TECNOLOGIE DI CATTURA DIRETTA DELLA CO2 DALL'ARIA PER UNA STRATEGIA DI LUNGO TERMINE VERSO UN'ECONOMIA A ZERO EMISSIONI NETTE

Abstract

La mitigazione dei cambiamenti climatici è forse la sfida più grande di questo secolo; per evitare danni ambientali, sociali ed economici la necessità di mantenere l'aumento della temperatura al di sotto di 1,5 °C rispetto al valore preindustriale deve essere soddisfatta, contenendo il livello di CO2 nell'atmosfera, mediante una forte riduzione delle emissioni antropiche. Poiché l’abbandono immediato delle risorse fossili avrebbe gravi effetti sulla crescita, il percorso di decarbonizzazione dell'economia adottato è meno impegnativo nel breve termine, ma prevede un ampio dispiegamento di tecnologie a emissioni negative di CO2 (NET) a lungo termine. Mentre molte di queste tecnologie si basano sul miglioramento di processi naturali, le tecnologie di cattura diretta dall'aria (DAC) della CO2 sono le uniche basate su processi tecnici e quindi implementabili su qualsiasi scala. Le tecnologie ad alta temperatura (HT-DAC) ed a bassa temperatura (LT-DAC) sono state recentemente progettate su processi di absorbimento e adsorbimento, simili a quelli già applicati per la cattura di CO2 a valle delle centrali fossili, e sono entrambe in fase di dimostrazione, ma lo scale-up è imminente. L'ulteriore sviluppo di queste tecnologie, per ridurre il fabbisogno energetico e migliorare l'efficienza, integrando le fonti di energia rinnovabile (RES) o il calore di scarto da altri processi, consentirà il loro ampio utilizzo sia come NET, insieme a un impianto di stoccaggio (DACCS), sia come tecnologia di riciclo del carbonio, insieme a un processo di riduzione chimica a valle, alimentato da idrogeno. Quest'ultima soluzione risulterebbe una buona strategia a lungo termine e persino il motore economico della diffusione del DAC a breve termine, offrendo l'opportunità di produrre combustibili sintetici, come vettori energetici o fornitura per settori come l'aviazione, ovunque siano disponibili risorse rinnovabili.

Climate change mitigation is probably the most challenge of this century; to avoid environmental, social and economic damages the need of keeping the temperature increase below 1.5 °C respect to the preindustrial value has to be satisfied, containing the CO2 level in the atmosphere, by a strong reduction in anthropogenic emissions. As an immediate displacement of fossil resources would dramatically affect growth and development, the economy decarbonisation pathway adopted is less challenging in the short-term but involves the large deployment of CO2 negative emission technologies (NETs) in the long-term. While many of these technologies rely on natural processes enhancement, CO2 direct air capture (DAC) technologies are the only fully based on technical processes and so would be even deployable at any scale. High temperature (HT-DAC) and low temperature (LT-DAC) technologies have been recently designed on absorption and adsorption processes, similar to those already applied for post-combustion CO2 capture downstream fossil power plants, and are currently both at demonstration stage, but scale-up is oncoming. Further development of these technologies, to reduce the energy requirements and improve the efficiency, integrating renewable energy sources (RES) or waste heat from other processes, will make affordable their large deployment both as a NET, coupled with a storage facility (DACCS), and as carbon recycling technology, coupled with a downstream chemical reduction process, fed by hydrogen. The latter solution would result a good strategy in the long-term and even the economic driver of DAC deployment in the short term, offering the opportunity to produce synthetic fuels, as energy carriers or supply for sectors such as aviation, anywhere RES are available.