Un disegno concettuale di un array industriale per convertire il metano (CH4) in anidride carbonica (CO2) utilizzando materiali catalitici chiamati zeoliti (CUII e FEIV). Credito:Jackson, et al . 2019 Sostenibilità della natura / Artista:Stan Coffman
Un processo relativamente semplice potrebbe aiutare a invertire la tendenza del cambiamento climatico e allo stesso tempo realizzare un sano profitto. Questa è una delle visioni di speranza delineate in un nuovo documento condotto da Stanford che evidenzia una soluzione apparentemente controintuitiva:convertire un gas serra in un altro.
Lo studio, pubblicato in Sostenibilità della natura il 20 maggio descrive un potenziale processo per convertire il metano gas serra estremamente potente in anidride carbonica, che è un fattore molto meno potente del riscaldamento globale. L'idea di rilasciare intenzionalmente anidride carbonica nell'atmosfera può sembrare sorprendente, ma gli autori sostengono che sostituire il metano con l'anidride carbonica è un vantaggio netto significativo per il clima.
"Se perfezionato, questa tecnologia potrebbe riportare l'atmosfera alle concentrazioni preindustriali di metano e altri gas, " ha detto l'autore principale Rob Jackson, la Michelle e Kevin Douglas Provostial Professor in Earth System Science presso la Stanford's School of Earth, Scienze energetiche e ambientali.
L'idea di base è che alcune fonti di emissioni di metano, dalla coltivazione del riso o dal bestiame, per esempio, può essere molto difficile o costoso da eliminare. "Un'alternativa è compensare queste emissioni tramite la rimozione del metano, quindi non vi è alcun effetto netto sul riscaldamento dell'atmosfera, ", ha affermato il coautore dello studio Chris Field, il Perry L. McCarty Direttore dello Stanford Woods Institute for the Environment.
Un problema e una possibile soluzione
Nel 2018, il metano, di cui circa il 60 per cento è generato dall'uomo, ha raggiunto concentrazioni atmosferiche due volte e mezzo superiori ai livelli preindustriali. Sebbene la quantità di anidride carbonica nell'atmosfera sia molto maggiore, il metano è 84 volte più potente in termini di riscaldamento del sistema climatico nei primi 20 anni dopo il suo rilascio.
La maggior parte degli scenari per stabilizzare le temperature globali medie a 2 gradi Celsius sopra i livelli preindustriali dipendono da strategie sia per ridurre la quantità complessiva di anidride carbonica che entra nell'atmosfera sia per rimuovere ciò che è già nell'atmosfera attraverso approcci come la piantumazione di alberi o il sequestro sotterraneo. Però, rimozione di altri gas serra, in particolare metano, potrebbe fornire un approccio complementare, secondo gli autori dello studio, che indicano l'enorme influenza del gas sul clima.
La maggior parte degli scenari per la rimozione dell'anidride carbonica presuppone in genere centinaia di miliardi di tonnellate rimosse nel corso di decenni e non riportano l'atmosfera ai livelli preindustriali. In contrasto, le concentrazioni di metano potrebbero essere riportate ai livelli preindustriali rimuovendo circa 3,2 miliardi di tonnellate di gas dall'atmosfera e convertendolo in una quantità di anidride carbonica equivalente a pochi mesi di emissioni industriali globali, secondo i ricercatori. In caso di successo, l'approccio eliminerebbe circa un sesto di tutte le cause del riscaldamento globale fino ad oggi.
Il metano è difficile da catturare dall'aria perché la sua concentrazione è così bassa. Però, gli autori sottolineano che la zeolite, un materiale cristallino costituito principalmente da alluminio, silicio e ossigeno, potrebbe agire essenzialmente come una spugna per assorbire il metano. "La struttura molecolare porosa, una superficie relativamente ampia e la capacità di ospitare rame e ferro nelle zeoliti li rendono promettenti catalizzatori per catturare metano e altri gas, " ha detto Ed Solomon, il Professore di Chimica Monroe E. Spaght nella Scuola di Scienze Umanistiche e Scientifiche.
L'intero processo potrebbe assumere la forma di un gigantesco congegno con ventilatori elettrici che forzano l'aria attraverso camere di burattatura o reattori pieni di zeoliti in polvere o pellettizzati e altri catalizzatori. Il metano intrappolato potrebbe quindi essere riscaldato per formare e rilasciare anidride carbonica, suggeriscono gli autori.
Un futuro redditizio
Il processo di conversione del metano in anidride carbonica potrebbe essere redditizio con un prezzo sulle emissioni di carbonio o una politica adeguata. Se i prezzi di mercato per le compensazioni di carbonio saliranno a $500 o più per tonnellata in questo secolo, come previsto dai modelli di valutazione più rilevanti, ogni tonnellata di metano rimossa dall'atmosfera potrebbe valere più di 12 dollari, 000.
Una schiera di zeoliti delle dimensioni di un campo da calcio potrebbe generare milioni di dollari all'anno di reddito rimuovendo il metano dannoso dall'aria. In linea di principio, i ricercatori sostengono che l'approccio di convertire un gas serra più dannoso in uno meno potente potrebbe applicarsi anche ad altri gas serra.
Sebbene la riduzione dei gas serra nell'atmosfera a livelli preindustriali possa sembrare improbabile nel prossimo futuro, i ricercatori sostengono che potrebbe essere possibile con strategie come queste.