I ricercatori dell'ETH hanno analizzato varie possibilità per ridurre la CO . netta ₂ emissioni dell'industria chimica a zero. La loro conclusione? L'industria chimica può infatti avere un futuro a emissioni zero.

Il Consiglio federale della Svizzera ha deciso che il Paese dovrebbe diventare a emissioni zero entro il 2050. Ciò potrebbe essere difficile per quanto riguarda il traffico automobilistico e l'intero settore energetico, ma non impossibile, con l'elettrificazione sistematica e l'uso esclusivo di fonti energetiche a emissioni zero, Per esempio.

Un passaggio di questo tipo sarà più difficile per l'industria chimica. Mentre per molti altri settori industriali una delle principali preoccupazioni è la loro efficienza energetica, l'industria chimica deve affrontare anche la questione delle materie prime. "Polimeri, plastica, le fibre tessili sintetiche e i medicinali contengono tutti carbonio. Deve venire da qualche parte, " spiega Marco Mazzotti, Professore di ingegneria dei processi all'ETH di Zurigo. Per come stanno le cose, la stragrande maggioranza di questo carbonio proviene da petrolio e gas naturale. Durante la produzione, e quando i prodotti chimici vengono bruciati o si decompongono alla fine della loro vita, rilasciano CO ₂ .

Utilizzando dati concreti e la produzione di metanolo come caso di studio, Mazzotti e collaboratori dell'ETH di Zurigo e dell'Università di Utrecht hanno ora sistematicamente confrontato vari approcci che mirano a ridurre la CO netta ₂ emissioni dell'industria chimica a zero. La conclusione principale del nuovo studio è che l'obiettivo di raggiungere la CO . netta zero ₂ emissioni nell'industria chimica è infatti raggiungibile. Però, tutti gli approcci esaminati dallo studio per raggiungere questo obiettivo presentano sia vantaggi che svantaggi, che si manifestano in modo diverso nelle diverse regioni del mondo. Inoltre, tutti e tre i concetti richiedono più energia (sotto forma di elettricità) rispetto ai metodi di produzione attuali.

Cattura CO ₂ o utilizzare la biomassa

• Un approccio prevede di continuare a utilizzare le risorse fossili come materie prime, ma catturando sistematicamente la CO ₂ emissioni e sequestrandole nel sottosuolo utilizzando un processo noto come cattura e stoccaggio del carbonio (CCS). Il grande vantaggio qui è che i processi di produzione industriale di oggi non dovrebbero essere modificati. Però, i siti di stoccaggio devono essere idonei dal punto di vista geologico, offrendo ad esempio strati sedimentari profondi che contengono acqua salata. Tali siti non si trovano in tutto il mondo.
• Un altro approccio vedrebbe l'industria utilizzare il carbonio da CO ₂ catturati in anticipo dall'aria o dai gas di scarico industriali. Questo processo è chiamato cattura e utilizzo del carbonio (CCU). L'idrogeno necessario per i prodotti chimici sarebbe ottenuto dall'acqua utilizzando l'elettricità. L'approccio implicherebbe un'importante revisione dei processi di produzione chimica e la ricostruzione di ampie parti dell'infrastruttura industriale. Inoltre, richiede una quantità estremamente elevata di elettricità, da sei a dieci volte superiore a CCS. "Questo metodo può essere raccomandato solo nei paesi con un mix di elettricità a emissioni zero, " spiega Mazzotti, continuando:"Dimostriamo chiaramente che l'utilizzo di grandi quantità di elettricità da centrali elettriche a carbone o a gas sarebbe, infatti, essere molto peggio per il clima rispetto all'attuale metodo di produzione basato sui combustibili fossili".
• Un'ultima opzione sarebbe quella di utilizzare la biomassa (legno, piante da zucchero, oleifici) come materia prima per l'industria chimica. Sebbene questo metodo richieda meno elettricità degli altri, implica un uso molto intensivo della terra per coltivare i raccolti, che richiede 40-240 volte più terra rispetto agli altri approcci.

Il futuro del volo

Mazzotti e i suoi coautori hanno basato il loro studio sulla produzione di metanolo, che è simile al processo utilizzato per la produzione di combustibili. Il loro lavoro quindi informa anche la discussione sui futuri combustibili per aerei, come sottolinea Mazzotti:"Lo sentiamo più e più volte, anche da esperti, che l'unico modo in cui l'aviazione può diventare a zero emissioni di carbonio è attraverso l'uso di combustibili sintetici, ", dice. "Ma non è vero." La produzione di combustibili sintetici è un processo estremamente energivoro. Se l'elettricità proveniente da centrali elettriche a carbone o a gas dovesse essere utilizzata per questo scopo, i combustibili sintetici avrebbero un'impronta di carbonio ancora maggiore rispetto ai combustibili fossili. Lo studio mostra che ci sono almeno due valide alternative ai combustibili sintetici:l'aviazione potrebbe continuare a utilizzare combustibili fossili se la CO ₂ emessi dagli aerei sono stati catturati e sequestrati altrove, oppure i combustibili potrebbero essere ottenuti dalla biomassa.