Che cos'è e come funziona la Carbon Capture and Storage (CCS)?
Dalla cattura allo stoccaggio, ecco come funziona questa tecnologia.
Il termine cattura e stoccaggio del carbonio (Carbon Capture and Storage, CCS) comprende una serie di tecnologie finalizzate a contrastare il cambiamento climatico mediante la diminuzione delle emissioni di anidride carbonica. Ma come funziona? Alla base della CCS vi è l'idea di catturare la CO2 prodotta dalla combustione di combustibili fossili prima che essa venga rilasciata nell'atmosfera, trasportarla e stoccarla nel sottosuolo.
L'applicazione della CCS è rivolta in particolare ai cosiddetti settori "hard to abate", cioè quelle industrie ad alta intensità di carbonio con poche alternative chiare e praticabili per diminuire le emissioni. Processi industriali come la produzione di cemento, acciaio, cellulosa e carta, i prodotti chimici e la lavorazione del gas naturale generano infatti emissioni significative di CO2 e rappresentano circa il 25% delle emissioni globali di anidride carbonica legate all'energia. In astratto - considerato che secondo l'Agenzia internazionale per l'energia (IEA) la maggiora parte delle tecnologie CCS sono ancora in larga parte in fase prototipale- la cattura e lo stoccaggio di carbonio potrebbe essere quindi applicata a queste industrie per ridurre in modo significativo le emissioni globali di CO2.
Come riportato dal Global CCS Institute, i progetti in termini di numero di impianti e capacità è ai massimi storici. Dal 2017 la capacità di cattura è cresciuta a un tasso composto di oltre il 35% annuo. Negli ultimi 12 mesi questa tendenza ha visto un'accelerazione: la capacità di cattura è aumentata del 50% a partire dal 2022. Anche il numero di impianti CCS in fase di sviluppo è aumentato significativamente nel 2023, con 11 nuovi impianti che hanno iniziato a funzionare e 15 nuovi progetti in costruzione. A luglio 2023, i progetti in cantiere sono 392, con un aumento del 102% rispetto all'anno precedente. Tuttavia, il numero di impianti operativi e commerciali per il momento non è sufficiente per fare della CCS una tecnologia dirompente e con impatti significativi rispetto agli impegni richiesti nella mitigazione del cambiamento climatico. Sempre secondo una ricerca del Global CCS Institute, rispetto agli impianti attivi nel 2021 la CCS a livello mondiale dovrà crescere di più di 100 volte entro il 2050 se si vogliono raggiungere gli obiettivi climatici dell'Accordo di Parigi. Questo comporterebbe la costruzione di 70-100 impianti all'anno. Ma come funziona la CCS? Come riportato dal DG Azione per il Clima della Commissione Europea, prima di poter essere stoccata, la CO2 deve essere catturata e privata della maggior parte delle sostanze ad essa associata. Non si tratta di una tecnologia nuova, poiché la CO2 viene abitualmente separata e catturata come sottoprodotto dei processi industriali. La CO2 catturata viene poi immagazzinata in forma compressa (liquefatta) e trasportata al luogo di sequestro in serbatoi, condotte o navi.
Per quanto riguarda lo stoccaggio, la CO2 può essere immagazzinata geologicamente in formazioni geologiche profonde o giacimenti esauriti di idrocarburi. Lo stoccaggio geologico consiste quindi nell'iniettare la CO2 catturata in formazioni rocciose - caratterizzate da porosità, permeabilità e permanenza - a profondità superiori a 1 km.
Esistono infatti quattro meccanismi principali per intrappolare la CO2 nelle formazioni geologiche. L'intrappolamento strutturale, ovvero la presenza di una roccia impermeabile che impedisce la fuoriuscita di CO2. Intrappolamento residuo di CO2, in cui la CO2 è intrappolata da forze capillari negli interstizi della formazione rocciosa, che si sviluppa circa 10 anni dopo l'iniezione. In terzo luogo, l'intrappolamento per dissoluzione, in cui la CO2 si discioglie nell'acqua salina presente nella formazione geologica "serbatoio". Infine, l'intrappolamento per mineralizzazione, che avviene quando la CO2 disciolta reagisce chimicamente con la formazione rocciosa producendo minerali.
In conclusione, secondo un rapportodel 2021 realizzato da ricercatori del Tyndall Center for Climate Change
Research del Regno Unito, sono ancora molte le problematiche che deve
affrontare la CCS.
In primo luogo, la CCS basata sui combustibili fossili non è in grado di
funzionare a emissioni zero. Molte proiezioni ipotizzano un tasso di cattura
per la CCS del 95%, ma tassi di cattura di questo livello non sono dimostrati
nella pratica.
Inoltre, la CCS continuerà a comportare emissioni di gas serra residue, di
processo e della catena di approvvigionamento. In aggiunta, anche se la
tecnologia dovesse diventare economicamente e tecnicamente praticabile su
scala, le previsioni ottimistiche non prevedrebbero una capacità CCS
significativa almeno fino al 2030. Il rischio, quindi, è che la promozione
della CCS sia una distrazione dal necessario incremento di energie rinnovabili
e misure di efficienza energetica.