Comprendere il sequestro del carbonio: una prospettiva globale

Il cambiamento climatico rappresenta una minaccia significativa per il nostro pianeta e ridurre le emissioni di gas serra è fondamentale. Mentre la transizione verso fonti di energia rinnovabile e il miglioramento dell'efficienza energetica sono cruciali, un'altra strategia vitale è il sequestro del carbonio. Questo processo prevede la cattura e lo stoccaggio dell'anidride carbonica (CO2) atmosferica, impedendole di contribuire al riscaldamento globale. Questa guida completa esplora in dettaglio il sequestro del carbonio, coprendo i suoi meccanismi, l'importanza, i vari metodi, le iniziative globali e il potenziale futuro.

Cos'è il sequestro del carbonio?

Il sequestro del carbonio, noto anche come cattura e stoccaggio del carbonio (CCS), si riferisce alla rimozione e allo stoccaggio a lungo termine dell'anidride carbonica (CO2) dall'atmosfera. È un processo naturale e tecnologico che mira a mitigare il cambiamento climatico riducendo la concentrazione di CO2, un gas serra primario, nell'atmosfera. Essenzialmente, si tratta di togliere il carbonio dalla circolazione e rimetterlo da dove veniva: la Terra. Il sequestro del carbonio può essere ottenuto attraverso vari processi naturali e ingegnerizzati.

Perché il sequestro del carbonio è importante?

L'importanza del sequestro del carbonio risiede nel suo potenziale per affrontare il cambiamento climatico attraverso:

• Riduzione delle concentrazioni di gas serra: il sequestro rimuove la CO2 dall'atmosfera, riducendo direttamente l'effetto serra e i suoi impatti associati, come l'aumento delle temperature e del livello del mare.
• Mitigazione degli impatti del cambiamento climatico: riducendo i livelli di CO2, il sequestro aiuta a rallentare o invertire gli effetti del cambiamento climatico, proteggendo gli ecosistemi e le popolazioni umane da eventi meteorologici estremi e altre conseguenze.
• Colmare il divario: il sequestro del carbonio può aiutare a colmare il divario tra gli attuali livelli di emissioni e gli ambiziosi obiettivi di riduzione necessari per raggiungere le emissioni nette zero. Fornisce uno strumento prezioso mentre il sistema energetico globale passa a fonti rinnovabili.
• Creazione di nuove opportunità economiche: lo sviluppo e l'implementazione di tecnologie e pratiche di sequestro del carbonio possono creare nuove industrie e posti di lavoro in settori come l'ingegneria, l'agricoltura e la silvicoltura.
• Miglioramento della qualità dell'aria: alcuni metodi di sequestro del carbonio, come il rimboschimento e la riforestazione, possono anche migliorare la qualità dell'aria filtrando gli inquinanti dall'atmosfera.

Metodi naturali di sequestro del carbonio

I pozzi di carbonio naturali svolgono un ruolo cruciale nella regolazione del clima terrestre. Questi processi naturali catturano e immagazzinano carbonio da millenni. Ecco alcuni metodi naturali chiave:

1. Foreste e rimboschimento/riforestazione

Le foreste sono importanti pozzi di carbonio. Gli alberi assorbono CO2 dall'atmosfera durante la fotosintesi, convertendola in biomassa (legno, foglie e radici). Le foreste mature immagazzinano grandi quantità di carbonio nella loro vegetazione e nel suolo. Il rimboschimento (piantare nuove foreste) e la riforestazione (ripiantare foreste in aree in cui sono state disboscate) sono strategie efficaci per migliorare il sequestro del carbonio.

Esempi:

• La Grande Muraglia Verde (Africa): un'iniziativa guidata dall'Africa per combattere la desertificazione e il cambiamento climatico piantando un muro di alberi attraverso la regione del Sahel.
• Bonn Challenge: uno sforzo globale per ripristinare 350 milioni di ettari di paesaggi degradati e disboscati entro il 2030.
• Programmi forestali nazionali (vari paesi): iniziative guidate dal governo per promuovere la gestione forestale sostenibile e aumentare la copertura forestale. Ad esempio, il programma cinese "Grano per il verde" mira a convertire i terreni agricoli in foreste.

2. Oceani

Gli oceani assorbono una parte significativa della CO2 atmosferica attraverso processi sia fisici che biologici. Il fitoplancton, piante marine microscopiche, assorbe CO2 durante la fotosintesi. Quando questi organismi muoiono, i loro resti ricchi di carbonio affondano sul fondo dell'oceano, immagazzinando carbonio nei sedimenti per lunghi periodi. Gli ecosistemi costieri come le mangrovie, le paludi salmastre e le praterie di fanerogame marine (noti come ecosistemi di "carbonio blu") sono pozzi di carbonio particolarmente efficienti.

Esempi:

• Progetti di ripristino delle mangrovie (Sud-est asiatico, America Latina): ripristinare le foreste di mangrovie degradate per migliorare il sequestro del carbonio e proteggere le comunità costiere dalle mareggiate.
• Conservazione delle praterie di fanerogame marine (Australia, Mediterraneo): proteggere e ripristinare le praterie di fanerogame marine per mantenere la loro capacità di stoccaggio del carbonio e la biodiversità.
• Fertilizzazione degli oceani (controversa): aggiungere deliberatamente nutrienti all'oceano per stimolare la crescita del fitoplancton e migliorare il sequestro del carbonio. Questo metodo è controverso a causa dei potenziali rischi ecologici.

3. Sequestro del carbonio nel suolo

Il suolo è un importante serbatoio di carbonio. Le pratiche agricole, come la lavorazione intensiva del terreno, l'agricoltura monoculturale e l'uso eccessivo di fertilizzanti, possono impoverire il carbonio del suolo. L'implementazione di pratiche agricole sostenibili, come l'agricoltura senza lavorazione del terreno, le colture di copertura, la rotazione delle colture e l'uso di fertilizzanti organici, può migliorare il sequestro del carbonio nel suolo.

Esempi:

• Agricoltura senza lavorazione del terreno (globale): ridurre o eliminare la lavorazione del terreno per ridurre al minimo il disturbo del suolo e migliorare lo stoccaggio del carbonio.
• Colture di copertura (Nord America, Europa): piantare colture di copertura tra le colture di reddito per migliorare la salute del suolo e aumentare il sequestro del carbonio.
• Agroforestazione (Africa, Asia, America Latina): integrare alberi e arbusti nei sistemi agricoli per migliorare il sequestro del carbonio e migliorare la produttività del terreno.
• Agricoltura rigenerativa (globale): un approccio olistico all'agricoltura che si concentra sul ripristino della salute del suolo, sul miglioramento della biodiversità e sul sequestro del carbonio.

Metodi tecnologici di sequestro del carbonio

Gli approcci tecnologici al sequestro del carbonio coinvolgono sistemi ingegnerizzati progettati per catturare la CO2 da varie fonti e immagazzinarla in modo sicuro e permanente. Queste tecnologie sono ancora in fase di sviluppo e implementazione, ma sono molto promettenti per la mitigazione del cambiamento climatico.

1. Cattura e stoccaggio del carbonio (CCS)

CCS prevede la cattura di CO2 da grandi fonti puntuali, come centrali elettriche e impianti industriali, e il trasporto in un sito di stoccaggio, in genere formazioni geologiche sotterranee profonde. La CO2 catturata viene quindi iniettata in queste formazioni per lo stoccaggio a lungo termine.

Processo CCS:

• Cattura: la CO2 viene separata da altri gas alla fonte (ad esempio, centrale elettrica). Esistono diverse tecnologie di cattura, tra cui pre-combustione, post-combustione e combustione ossi-combustibile.
• Trasporto: la CO2 catturata viene compressa e trasportata tramite condotte al sito di stoccaggio.
• Stoccaggio: la CO2 viene iniettata in formazioni geologiche profonde, come giacimenti di petrolio e gas esauriti o acquiferi salini. Le formazioni vengono accuratamente selezionate e monitorate per garantire il contenimento a lungo termine.

Esempi:

• Progetto Sleipner (Norvegia): il primo progetto CCS su scala commerciale al mondo, che inietta CO2 in un acquifero salino sotto il Mare del Nord dal 1996.
• Progetto Boundary Dam (Canada): una centrale elettrica a carbone dotata di tecnologia CCS, che cattura e immagazzina CO2 in un acquifero salino profondo.
• Progetto Gorgon (Australia): un impianto di lavorazione del gas naturale con tecnologia CCS, che inietta CO2 in una formazione geologica profonda.

2. Cattura diretta dell'aria (DAC)

DAC prevede la cattura di CO2 direttamente dall'aria ambiente. Questa tecnologia può essere implementata ovunque, indipendentemente dalla vicinanza a una fonte di CO2. Tuttavia, DAC è più ad alta intensità energetica e costosa rispetto alla cattura di CO2 da fonti puntuali.

Processo DAC:

• Cattura: l'aria viene fatta passare attraverso un assorbente chimico che cattura la CO2.
• Rilascio: l'assorbente viene riscaldato per rilasciare la CO2 catturata.
• Stoccaggio/Utilizzo: la CO2 catturata può essere immagazzinata in formazioni geologiche o utilizzata in processi industriali (ad esempio, combustibili sintetici, materiali da costruzione).

Esempi:

• Climeworks (Svizzera): una delle principali aziende DAC che gestisce impianti DAC commerciali che catturano CO2 e la vendono per varie applicazioni.
• Carbon Engineering (Canada): sviluppo della tecnologia DAC ed esplorazione di opzioni per lo stoccaggio e l'utilizzo di CO2.
• Global Thermostat (USA): sviluppo della tecnologia DAC e focalizzazione sull'utilizzo della CO2 catturata per produrre combustibili sostenibili.

3. Bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio (BECCS)

BECCS prevede l'utilizzo di biomassa (ad esempio, legno, colture, residui agricoli) come fonte di combustibile per la produzione di energia e la cattura della CO2 emessa durante la combustione. La CO2 catturata viene quindi immagazzinata in formazioni geologiche. BECCS è considerata una tecnologia a "emissioni negative" perché rimuove la CO2 dall'atmosfera sia durante la crescita della biomassa che durante la produzione di energia.

Processo BECCS:

• Produzione di biomassa: la biomassa viene coltivata e raccolta.
• Produzione di energia: la biomassa viene bruciata per generare elettricità o calore.
• Cattura del carbonio: la CO2 emessa durante la combustione viene catturata utilizzando la tecnologia CCS.
• Stoccaggio: la CO2 catturata viene immagazzinata in formazioni geologiche.

Esempi:

• Centrale elettrica di Drax (Regno Unito): una centrale elettrica a carbone che è stata convertita per bruciare biomassa e sta esplorando l'implementazione della tecnologia BECCS.
• Progetto di cattura e stoccaggio del carbonio industriale dell'Illinois (USA): un progetto BECCS che cattura CO2 da un impianto di etanolo e lo immagazzina in un acquifero salino.

Iniziative e politiche globali

Diverse iniziative e politiche internazionali promuovono il sequestro del carbonio per affrontare il cambiamento climatico.

• L'accordo di Parigi: L'accordo di Parigi, un accordo internazionale storico sul cambiamento climatico, riconosce l'importanza del sequestro del carbonio per raggiungere i suoi obiettivi.
• Contributi determinati a livello nazionale (NDC): i paesi sono tenuti a presentare NDC, che delineano i loro piani d'azione per il clima, comprese le misure per ridurre le emissioni e migliorare il sequestro del carbonio.
• Meccanismi di determinazione del prezzo del carbonio: i meccanismi di determinazione del prezzo del carbonio, come le tasse sul carbonio e i sistemi di cap-and-trade, possono incentivare il sequestro del carbonio rendendolo economicamente interessante.
• REDD+ (Riduzione delle emissioni dalla deforestazione e dal degrado forestale): un programma delle Nazioni Unite che fornisce incentivi finanziari ai paesi in via di sviluppo per ridurre la deforestazione e migliorare le scorte di carbonio forestale.
• Meccanismo di sviluppo pulito (CDM): un meccanismo nell'ambito del protocollo di Kyoto che consente ai paesi sviluppati di investire in progetti di sequestro del carbonio nei paesi in via di sviluppo e guadagnare crediti di carbonio.

Sfide e opportunità

Sebbene il sequestro del carbonio offra un potenziale significativo per la mitigazione del cambiamento climatico, è necessario affrontare diverse sfide e opportunità.

Sfide:

• Costo: molte tecnologie di sequestro del carbonio, in particolare DAC e CCS, sono attualmente costose. La riduzione dei costi è fondamentale per una diffusione capillare.
• Intensità energetica: alcuni metodi di sequestro del carbonio, come DAC, richiedono un input energetico significativo. L'utilizzo di fonti di energia rinnovabile per alimentare questi processi è essenziale.
• Capacità di stoccaggio: garantire una capacità di stoccaggio sufficiente e sicura per la CO2 catturata è fondamentale. Le formazioni geologiche devono essere valutate e monitorate attentamente.
• Accettazione pubblica: l'accettazione pubblica delle tecnologie di sequestro del carbonio è importante. È necessario affrontare le preoccupazioni sui potenziali rischi e benefici.
• Quadri politici e normativi: sono necessari quadri politici e normativi chiari e coerenti per supportare lo sviluppo e l'implementazione delle tecnologie di sequestro del carbonio.

Opportunità:

• Innovazione: la ricerca e lo sviluppo continui possono portare a tecnologie di sequestro del carbonio più efficienti ed economiche.
• Collaborazione: la collaborazione internazionale e la condivisione delle conoscenze possono accelerare lo sviluppo e l'implementazione delle tecnologie di sequestro del carbonio.
• Investimenti: maggiori investimenti in progetti di sequestro del carbonio e nella ricerca possono guidare l'innovazione e aumentare l'implementazione.
• Integrazione: l'integrazione del sequestro del carbonio in strategie più ampie di mitigazione del cambiamento climatico può migliorarne l'efficacia.
• Sviluppo sostenibile: il sequestro del carbonio può contribuire allo sviluppo sostenibile creando nuove opportunità economiche e migliorando la qualità ambientale.

Il futuro del sequestro del carbonio

Si prevede che il sequestro del carbonio svolgerà un ruolo sempre più importante nella mitigazione del cambiamento climatico nei prossimi decenni. Mentre il mondo passa a un'economia a emissioni nette zero, le tecnologie e le pratiche di sequestro del carbonio saranno essenziali per rimuovere le emissioni residue e raggiungere gli obiettivi climatici.

Ecco alcune tendenze e sviluppi chiave da tenere d'occhio:

• Aumento di CCS e DAC: maggiore implementazione delle tecnologie CCS e DAC per catturare CO2 da varie fonti.
• Sviluppo di nuovi siti di stoccaggio: esplorazione e sviluppo di nuove formazioni geologiche per lo stoccaggio di CO2.
• Utilizzo della CO2 catturata: maggiore utilizzo della CO2 catturata nei processi industriali, come la produzione di combustibili sintetici, materiali da costruzione e prodotti chimici.
• Integrazione del sequestro del carbonio nelle politiche climatiche: un sostegno politico e normativo più forte per il sequestro del carbonio, compresi i meccanismi di determinazione del prezzo del carbonio e gli incentivi.
• Progressi nel sequestro naturale del carbonio: una migliore gestione di foreste, oceani e suoli per migliorare la loro capacità di sequestro del carbonio.

Conclusione

Il sequestro del carbonio è una strategia fondamentale per la mitigazione del cambiamento climatico. Rimuovendo e immagazzinando CO2 dall'atmosfera, aiuta a ridurre le concentrazioni di gas serra e a rallentare o invertire gli effetti del riscaldamento globale. Sia i metodi naturali che quelli tecnologici di sequestro del carbonio offrono un potenziale significativo, ma devono anche affrontare delle sfide. Affrontare queste sfide e capitalizzare le opportunità richiede continua innovazione, collaborazione, investimenti e sostegno politico. Mentre il mondo si sforza di raggiungere le emissioni nette zero, il sequestro del carbonio svolgerà un ruolo sempre più vitale nella creazione di un futuro sostenibile per tutti.