozzi petroliferi invecchiatiTuttavia, gli ambientalisti sono scettici sulle tecnologie che utilizzano il carbonio intrappolato per estrarre più combustibili fossili, il che potrebbe aumentare le emissioni di carbonio.
In alternativa, l'anidride carbonica può essere immagazzinato sottoterra per impedirne il rilascio nell'atmosfera. Ciò comporta l'iniezione di anidride carbonica in profondità nel sottosuolo in formazioni rocciose adatte, assicurando uno stoccaggio a lungo termine utilizzando formazioni porose e permeabili come arenaria o calcare, con uno strato di roccia densa sopra per impedire che l'anidride carbonica ritorni in superficie.
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In che modo la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) si differenzia dalla cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio (CCUS)?
Oltre al CCS, esiste un concetto correlato noto come CCUS, che sta per Carbon Capture Utilisation and Storage. A differenza del CCS, il CCUS non si concentra solo sullo stoccaggio del carbonio, ma anche esplora il potenziale di riutilizzare il carbonio catturato in applicazioni industriali, come la produzione di plastica, cemento o biocarburanti.
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