CCUS: gli impatti delle emissioni di CO2 e i trend in chiave circolare

Il presente articolo rappresenta il primo di quattro contenuti dedicati all’approfondimento delle metodologie di Carbon Capture Utilization & Storage (CCUS). Con il contributo degli esperti del Circular Economy Lab approfondiremo i principali impatti connessi alle emissioni di CO2 e i principali trend, ricadenti in un perimetro di economia circolare, relativi alla sua cattura e utilizzo. Analizzeremo inoltre il quadro normativo e le leve tecnologiche utili a supportare i processi e le tecniche di CCUS, concludendo con alcuni esempi di best practice finalizzati a consolidare logiche sinergiche volte alla cattura e alla valorizzazione della CO2, sempre in una prospettiva di economia circolare.

Gli IMPATTI LEGATI ALLA CONCENTRAZIONE DI CO2 IN ATMOSFERA

L’anidride carbonica (o CO2) rappresenta un gas serra prodotto principalmente dalla combustione di risorse naturali di origine fossile (petrolio, gas naturale, carbone) e che contribuisce, insieme ad altri gas serra, a trattenere calore nell’atmosfera. Sebbene il processo di combustione dei combustibili fossili sia noto da secoli, solo negli ultimi duecento anni, con un’industrializzazione basata proprio sull’utilizzo massiccio di combustibili fossili, le attività antropiche hanno iniziato ad emettere ingenti quantità di gas serra nell’atmosfera, determinando l’ormai noto fenomeno del surriscaldamento del pianeta, meglio conosciuto con il nome di Climate Change.

Secondo l’Organizzazione meteorologica mondiale (WMO), il 2024 sarà l’anno più caldo mai registrato dopo una lunga serie di temperature medie mensili eccezionalmente elevate. In questo contesto, l’11 novembre 2024 è iniziata a Baku (Azerbaijian) la Conferenza Internazionale sul Clima COP29 e, in vista dell’evento, il Synthesis report della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC) ha evidenziato quanto gli impegni di mitigazione e adattamento posti in essere ad oggi dai governi non siano sufficienti a mantenere la temperatura media globale a 1,5° C, come definito dall’Accordo di Parigi.

Le Nazioni Unite annoverano tra i cinque principali effetti del cambiamento climatico i seguenti fenomeni:

Temperature più elevate: giorni più afosi; ondate di calore; insorgenza di patologie da calore; propagazione più rapida degli incendi;
Tempeste più violente: estensione di tempeste tropicali, cicloni, uragani, tifoni capaci di distruggere intere comunità;
Aumento della siccità: stress idrico; tempeste di sabbia; desertificazione:
Riscaldamento e innalzamento degli oceani: progressivo scioglimento delle calotte glaciali; acidificazione degli oceani con reale pericolo per la vita marina; minaccia aumento livello del mare per le comunità costiere e insulari;
Perdita di specie: un milione di specie a rischio estinzione; parassiti infestanti e diffusione malattie;

L’APPLICAZIONE DELL’ECONOMIA CIRCOLARE ALLE LOGICHE CCUS

Premesso che i principi su cui si fonda il paradigma dell’economia circolare invitano il sistema produttivo ad azzerare le emissioni di gas serra in atmosfera, ad oggi, di fronte all’emergenza sopra descritta, la comunità scientifica e politica sta cercando soluzioni innovative per ridurre la concentrazione di CO2 in atmosfera e, tra queste, la cattura e l’utilizzo di quest’ultima si presentano come una strategia rivolta alla trasformazione di un problema in opportunità.

Le tecnologie CCU prevedono infatti la cattura della CO2 direttamente dalle emissioni industriali o direttamente dall’atmosfera. Una volta catturata, la CO2 può essere utilizzata come materia prima per la produzione di una vasta gamma di prodotti, dai carburanti sintetici ai materiali da costruzione.

I PRINCIPALI TREND DEL NASCENTE MERCATO DELLA CO2

Tra i trend più interessanti che possiamo riscontrare nello sviluppo del mercato della CCU si evidenzia la crescita legata alla diversificazione ed eterogeneità di utilizzi della CO2 catturata. Se in passato quest’ultima era destinata a pochi settori, come la produzione di carburanti sintetici, oggi conta un ampio ventaglio di applicazioni legate al mondo delle costruzioni, dei polimeri, dei prodotti chimici e persino come ingredienti di base di generi alimentari innovativi ad alto contenuto proteico. Esempi di applicazioni saranno esplorate negli articoli successi appartenenti a questo filone tematico.

Un altro interessante trend che sta investendo questo comparto è caratterizzato dalla nascita e dal consolidamento di partnership tra aziende private, governi e istituzioni di ricerca che mirano ad accelerare lo sviluppo e la diffusione di tecnologie innovative. Spesso queste collaborazioni hanno origine in una logica sinergica e multistakeholder superando i confini nazionali. Infatti, come vedremo nell’ultimo articolo di questo filone tematico, la cooperazione internazionale favorisce la nascita di Hub CCU ovvero infrastrutture industriali che includono l’intera value chain, dagli impianti di cattura della CO2, agli impianti di trattamento fino a quelli di conversione.

L’INTERESSSE CRESCENTE NEI CONFRONTI DELLE TECNOLOGIE DI STOCCAGGIO

Da notare come la sigla CCUS include anche la S di Storage/Stoccaggio che comprende tutte quelle tecnologie volte a immagazzinare la CO2 catturata in modo sicuro, sottoterra, impedendone quindi il rilascio nell’atmosfera. A livello internazionale si sta assistendo a un crescente interesse per la realizzazione di progetti di stoccaggio della CO2 su larga scala e, come vedremo nel secondo articolo di questo filone, i governi stanno introducendo politiche e incentivi per promuovere la diffusione di queste tecnologie. La valorizzazione e lo stoccaggio dell’anidride carbonica rappresentano due approcci differenti di applicazione dei principi di economia circolare al settore di riferimento poiché, mentre nel caso della valorizzazione si mira alla trasformazione dello scarto in risorsa, nel caso dello stoccaggio ci si limita ad isolare lo scarto riducendo la concentrazione di gas serra in atmosfera.

In conclusione, l’immissione in atmosfera di elevate quantità di anidride carbonica, determinata dall’intensificazione delle attività produttive di origine antropica, se da un lato ha portato progresso economico e industriale, dall’altro ha fatto emergere le implicazioni del fenomeno sul clima del pianeta portando la questione del Climate Change al centro del dibattito pubblico internazionale. Le tecniche di CCU rappresentano una soluzione innovativa per affrontare la sfida del surriscaldamento globale facendo leva su produzione di materiali innovativi a base di CO2 catturata e favorendo la nascita di hub che consentono di ottimizzare i processi di cattura e utilizzo della CO2, contribuendo a creare un'economia più circolare e sostenibile. Tuttavia, per raggiungere il pieno potenziale di queste soluzioni offerte dall’ecosistema dell’innovazione, è necessario superare alcune sfide, tra le quali, ad esempio, la definizione di un quadro normativo valido, tema che sarà affrontato nel successivo articolo di questo filone tematico.