Secondo un recente importante rapporto delle Nazioni Unite, se vogliamo limitare l'aumento della temperatura a 1,5 °C e prevenire gli effetti più catastrofici del cambiamento climatico, dobbiamo ridurre le emissioni globali di CO₂ a zero entro il 2050. Ciò significa eliminare rapidamente l'uso di combustibili fossili, ma per attutire tale transizione e compensare le aree in cui attualmente non vi è alcun sostituto per i combustibili, dobbiamo rimuovere attivamente la CO₂ dall'atmosfera. Piantare alberi e risistemare la natura sono una parte importante di questa soluzione, ma è molto probabile che avremo bisogno di ulteriore assistenza tecnologica se vogliamo prevenire il collasso climatico.

Quindi, quando è emersa la recente notizia che la società canadese Carbon Engineering ha sfruttato una nota chimica per catturare la CO₂ dall'atmosfera a un costo inferiore a $ 100 a tonnellata, molte fonti dei media hanno salutato la pietra miliare come una bacchetta magica. Sfortunatamente, il quadro generale non è così semplice. Cambiare davvero l'equilibrio dalla fonte di carbonio al pozzo di carbonio è un affare delicato, e la nostra opinione è che i costi energetici coinvolti e i probabili usi a valle della CO₂ catturata significano che il "proiettile" di Carbon Engineering è tutt'altro che magico.

Dato che la CO₂ rappresenta solo lo 0,04% delle molecole nella nostra aria, catturarlo potrebbe sembrare una meraviglia tecnologica. Ma i chimici lo fanno su piccola scala dal XVIII secolo, e può essere fatto anche – seppur in modo inefficiente – con forniture dal negozio di ferramenta locale.

Come sapranno gli studenti di chimica della scuola secondaria, La CO₂ reagisce con l'acqua di calce (soluzione di idrossido di calcio) per dare carbonato di calcio insolubile di colore bianco latte. Altri idrossidi catturano la CO₂ allo stesso modo. L'idrossido di litio era alla base degli assorbitori di CO₂ che tenevano in vita gli astronauti dell'Apollo 13, e l'idrossido di potassio cattura la CO₂ in modo così efficiente da poter essere utilizzato per misurare il contenuto di carbonio di una sostanza combusta. L'apparato del XIX secolo utilizzato in quest'ultima procedura è ancora presente sul logo dell'American Chemical Society.

Sfortunatamente, questo non è più un problema su piccola scala:ora abbiamo bisogno di catturare miliardi di tonnellate di CO₂, e veloce.

La tecnica di Carbon Engineering è la chimica dell'idrossido al suo meglio. Nel suo impianto pilota in British Columbia, l'aria viene aspirata da grandi ventilatori ed esposta all'idrossido di potassio, con cui la CO₂ reagisce formando carbonato di potassio solubile. Questa soluzione viene quindi combinata con idrossido di calcio, producendo carbonato di calcio solido e facilmente separabile, insieme alla soluzione di idrossido di potassio, che può essere riutilizzato.

Questa parte del processo costa relativamente poca energia e il suo prodotto è essenzialmente calcare, ma produrre montagne di carbonato di calcio non risolve il nostro problema. Sebbene il carbonato di calcio abbia usi in agricoltura e nell'edilizia, questo processo sarebbe troppo costoso come fonte commerciale. Inoltre, non è un'opzione pratica per lo stoccaggio del carbonio finanziato dal governo a causa delle enormi quantità di idrossido di calcio che sarebbero necessarie. Per essere fattibile, la cattura diretta dell'aria deve produrre CO₂ concentrata come prodotto, che possono essere conservati in modo sicuro o utilizzati.

Così, il carbonato di calcio solido viene riscaldato a 900 °C per recuperare CO₂ pura. Quest'ultimo passaggio richiede una grande quantità di energia. Nello stabilimento a gas naturale di Carbon Engineering, l'intero ciclo genera mezza tonnellata di CO₂ per ogni tonnellata catturata dall'aria. La pianta cattura questa CO₂ in più, e, naturalmente, potrebbe essere alimentato da energia rinnovabile per un bilancio del carbonio più sano, ma rimane il problema di cosa fare con tutto il gas catturato.

La start-up svizzera Climeworks sta utilizzando CO₂ catturata in modo simile per aiutare la fotosintesi e migliorare la resa delle colture nelle serre vicine, ma ancora il prezzo non è neanche lontanamente competitivo. La CO₂ può essere reperita altrove per appena un decimo del fatturato di 100 dollari di Carbon Engineering. Esistono anche modi molto più economici per i governi di compensare le emissioni:è molto più facile catturare CO₂ alla fonte di emissione, dove la concentrazione è molto più alta. Quindi è probabile che questa tecnologia interessi principalmente le industrie ad alte emissioni che potrebbero trarre vantaggio dalla CO₂ con credenziali ecologiche.

Per esempio, uno degli investitori chiave nella tecnologia di cattura di Carbon Engineering è Occidental Petroleum, uno dei principali utilizzatori di metodi di recupero dell'olio avanzato. In uno di questi metodi, La CO₂ viene pompata nei pozzi petroliferi per aumentare la quantità di greggio recuperabile, grazie all'aumento della pressione del pozzo e/o al miglioramento delle caratteristiche di scorrimento dell'olio stesso. Però, compreso il costo energetico del trasporto e della raffinazione di questo petrolio extra, l'utilizzo della tecnologia in questo modo probabilmente aumenterà le emissioni nette, non diminuirli.

Un altro elemento chiave delle operazioni di Carbon Engineering è la sua tecnologia Air To Fuels, in cui la CO₂ viene convertita in combustibile liquido, pronto per essere nuovamente bruciato. Teoricamente questo fornisce un ciclo del combustibile a zero emissioni di carbonio, a condizione che ogni fase del processo sia alimentata con energia rinnovabile. Però, anche questo uso è ancora ben lontano da una tecnologia a emissioni negative.

Ci sono alternative promettenti all'orizzonte. Le strutture metallo-organiche sono solidi simili a spugne che comprimono la superficie equivalente di CO₂ di un campo da calcio nelle dimensioni di una zolletta di zucchero. L'utilizzo di queste superfici per la cattura della CO₂ richiede molta meno energia e le aziende hanno iniziato a esplorarne il potenziale commerciale. Però, la produzione su larga scala non è stata perfezionata, e le domande sulla loro stabilità a lungo termine per progetti di cattura di CO₂ sostenuti significano che il loro costo elevato non è ancora meritato.

Con poche possibilità che le tecnologie ancora in laboratorio saranno pronte per la cattura su scala gigatonnellata entro il prossimo decennio, i metodi impiegati da Carbon Engineering e Climeworks sono i migliori che abbiamo attualmente. Ma è importante ricordare che non sono neanche lontanamente perfetti. Dovremo passare a metodi più efficienti di cattura della CO₂ non appena possibile. Come sottolinea lo stesso fondatore di Carbon Engineering, David Keith, le tecnologie di rimozione del carbonio sono sopravvalutate dai politici, e finora hanno ricevuto "straordinariamente pochi" finanziamenti per la ricerca.

Più generalmente, dobbiamo resistere alla tentazione di vedere la cattura diretta dell'aria come una bacchetta magica che ci salva dal dover affrontare la nostra dipendenza dal carbonio. Ridurre o neutralizzare il carico di carbonio nel ciclo di vita dei combustibili idrocarburici può essere un passo verso le tecnologie a emissioni negative. Ma è solo questo:un passo. Dopo essere stato dalla parte sbagliata del registro del carbonio per così tanto tempo, è passato il momento di guardare oltre il semplice pareggio.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.