Limitare il riscaldamento globale a 2 gradi Celsius richiederà non solo la riduzione delle emissioni di anidride carbonica, ma anche rimozione attiva dell'anidride carbonica dall'atmosfera. Questa conclusione del Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici ha suscitato un maggiore interesse per le "tecnologie a emissioni negative".

Un nuovo studio pubblicato il 25 giugno in Cambiamenti climatici naturali valuta il potenziale dei metodi recentemente descritti che catturano l'anidride carbonica dall'atmosfera attraverso un processo "elettrogeochimico" che genera anche gas idrogeno da utilizzare come combustibile e crea sottoprodotti che possono aiutare a contrastare l'acidificazione degli oceani.

Primo autore Greg Rau, ricercatore presso l'Institute of Marine Sciences dell'UC Santa Cruz e visiting scientist presso il Lawrence Livermore National Laboratory, ha detto che questa tecnologia amplia notevolmente le opzioni per la produzione di energia a emissioni negative.

Il processo utilizza l'elettricità da una fonte di energia rinnovabile per l'elettrolisi dell'acqua salina per generare idrogeno e ossigeno, accoppiato con reazioni che coinvolgono minerali abbondanti in tutto il mondo per produrre una soluzione che assorbe e trattiene fortemente l'anidride carbonica dall'atmosfera. Rau e altri ricercatori hanno sviluppato diversi metodi correlati, tutto ciò riguarda l'elettrochimica, acqua salata, e minerali di carbonato o silicato.

"Non solo riduce l'anidride carbonica atmosferica, aggiunge anche alcalinità all'oceano, quindi è un duplice vantaggio, " Rau ha detto. "Il processo converte semplicemente l'anidride carbonica in un bicarbonato minerale disciolto, che è già abbondante nell'oceano e aiuta a contrastare l'acidificazione".

L'approccio alle emissioni negative che ha ricevuto la maggiore attenzione finora è noto come "energia da biomassa più cattura e stoccaggio del carbonio" (BECCS). Ciò comporta la coltivazione di alberi o altre colture bioenergetiche (che assorbono anidride carbonica durante la crescita), bruciare la biomassa come combustibile per centrali elettriche, catturare le emissioni, e seppellire l'anidride carbonica concentrata nel sottosuolo.

"BECCS è costoso ed energeticamente costoso. Riteniamo che questo processo elettrochimico di generazione dell'idrogeno fornisca un modo più efficiente e di maggiore capacità di generare energia con emissioni negative, " ha detto Rau.

Lui e i suoi coautori hanno stimato che i metodi elettrogeochimici potrebbero, in media, aumentare la generazione di energia e la rimozione del carbonio di oltre 50 volte rispetto al BECCS, a un costo equivalente o inferiore. Ha riconosciuto che BECCS è più avanti in termini di attuazione, con alcuni impianti energetici a biomasse già in funzione. Anche, BECCS produce elettricità piuttosto che idrogeno meno diffuso.

"I problemi sono come fornire abbastanza biomassa e il costo e il rischio associati all'immissione di anidride carbonica concentrata nel terreno e sperando che rimanga lì, " ha detto Rau.

I metodi elettrogeochimici sono stati dimostrati in laboratorio, ma sono necessarie ulteriori ricerche per scalarli. La tecnologia sarebbe probabilmente limitata ai siti sulla costa o al largo con accesso all'acqua salata, abbondante energia rinnovabile, e minerali. La coautrice Heather Willauer dell'U.S. Naval Research Laboratory guida il progetto più avanzato di questo tipo, un modulo di scambio elettrolitico-cationico progettato per produrre idrogeno e rimuovere anidride carbonica attraverso l'elettrolisi dell'acqua di mare. Invece di combinare l'anidride carbonica e l'idrogeno per produrre idrocarburi (interesse primario della Marina), il processo potrebbe essere modificato per trasformare e immagazzinare l'anidride carbonica come bicarbonato oceanico, ottenendo così emissioni negative.

"Siamo agli albori della tecnologia delle emissioni negative, e dobbiamo mantenere una mente aperta su quali opzioni potrebbero emergere, " Ha detto Rau. "Abbiamo anche bisogno di politiche che favoriscano l'emergere di queste tecnologie".