Per fermare il cambiamento climatico in questo secolo, le infrastrutture pesanti alla base delle principali economie mondiali devono essere riprogettate – a partire da ora – per garantire l'assenza di aumento di anidride carbonica nell'atmosfera. Secondo una recensione condotta dall'UCI in uscita venerdì sulla rivista Scienza , che include la spedizione a lungo raggio, viaggio aereo, produzione di cemento e acciaio, e una rete elettrica perfettamente funzionante.

"Per il meglio o il peggio, l'infrastruttura longeva costruita oggi plasmerà il futuro, " ha detto l'autore principale Steve Davis, uno scienziato e avvocato del sistema terrestre dell'UCI. "Stiamo facendo buoni progressi su cose come il costo dei pannelli solari e dei veicoli elettrici, ma bisogna cominciare ad affrontare anche i settori più difficili. Questi comprendono prodotti e servizi che sono essenziali per la società moderna, quindi dobbiamo capire come fornirli senza CO2 aggiunta."

Le fonti industriali sono attualmente responsabili del 27% di tutte le emissioni di anidride carbonica, o 9,2 gigatonnellate all'anno. Il team internazionale di ricercatori avverte che questi numeri potrebbero aumentare bruscamente man mano che si sviluppano più parti del mondo e poiché le auto a batteria e l'energia solare ed eolica riducono le emissioni di quei settori.

"Presi insieme, queste fonti "duri" costituiscono una percentuale significativa delle emissioni globali, " ha affermato il coautore Ken Caldeira del Dipartimento di ecologia globale del Carnegie Institution for Science. "Per affrontarli veramente sarà necessario coordinamento e integrazione tra i settori".

Il documento esamina le principali barriere, potenziali tecnologie, e priorità di ricerca e sviluppo. Il lavoro ha importanti implicazioni per i responsabili politici e per gli scienziati. Le possibili soluzioni includono la sintesi di combustibili ad alta densità energetica per l'aviazione e la navigazione, catturare e immagazzinare le emissioni dalla produzione di calcestruzzo e acciaio, e la conversione dell'elettricità in combustibili.

Gli autori evidenziano l'idrogeno, sottolineando che i combustibili che ne derivano e la CO2 aspirata dall'aria potrebbero, ad esempio, sostituire il serbatoio di un camionista di gasolio che va bene per 1, 000 miglia, cosa che una batteria elettrica di dimensioni ragionevoli non può fare. Ma il costo iniziale per gallone potrebbe essere fino a cinque volte superiore.

"Stiamo aprendo la strada alla ricerca in tanti dei campi importanti che saranno necessari per un futuro al 100% a zero emissioni, " ha detto il co-autore Jack Brouwer, un ingegnere meccanico e aerospaziale dell'UCI che ha sviluppato celle a combustibile a idrogeno dai rifiuti delle acque reflue. "La sfida è ridurre i costi".

Aumentare l'uso delle nuove tecnologie potrebbe aiutare, dicono i ricercatori, come potrebbe integrare l'energia e gli impianti di produzione. Per esempio, l'idrogeno potrebbe essere prodotto utilizzando l'energia solare in eccesso durante il giorno e poi riconvertito in elettricità dopo il tramonto.

Anche la cattura e lo stoccaggio di CO2 saranno fondamentali. La produzione di cemento e acciaio si basa su calcare o carbone "coke" che contiene grandi riserve di carbonio fossile. Quando i materiali vengono riscaldati durante la produzione, quel carbonio attualmente va verso il cielo. Ma i progetti dimostrativi hanno dimostrato che lo stoccaggio di CO2 nel sottosuolo è un'opzione.

"Non c'è tempo per riposare sugli allori. Il nostro documento mira a riorientare gli ingegneri, innovatori e politici sulle fonti di emissioni che saranno più difficili da eliminare. Abbiamo tutte le tecnologie di cui abbiamo bisogno, "Ha detto Davis. "Dobbiamo innovare e integrare tra diversi settori, per trovare modi per rendere i costi più trattabili."