Data di pubblicazione: 4 giugno 2024
Collaboratori: Alexandra Jonker, Amanda McGrath
Il sequestro del carbonio è il processo di cattura e stoccaggio dell'anidride carbonica atmosferica (CO2), uno dei gas serra che contribuisce al riscaldamento globale.
Il sequestro del carbonio avviene naturalmente attraverso processi biologici e geologici e utilizzando tecnologie create dall'uomo. Entrambi i metodi aiutano a rimuovere la CO2 dall'atmosfera e possono aiutare a mitigare gli impatti del cambiamento climatico. Pertanto, è probabile che l'interesse per il sequestro del carbonio cresca man mano che i Paesi perseguono obiettivi net zero e le aziende cercano pratiche più sostenibili.
L'atmosfera terrestre sta registrando livelli senza precedenti di concentrazioni di anidride carbonica con l'aumento delle emissioni di gas serra, in gran parte a causa di attività umane come la combustione di combustibili fossili e la deforestazione. L'aumento di CO2 prodotto da sostanze inquinanti intrappola il calore, causando il riscaldamento globale e relative conseguenze, tra cui l'innalzamento del livello del mare, gli eventi meteorologici estremi e la distruzione degli ecosistemi.
Secondo l'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), è necessario adottare misure immediate per limitare il riscaldamento globale a 1,5 °C (34,7 °F) rispetto ai livelli preindustriali.1 Il sequestro del carbonio può svolgere un ruolo fondamentale nel raggiungere questo obiettivo. La cattura e lo stoccaggio della CO2 ne riduce direttamente la presenza nell'atmosfera, il che rallenta il tasso di riscaldamento globale e riduce la gravità e la frequenza degli eventi legati ai cambiamenti climatici.
Oltre alla mitigazione dei cambiamenti climatici, il sequestro del carbonio presenta altri vantaggi. I processi naturali di sequestro del carbonio, come la fotosintesi, svolgono un ruolo fondamentale nel mantenimento della salute degli ecosistemi. Le attività di sequestro possono anche migliorare la salute del suolo, aumentare la produttività agricola e proteggere la biodiversità promuovendo l'aumento di pozzi di assorbimento del carbonio (come foreste e zone umide).
I metodi per sequestrare il carbonio rientrano generalmente in queste quattro categorie:
Nel sequestro biologico del carbonio, i processi naturali catturano e immagazzinano il carbonio negli ecosistemi. Ad esempio, attraverso la fotosintesi, le piante assorbono CO2 dall'atmosfera e la convertono in materia organica. Le aree naturali come le foreste, le praterie e le zone umide svolgono il ruolo di importanti pozzi di assorbimento del carbonio e possono immagazzinare grandi quantità di carbonio per periodi prolungati. E il suolo può naturalmente sequestrare il carbonio, ma questa capacità è compromessa quando le pratiche agricole lo alterano e sconvolgono, rilasciando il carbonio organico intrappolato.
Diverse pratiche di gestione del territorio favoriscono il sequestro biologico del carbonio. La riforestazione e l'imboschimento aumentano significativamente la capacità di accumulo del carbonio. Anche l'agricoltura sostenibile, come l'agricoltura ridotta o senza aratura, che riduce al minimo l'esaurimento dei serbatoi di carbonio nel suolo, o l'agroforestazione, che combina alberi e arbusti accanto a colture e bestiame, aiutano il sequestro. Il ripristino delle zone umide degradate, come torbiere e mangrovie, migliora l'accumulo del carbonio nei sedimenti e nella biomassa. Tuttavia, questi ecosistemi possono anche emettere metano.
Il sequestro del carbonio negli oceani comporta l'accumulo di anidride carbonica negli oceani. Gli oceani assorbono naturalmente circa un quarto della CO2 prodotta dall'uomo.
Esistono due strategie principali per favorire il sequestro del carbonio negli oceani:
- Il metodo di iniezione diretta cattura la CO2 dalle fonti di emissione e la inietta direttamente nelle profondità dell'oceano. L'alta pressione e la bassa temperatura dell'oceano fanno sì che la CO2 si dissolva o formi strutture solide note come idrati.
- Il metodo di fertilizzazione dell'oceano tende a migliorare l'assorbimento naturale dell'oceano aggiungendo sostanze nutritive, solitamente ferro, alla superficie dell'oceano. Questo metodo stimola la crescita di piante e microbi microscopici che assorbono CO2 dall'atmosfera attraverso la fotosintesi. Quando muoiono, finiscono sul fondo dell'oceano, portando con sé il carbonio assorbito. Tuttavia, questo metodo è ancora sperimentale e i suoi effetti a lungo termine sugli ecosistemi marini non sono ancora del tutto compresi.
Il sequestro geologico del carbonio cattura la CO2 e la inietta in formazioni rocciose porose profonde e sotterranee per immagazzinarle a lungo termine, cioè millenni. La CO2 viene compressa, trasportata da oleodotti e immagazzinata in siti come giacimenti di petrolio e gas naturale esauriti, giacimenti di carbone inutilizzabili o falde acquifere saline profonde. Iniettato a una profondità di almeno 800 metri, le condizioni di alta pressione e temperatura garantiscono uno stoccaggio efficiente negli spazi naturali dei pori delle formazioni geologiche.
Il sequestro tecnologico del carbonio è una serie di metodi ingegnerizzati dall'uomo progettati per catturare e immagazzinare l'anidride carbonica da fonti puntiformi di grandi dimensioni o direttamente dall'atmosfera. Queste tecnologie mirano a rimuovere le emissioni di carbonio dal ciclo del carbonio e a prevenirne il rilascio nell'atmosfera.
L'approccio tecnologico più noto per sequestrare il carbonio è la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS). Si tratta di catturare le emissioni di CO2 da parte di chi vi contribuisce maggiormente, come le centrali elettriche, le fabbriche e gli impianti industriali. La CO2 catturata viene compressa e trasportata (di solito attraverso condotti) in siti di stoccaggio geologico appositi. Il sequestro geologico del carbonio è una parte del processo, ma CCS è un termine più ampio che comprende l'intero processo di cattura, trasporto e stoccaggio del carbonio.
Altri metodi tecnologici includono:
- Cattura diretta dell'aria (DAC), che estrae la CO2 direttamente dall'aria ambiente, offrendo un modo per rimuovere le emissioni storiche già presenti nell'atmosfera.
- Bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio (BECCS), che prevede la combustione di biomassa (piante o elementi agricoli) per generare energia, quindi catturare e immagazzinare le emissioni di CO 2risultanti. Questo metodo potrebbe offrire il potenziale di "emissioni negative" perché la CO2 assorbita dalla biomassa durante la crescita viene rimossa dall'atmosfera e immagazzinata.
- Carbonatazione minerale, un metodo per convertire la CO2 in minerali carbonatici stabili (come il calcare) attraverso reazioni con ossidi metallici o silicati. Questa conversione impedisce loro di influenzare l'atmosfera.
Mentre i termini "stoccaggio del carbonio" e "sequestro del carbonio" vengono talvolta usati in modo intercambiabile, vi sono delle differenze chiave tra i due termini.
Lo stoccaggio del carbonio è lo stato statico del carbonio trattenuto all'interno di un sistema, noto come pool o serbatoio di carbonio. È un'istantanea del contenuto di carbonio in un momento specifico.
Il sequestro del carbonio è il processo attivo di cattura e trasferimento dell'anidride carbonica atmosferica in serbatoi di stoccaggio a lungo termine. È un'azione dinamica che rimuove la CO2 dall'atmosfera.
Se da un lato il sequestro del carbonio offre un modo promettente per ridurre la quantità di anidride carbonica che contribuisce al cambiamento climatico, dall'altro presenta diverse sfide e limitazioni:
I progetti di sequestro su larga scala hanno costi di capitale iniziali elevati e spese operative continue, il che li rende costosi da implementare e mantenere.
Vi sono preoccupazioni circa la sicurezza e l'efficacia a lungo termine dello stoccaggio geologico e la possibilità di perdite.
Il sequestro comporta alcuni effetti negativi sull'ambiente, come cambiamenti nell'uso del suolo, acidità degli oceani, incendi boschivi e altre alterazioni dell'ecosistema.
Nonostante questi problemi, si prevede che i progressi tecnologici e politici renderanno il sequestro del carbonio uno strumento chiave nella lotta contro il cambiamento climatico.
Si prevede che il sequestro del carbonio svolgerà un ruolo sempre più importante nella lotta contro il cambiamento climatico. Uno studio ha rilevato che vari metodi CCS potrebbero sequestrare almeno 550 milioni di tonnellate di anidride carbonica all'anno, l'equivalente della rimozione di oltre 1 miliardo di veicoli dalle strade.2
La domanda di soluzioni efficaci per il sequestro del carbonio cresce man mano che i Paesi e le aziende fissano obiettivi ambiziosi di riduzione delle emissioni. Si prevede che la ricerca e lo sviluppo in settori come DAC e BECCS amplieranno la portata e l'impatto del sequestro del carbonio nei prossimi anni. Inoltre, il potenziamento dei pozzi naturali di assorbimento di carbonio attraverso la riforestazione, una migliore gestione del territorio e il ripristino delle zone umide si sta affermando sempre più.
I governi stanno anche implementando meccanismi di determinazione del prezzo del carbonio, crediti d'imposta e altri incentivi per incoraggiare gli investimenti in progetti di sequestro del carbonio in patria e attraverso partenariati e collaborazioni transfrontalieri. Ad esempio, negli Stati Uniti, le aziende che catturano e immagazzinano CO2 hanno diritto a un credito d'imposta per tonnellata metrica di anidride carbonica sequestrata.3
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Pertanto, diventa indispensabile non solo porre attenzione sulla minimizzazione degli impatti che il cambiamento climatico avrà in futuro sull'ambiente, ma anche imparare ad adattarci agli impatti che ha sulla nostra realtà attuale.
La CCS è il processo di cattura e stoccaggio delle emissioni di anidride carbonica prima che penetrino nell'atmosfera terrestre e contribuiscano al riscaldamento globale.
Note a piè di pagina
¹ "IPCC Sixth Assessment Report" (link esterno a ibm.com), Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), aprile 2022.
² "The technological and economic prospects for CO2 utilization and removal" (link esterno a ibm.com), Nature, 6 novembre 2019.
³ "Carbon capture and storage in the United States" (link esterno a ibm.com), United States Congressional Budget Office, dicembre 2023.