Con il giusto investimento in infrastrutture pubbliche, gli Stati Uniti potrebbero raddoppiare la quantità di emissioni di anidride carbonica attualmente catturate e immagazzinate in tutto il mondo entro i prossimi sei anni, secondo un'analisi dei ricercatori della Princeton University.

Gli autori propongono in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze una rete di gasdotti che trasferirebbe i rifiuti di anidride carbonica dalle raffinerie di etanolo nel Midwest americano, dove i cereali vengono fermentati per produrre il carburante a base di alcol, ai giacimenti petroliferi nel Texas occidentale. Il carbonio catturato verrebbe quindi pompato in giacimenti petroliferi quasi esauriti attraverso una tecnica nota come recupero avanzato del petrolio, dove l'anidride carbonica aiuta a recuperare il petrolio residuo rimanendo infine intrappolata nel sottosuolo.

I ricercatori hanno scoperto che questa rete di cattura e stoccaggio potrebbe impedire che fino a 30 milioni di tonnellate di anidride carbonica prodotta dall'uomo entrino nell'atmosfera ogni anno, una quantità pari alla rimozione di 6,5 milioni di auto dalla strada. Attualmente, circa 31 milioni di tonnellate di anidride carbonica ogni anno vengono catturate e immagazzinate in tutto il mondo.

Gli autori sono stati motivati ​​da un credito d'imposta approvato dal Congresso nel Bipartisan Budget Act 2018 per incoraggiare gli investimenti nella cattura e nello stoccaggio del carbonio. La loro analisi ha mostrato che questa rete di cattura e stoccaggio su larga scala sarebbe possibile, e redditizia per le aziende che la utilizzano, solo se i crediti d'imposta fossero abbinati a prestiti governativi a basso interesse per finanziare l'infrastruttura necessaria per il gasdotto. Se i governi fornissero prestiti a basso costo solo per metà dei gasdotti, la risultante rete su piccola scala sequestrerebbe ancora 19 milioni di tonnellate di anidride carbonica all'anno.

"I nuovi crediti d'imposta sono la politica più significativa per incentivare la cattura del carbonio, utilizzo e archiviazione (CCUS) nel mondo odierno, " ha detto il primo autore Ryan Edwards, un membro del Congresso di scienza e ingegneria dell'AAAS a Washington, D.C. che ha conseguito il dottorato di ricerca. in ingegneria civile e ambientale a Princeton nel 2018. Edwards ha lavorato all'analisi come studente laureato sotto il co-autore Michael Celia, direttore del Princeton Environmental Institute (PEI) e Theodora Shelton Pitney Professor of Environmental Studies e professore di ingegneria civile e ambientale.

"Questa è la prima volta che abbiamo di fronte a noi una politica che ci consente di prendere seriamente in considerazione l'implementazione su larga scala, "Ha detto Edwards. "C'è molto interesse per la CCUS a diversi livelli, e sostegno bipartisan. Quello che non c'è stato è un piano per come questo potrebbe accadere e come sarebbe stato".

Il gruppo intergovernativo delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici ha identificato la cattura del carbonio come una componente chiave per ridurre le emissioni di anidride carbonica e mantenere la temperatura media del pianeta entro 2 gradi Celsius sopra i livelli preindustriali. Fare quello, si stima che entro il 2050, 5, 000 a 10, 000 tonnellate di anidride carbonica devono essere catturate e immagazzinate ogni anno, Relazione di Edwards e Celia.

Ciò nonostante, l'attuazione dell'infrastruttura per lo stoccaggio del carbonio è stata ostacolata dalla mancanza di sostegno politico e dai grandi costi iniziali per i singoli progetti, ha detto Celia.

"Affinché il CCUS abbia qualche possibilità di sviluppo su larga scala, devono essere costruite le infrastrutture necessarie, " Celia ha detto. "Questo include le condutture per trasportare la CO2 dai luoghi in cui viene catturata ai luoghi in cui può essere utilizzata. Il nostro studio fornisce una tabella di marcia economicamente fattibile per costruire un tale gasdotto, che sarebbe un primo passo fondamentale per il CCUS su larga scala negli Stati Uniti".

Infrastrutture simili su larga scala come l'Interstate Highway System e le reti elettriche sono state costruite con il finanziamento e il coordinamento del governo, ha detto Edwards.

"La nostra analisi mostra che sarà necessario un ulteriore sostegno pubblico oltre ai crediti d'imposta per consentire un dispiegamento su larga scala a breve termine, "Ha detto Edwards. "È così che si fanno queste cose:i governi giocano un ruolo chiave. Un eccellente esempio recente è la leadership sulle infrastrutture per l'energia pulita da parte del governo dello stato del Texas che ha permesso il grande boom dell'energia eolica lì".

Edwards e Celia si sono concentrati sulle raffinerie di etanolo perché il gas che producono è più del 99% di anidride carbonica, che lo rende tra i più convenienti da catturare, ha detto Edwards. Al contrario, Egli ha detto, il sottoprodotto della combustione del carbone è solo il 10-15 percento di anidride carbonica e la tecnologia di cattura è costosa. Il costo per catturare l'anidride carbonica da fonti di carbone o gas varia da $ 50-75 per tonnellata, rispetto a circa $ 20-30 per tonnellata per le fonti di etanolo.

Allo stesso tempo, Le raffinerie di etanolo del Midwest, che producono 43 milioni di tonnellate di anidride carbonica all'anno, si trovano lontano dalle condutture di anidride carbonica esistenti e non si trovano in cima a formazioni geologiche adatte allo stoccaggio del gas, Edwards e Celia hanno scritto.

Il recupero convenzionale da un pozzo petrolifero produce circa il 40 percento del petrolio totale all'interno della roccia, ha detto Edwards. L'iniezione di anidride carbonica nel serbatoio consente il recupero di più petrolio, in genere circa un ulteriore 15%, Egli ha detto. L'anidride carbonica viene separata dall'olio in superficie, quindi il gas viene riportato nel terreno e infine intrappolato lì.

La rete proposta da Edwards e Celia potrebbe aumentare il recupero del petrolio negli Stati Uniti, attualmente limitato dalla mancanza di anidride carbonica a prezzi accessibili, del 50 percento, scrissero.

"Questo può essere un vantaggio per il clima e la sicurezza energetica interna, " ha detto Edoardo.

"Si prevede che la domanda globale di petrolio continuerà oltre il 2050, quindi c'è bisogno di nuova produzione di petrolio, " ha detto. "Se ci deve essere più petrolio, è molto meglio per l'ambiente produrre petrolio a livello nazionale da un giacimento esistente piuttosto che perforare nuovi pozzi in luoghi come l'Artico, o importandolo da nuove frontiere. Essere in grado di sequestrare anche il carbonio catturato rende la tecnologia complessiva estremamente attraente".

La rete proposta eviterebbe comunque emissioni di anidride carbonica di gran lunga superiori a quelle che produrrebbe il petrolio che aiuta a estrarre, ha detto Celia.

"La scala del problema del carbonio è così grande che nessuna singola tecnologia può risolverlo, " Celia ha detto. "I combustibili fossili rischiano di essere una fonte di energia significativa per il prossimo futuro. CCUS è l'unica tecnologia attualmente disponibile in grado di risolvere il problema del carbonio pur consentendo l'utilizzo di combustibili fossili. Tutte le attuali proiezioni di un futuro energetico a basse emissioni di carbonio includono quantità significative di CCUS".

La carta, "Infrastrutture per consentire la diffusione della cattura del carbonio, utilizzo, e stoccaggio negli Stati Uniti, " è stato pubblicato il 18 settembre nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .