Le nuove tecnologie che catturano e riciclano l'anidride carbonica dai processi industriali come la produzione di acciaio e cemento saranno fondamentali se l'UE vuole raggiungere il suo obiettivo di ridurre le emissioni di gas serra di almeno il 55% entro il 2030 e fino a zero entro il 2050. Tuttavia, mentre emergono soluzioni, è necessario più lavoro per distribuirli su larga scala, dicono gli esperti.

Alcuni dei maggiori inquinatori:l'acciaio, le industrie del cemento e dei prodotti chimici che rappresentano oltre i due terzi di tutte le emissioni industriali di anidride carbonica nell'UE hanno già compiuto alcuni progressi, riduzione delle emissioni di quasi il 30% tra il 1990 e il 2018. Ciò è stato in parte dovuto alla politica climatica di punta dell'UE, il sistema di scambio di quote di emissione, che segue il principio "chi inquina paga", in cui alcune industrie pagano una quota di emissione (limitata) per ogni tonnellata di CO ₂ -equivalente iniettano nell'atmosfera.

Questo approccio ha cercato di disincentivare l'uso di combustibili fossili facendo pagare un po' le emissioni, ma non è abbastanza e non è abbastanza veloce, dice Stuart Haszeldine, professore di cattura e stoccaggio del carbonio presso l'Università di Edimburgo, UK.

"Le politiche che abbiamo in questo momento sono buone per iniziare il viaggio, ma loro... sicuramente non arrivano alla fine del viaggio. Ci sono modi per raggiungere questi obiettivi, ma non abbiamo avuto il coraggio di farli".

Invece di occuparsi dell'output disordinato, il modo più pulito per ridurre le emissioni di gas serra è utilizzare l'elettricità rinnovabile come principale fonte di energia, ma questo non è sempre fattibile. Piantare alberi per aspirare carbonio dall'atmosfera potrebbe essere un altro pezzo cruciale del puzzle, ma è un tipo di soluzione lenta e costante, uno che richiederà anni e dimensioni, per portare un cambiamento significativo.

Cattura e conserva

Forse l'ingrediente più critico per soddisfare il patto dell'Accordo di Parigi per limitare il riscaldamento globale a "ben al di sotto" di 2 gradi Celsius rispetto ai livelli preindustriali è la comprovata tecnologia industriale progettata per catturare e immagazzinare CO ₂ prima che venga emesso nell'atmosfera, dice il prof. Haszeldine.

Ciò potrebbe essere fatto imponendo alle industrie ad alta intensità di carbonio di investire progressivamente nello stoccaggio e/o nel riciclaggio di una percentuale della CO ₂ loro producono, Lui suggerì.

L'industria del cemento, ad esempio, produce più di 4 miliardi di tonnellate di prodotto ogni anno, che rappresentano circa l'8% della CO . globale ₂ emissioni, ma solo un terzo delle sue emissioni proviene dall'uso di carburante per l'energia, il che significa che il passaggio alle energie rinnovabili non è sufficiente.

Il grosso delle sue emissioni è intrinsecamente legato al processo di produzione del clinker, uno degli ingredienti principali del cemento.

Per rendere più ecologica la produzione dei materiali da costruzione più diffusi, progetti come CLEANKER stanno testando in un ambiente industriale l'applicabilità della cattura di CO ₂ rilasciato durante il processo di produzione del cemento. CLEANKER utilizza la cosiddetta tecnologia di looping del calcio, che utilizza assorbenti a base di ossido di calcio per catturare la CO ₂ ad alte temperature.

La tecnologia ha il potenziale per sfruttare oltre il 90% della CO ₂ prodotto in un cementificio, dice Riccardo Cremona, che sta lavorando con ricercatori del Politecnico di Milano, un'università in Italia, sul progetto CLEANKER.

Un ostacolo chiave all'adozione è la spesa:il costo di implementazione di tale tecnologia è lo stesso ordine di grandezza della costruzione di un cementificio stesso, quindi è scomodo per i produttori al momento. Ma se l'accordo di Parigi e gli obiettivi per il 2050 devono essere raggiunti, Egli ha detto, "dobbiamo adottare questa tecnologia... la cattura del carbonio sarà fondamentale per le grandi industrie che vogliono essere prive di carbonio".

Una volta CO ₂ è stato catturato, può essere compresso allo stato liquido e può quindi essere pompato sottoterra per ricostituirsi, ad esempio, giacimenti di petrolio e di gas esauriti o giacimenti di carbone.

riciclato

La CO . catturata ₂ potrebbero anche essere riciclati per produrre altri prodotti di valore, che era l'obiettivo del recente progetto Carbon4PUR. Lo scopo, afferma la coordinatrice del progetto, la dott.ssa Liv Adler dell'azienda di polimeri Covestro Deutschland, era quello di dimostrare e valutare se è tecnicamente possibile, economicamente fattibile e sostenibile riciclare i gas di acciaieria che contengono CO ₂ e monossido di carbonio in composti intermedi che possono essere utilizzati per produrre pannelli isolanti o rivestimenti per legno.

Il progetto ha prodotto risultati promettenti, dimostrando la capacità di convertire miscele di gas di acciaieria in composti intermedi per polimeri plastici chiamati poliuretani, ma il dottor Adler dice che questo tipo di tecnologia è solo una parte della soluzione:ci sono altri componenti che compongono i poliuretani che potrebbero essere cambiati.

"Immagina di cuocere una torta. Abbiamo lavorato su, Per esempio, il latte che serve per produrre la torta, ma ogni altro ingrediente è sempre lo stesso, " lei disse.

"Per ridurre davvero le emissioni... non dobbiamo solo scambiare il latte, ma anche scambiare le uova, la farina e lo zucchero e solo così potremo arrivare a un vero prodotto sostenibile".

Un'altra iniziativa pensata per migliorare la sostenibilità, questa volta nell'industria chimica, è il progetto CatASus, coordinata da Katalin Barta Weissert, professore all'Istituto di Chimica dell'Università di Graz, Austria.

Il progetto sta lavorando allo sviluppo di metodi più sostenibili per derivare fonti rinnovabili di ammine, una famiglia di sostanze chimiche ampiamente presenti nei prodotti farmaceutici, prodotti agrochimici e tensioattivi—dalla decomposizione della lignocellulosa (materia secca vegetale di scarto prodotta in abbondanza in agricoltura e silvicoltura). Essenzialmente, utilizzando la biomassa di scarto per produrre ammine, non dovrebbe esserci CO . in più ₂ emissioni che altrimenti si verificherebbero per produrre queste sostanze chimiche.

Ciò che è cruciale è che la ricerca di base come questa continui a essere finanziata:solo allora gli scienziati saranno in grado di sviluppare metodi che alla fine eclisseranno lo status quo così tanto che l'industria sarà costretta ad adottare tali tecnologie, lei dice.

"Alla fine dovremmo raggiungere la fase in cui progettiamo qualcosa di intelligente che in realtà costerà meno... in cui l'industria dirà "questo è fantastico; è meno inquinante, meno pericoloso ma anche più economico per noi."'

Giovane

Così com'è, molti dei progetti che stanno sviluppando nuove tecnologie di riduzione del carbonio per le sostanze chimiche rinnovabili sono giovani:hanno una lunga strada da percorrere, dice il dottor Adler.

Ad esempio, sebbene il suo progetto Carbon4PUR abbia dimostrato con successo il proof of concept su scala semi-industriale, deve essere testato su una scala più ampia e ci vorranno almeno 5-10 anni (ammesso che tutto vada bene) prima che sia pronto per il mercato, lei dice.

Nel frattempo, sono già in corso progetti di stoccaggio del carbonio su larga scala. Norvegia, Per esempio, ha immagazzinato CO ₂ sotto il Mare del Nord per decenni, guidato da una politica di tassa sul carbonio sui giacimenti offshore di petrolio e gas. E il Regno Unito sta per finanziare due grandi progetti da avviare entro il 2025, con altri due entro il 2030.

Quindi alcune tecnologie che possono fare una grande differenza esistono già, ma il problema è come implementarli abbastanza velocemente e in tutto il continente. I governi non stanno facendo abbastanza progressi in questo senso perché significa che devono cambiare completamente il modo in cui funziona il loro sistema energetico, dice il prof. Haszeldine. Utilizzando il Fondo per l'innovazione EU-ETS, l'UE può contribuire a finanziare il primo progetto pilota per mostrare i lavori di cattura e stoccaggio del carbonio all'interno di un paese, ma non può finanziare tutto, perché c'è troppo da finanziare, lui dice.

"Un governo deve essere creativo, inventare un modo per renderlo inevitabile, facendo in modo che le aziende e le imprese ripuliscano le proprie emissioni di carbonio invece di immetterle nell'atmosfera. La pulizia deve diventare normale".

Se l'Europa vuole raggiungere quella posizione di zero netto, lui dice, "Deve davvero aumentare la sua ambizione per la cattura ingegnerizzata della cattura e dello stoccaggio del carbonio di una quantità molto grande".

Il problema

Per accelerare la diffusione di tecnologie innovative e ridurre l'impronta di carbonio del settore industriale, l'UE sta sviluppando un piano per creare collegamenti migliori tra le comunità europee di ricerca e innovazione e l'industria.

Questa tabella di marcia a basse emissioni di carbonio sarà la prima di una serie di tabelle di marcia per la tecnologia industriale che illustrano come la ricerca e l'industria possono lavorare meglio insieme, con argomenti imminenti, tra cui le industrie circolari.

Questa storia fa parte di una serie in cui ascoltiamo la prossima generazione di scienziati e ricercatori che stanno lavorando per affrontare le sfide globali.

Una discussione sulla resilienza, industrie europee a basse emissioni di carbonio si svolgeranno il 24 giugno nell'ambito della conferenza Research and Innovation Days della Commissione europea.