Il carburante pulito di Carbon Engineering, sintetizzato dall'anidride carbonica catturata dall'aria e dall'idrogeno scisso dall'acqua. Credito:ingegneria del carbonio
un giorno, la benzina che compri potrebbe far risalire la sua eredità all'anidride carbonica estratta direttamente dal cielo piuttosto che dal petrolio pompato dalla terra. Rimuovendo l'anidride carbonica emessa dall'atmosfera e trasformandola in combustibili freschi, gli ingegneri di un'azienda canadese hanno dimostrato un modo scalabile ed economico per effettuare tagli profondi nell'impronta di carbonio del trasporto con il minimo disturbo ai veicoli esistenti. Il loro lavoro appare il 7 giugno sulla rivista Joule.
"L'anidride carbonica generata tramite la cattura diretta dell'aria può essere combinata con il sequestro per la rimozione del carbonio, oppure può consentire la produzione di idrocarburi carbon-neutral, che è un modo per prendere fonti di energia prive di carbonio a basso costo come il solare o l'eolico e incanalarle in combustibili che possono essere utilizzati per decarbonizzare il settore dei trasporti, ", afferma l'autore principale David Keith, fondatore e capo scienziato di Carbon Engineering, un'impresa canadese di cattura di CO2 e combustibili puliti, e professore di fisica applicata e politiche pubbliche all'Università di Harvard.
La tecnologia di cattura dell'aria diretta funziona quasi esattamente come sembra. I ventilatori giganti portano l'aria ambiente a contatto con una soluzione acquosa che preleva e intrappola l'anidride carbonica. Attraverso il riscaldamento e una manciata di reazioni chimiche familiari, quella stessa anidride carbonica viene riestratta e pronta per un ulteriore utilizzo, come fonte di carbonio per produrre sostanze chimiche preziose come i combustibili, o per lo stoccaggio tramite una strategia di sequestro a scelta. Non è solo teoria:lo stabilimento di Carbon Engineering nella Columbia Britannica sta già ottenendo sia la cattura della CO2 che la generazione di carburante.
Il contattore dell'aria pilota di Carbon Engineering, costruito dalla stessa serie di componenti della torre di raffreddamento e filosofia di design che sarà utilizzata su scala commerciale. Credito:ingegneria del carbonio
L'idea della cattura diretta dell'aria non è affatto nuova, ma l'implementazione di successo di un impianto pilota funzionante scalabile ed economico lo è. Dopo aver condotto un'analisi completa del processo e calcolato i numeri, Keith e i suoi colleghi affermano che realizzare la cattura diretta dell'aria su una scala di grande impatto costerà circa $ 94- $ 232 per tonnellata di anidride carbonica catturata, che è nella fascia bassa delle stime che hanno oscillato fino a $ 1, 000 per tonnellata nelle analisi teoriche.
Quel prezzo è abbastanza basso da utilizzare la cattura diretta dell'aria per iniziare ad affrontare il circa 20% delle emissioni globali di carbonio che derivano dalla guida, volare, autotrasporti, e altri modi per far circolare persone e merci. "L'elettricità dal sole e dal vento è intermittente; possiamo prendere questa energia direttamente da grandi installazioni solari o eoliche in grandi siti dove è economica e usarla per recuperare e riciclare l'anidride carbonica in nuovo carburante, "Keith dice, aggiungendo che "Produrre combustibili facili da immagazzinare e trasportare facilita la sfida dell'integrazione delle energie rinnovabili nel sistema energetico".
I combustibili risultanti, compresa la benzina, diesel, e carburante per aerei, sono compatibili con la distribuzione del carburante e le infrastrutture di trasporto esistenti. Grazie alle bassissime intensità di carbonio del ciclo di vita, sono una strada promettente per ridurre le emissioni di carbonio nei trasporti pesanti e in altri settori del sistema energetico che sono impegnativi e difficili da elettrificare.
Questo rendering mostra il progetto del contattore pneumatico proposto da Carbon Engineering. Questa unità sarebbe una delle tante che catturerebbero collettivamente 1 milione di tonnellate di CO2 all'anno. Credito:ingegneria del carbonio
Secoli di emissioni umane incontrollate di carbonio significano anche che l'anidride carbonica atmosferica è una materia prima virtualmente illimitata per la trasformazione in nuovi combustibili. "Non rimarremo senza aria tanto presto, " aggiunge Steve Oldham, CEO di Carbon Engineering. "Possiamo continuare a raccogliere anidride carbonica con la cattura diretta dell'aria, continuare ad aggiungere la generazione di idrogeno e la sintesi del carburante, e continuare a ridurre le emissioni attraverso questo percorso AIR TO FUELSTM."
Keith e Oldham sono ottimisti sul fatto di aver ridotto i rischi di scalabilità implementando la cattura diretta dell'aria a costi ragionevoli utilizzando apparecchiature industriali standard. Ciò significa che tutti i pezzi sono a posto per passare a impianti a grandezza naturale in grado di produrre 2, 000 barili di carburante al giorno, per un totale di oltre 30 milioni di galloni all'anno in tutti gli impianti. La commercializzazione di tali impianti consentirebbe alla cattura diretta dell'aria di incidere sulle emissioni dei trasporti collegando l'energia rinnovabile a basso costo ai combustibili per il trasporto a basse emissioni di carbonio utilizzando il percorso AIR TO FUELSTM di Carbon Engineering.
"Dopo 100 anni-persona di ingegneria pratica e analisi dei costi, possiamo dire con sicurezza che mentre la cattura dell'aria non è una soluzione magica ed economica, è una tecnologia praticabile e costruibile per la produzione di combustibili a emissioni zero nell'immediato futuro e per la rimozione del carbonio a lungo termine, "dice Keith.