L'energia è l'arma a doppio taglio alla radice della crisi climatica. L'energia a basso costo ha migliorato la vita e sostenuto una massiccia crescita economica. Ma poiché la maggior parte proviene dalla combustione di combustibili idrocarburici, ora ci rimane un'eredità di alta anidride carbonica atmosferica (CO₂ ) e un'economia ad alta intensità di emissioni.

Ma cosa accadrebbe se potessimo capovolgere la relazione energia-emissioni? Avremmo bisogno di una tecnologia che generi elettricità e rimuove CO₂ dall'atmosfera.

La buona notizia è che questa tecnologia esiste già. Inoltre, la Nuova Zelanda è perfettamente posizionata per fare questa "decarbonizzazione" a un prezzo inferiore rispetto a qualsiasi altra parte del pianeta.

E il tempismo non potrebbe essere migliore, con il primo piano di riduzione delle emissioni del governo (rilasciato ieri) che richiede progetti coraggiosi e soluzioni innovative.

Cerchiamo come bruciare i rifiuti forestali per produrre elettricità, catturando contemporaneamente le emissioni e intrappolandole nei campi geotermici. Poiché le foreste rimuovono CO₂ dall'atmosfera mentre crescono, questo processo è negativo per le emissioni.

Ciò significa anche che una "tassa sul carbonio" può essere trasformata in un reddito. Con il CO₂ della Nuova Zelanda prezzo a un massimo storico di 80 NZ $ per tonnellata e società estere che annunciano fondi da miliardi di dollari per l'acquisto di compensazioni, è ora che la collaborazione intersettoriale faccia della Nuova Zelanda un leader mondiale nella decarbonizzazione.

Bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio

I pozzi artificiali di carbonio sono sistemi ingegnerizzati che rimuovono permanentemente la CO₂ dall'atmosfera.

La bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio (BECCS) raggiunge questo obiettivo intrappolando la CO₂ dalla materia organica bruciata - alberi, rifiuti organici - nel sottosuolo. Un ulteriore vantaggio è che l'energia rilasciata durante la combustione può essere utilizzata come sostituto dell'energia a base di idrocarburi.

Il Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici (IPCC) ha affermato che i percorsi di mitigazione del clima devono includere quantità significative di BECCS per limitare il riscaldamento globale a 1,5 ℃. Tuttavia, la tecnologia è ancora nuova, con solo pochi impianti in tutto il mondo attualmente operativi su larga scala.

Il costo è un grosso ostacolo. I nuovi progetti richiedono pipeline costose per spostare il CO₂ , e pozzi di iniezione profondi per immagazzinarlo sottoterra. Perché CO₂ è più galleggiante dell'acqua, ci sono anche preoccupazioni che il gas immagazzinato nel sottosuolo possa fuoriuscire nel tempo.

È qui che i campi geotermici possono aiutare.

Impianti geotermici per BECCS

La geotermia è una fonte affidabile di energia in Nuova Zelanda, fornendo quasi il 20% della nostra elettricità. Utilizziamo pozzi profondi per attingere a serbatoi sotterranei di acqua calda, che poi passa attraverso una rete di tubi a una turbina a vapore che genera elettricità.

Successivamente, l'acqua viene pompata nuovamente nel sottosuolo, impedendo che il serbatoio si "asciughi". Le aziende neozelandesi sono leader mondiali nella gestione delle risorse geotermiche e alcune stanno anche sperimentando la reiniezione di piccole quantità di CO₂ che vengono fuori con l'acqua geotermica.

Qui sta l'opportunità. I sistemi geotermici dispongono già delle infrastrutture necessarie per un progetto BECCS di successo:condotte, pozzi di iniezione e turbine. Dobbiamo solo capire come coniugare queste due tecnologie rinnovabili.

Proponiamo che bruciando i rifiuti forestali possiamo sovralimentare l'acqua geotermica a temperature più elevate, producendo ancora più energia rinnovabile. Quindi, CO₂ dalla combustione della biomassa può essere disciolta nell'acqua geotermica, come un flusso di soda, prima di essere reimmessa nel sottosuolo.

Progetti in Islanda e Francia hanno dimostrato che la CO₂ dissolve in acqua geotermica è meglio che iniettarla direttamente. Riduce i costi delle nuove infrastrutture (CO₂ liquida la compressione è costosa) e significa che i pozzi di reiniezione costruiti per il normale funzionamento geotermico possono continuare a essere utilizzati.

A differenza della pura CO₂ che è meno densa dell'acqua e tende a salire, l'acqua gassata reiniettata è circa il 2% più pesante e affonderà. Finché vengono prodotte e reimmesse quantità uguali di acqua geotermica, la CO₂ rimarrà dissolto in modo sicuro, dove può trasformarsi lentamente in rocce ed essere permanentemente intrappolato.

Come si accumulano i numeri?

La nostra modellazione iniziale mostra che i BECCS geotermici potrebbero avere emissioni negative dell'ordine da -200 a -700 grammi di CO₂ per kilowattora di elettricità (gCO2/kWh). Rispetto a circa 400 gCO₂/kWh di emissioni positive di una centrale elettrica a gas naturale, si tratta di un'inversione drammatica del compromesso tra emissioni di energia.

Applicato a un sistema geotermico delle dimensioni di Wairakei (160 megawatt), un singolo sistema BECCS geotermico potrebbe bloccare un milione di tonnellate di CO₂ ogni anno. Ciò equivale a togliere dalla strada duecentomila auto e, ai prezzi attuali, guadagnerebbe decine di milioni di dollari in compensazioni di carbonio.

Questi potrebbero essere scambiati tramite l'Emissions Trading Scheme per guadagnare tempo prezioso per i settori che sono stati lenti a decarbonizzare, come l'agricoltura o il cemento, per arrivare allo zero netto.

Ancora meglio, la maggior parte dei campi geotermici della Nuova Zelanda si trova vicino a grandi foreste con vaste operazioni forestali. Le stime indicano che la nostra produzione di rifiuti forestali è di circa tre milioni di metri cubi all'anno. Rather than leaving it to rot, this could be turned into a valuable resource for geothermal BECCS and a decarbonizing New Zealand.

We can start doing this now

According to the IPCC it is "2 )%20emissions">now or never" for countries to dramatically decarbonize their economies. Geothermal BECCS is a promising tool but, as with all new technologies, there is a learning curve.

Teething problems have to be worked through as costs are brought down and production is scaled. New Zealand has a chance to get on that curve now. And the whole world will benefit if we do.

The success of geothermal BECCS will turn on new partnerships between New Zealand's geothermal generators, manufacturers and the forestry sector. Forestry owners can help transition wood waste into a valuable resource and drive down gate costs.

Most importantly, geothermal operators can leverage their vast injection well inventories and detailed understanding of the underground to permanently lock up atmospheric carbon.

With the government tightening emissions budgets and investing billions in a Climate Emergency Response Fund, now is the perfect time to make geothermal BECCS work for Aotearoa New Zealand.