Blog

Sep 18, 2023

Che cos'è la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS)?

Treehugger / Julie Bang Carbon capture and storage (CCS) is the process of

Abbraccia-alberi / Julie Bang

La cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) è il processo di cattura diretta del gas di anidride carbonica (CO2) dalle centrali elettriche a carbone o da altri processi industriali. Il suo obiettivo principale è impedire che la CO2 entri nell'atmosfera terrestre esacerbando ulteriormente gli effetti dei gas serra in eccesso. La CO2 catturata viene trasportata e immagazzinata in formazioni geologiche sotterranee.

Esistono tre tipi di CCS: cattura pre-combustione, cattura post-combustione e combustione con ossitaglio. Ciascun processo utilizza un approccio molto diverso per ridurre la quantità di CO2 derivante dalla combustione di combustibili fossili.

L'anidride carbonica (CO2) è un gas incolore e inodore in condizioni atmosferiche normali. È prodotto dalla respirazione di animali, funghi e microrganismi e utilizzato dalla maggior parte degli organismi fotosintetici per creare ossigeno. Viene prodotto anche dalla combustione di combustibili fossili come carbone e gas naturale.

La CO2 è il gas serra più abbondante nell’atmosfera terrestre dopo il vapore acqueo. La sua capacità di intrappolare il calore aiuta a regolare le temperature e a rendere il pianeta abitabile. Tuttavia, le attività umane come la combustione di combustibili fossili hanno rilasciato una quantità eccessiva di gas serra. Livelli eccessivi di CO2 sono il principale motore del riscaldamento globale.

L’Agenzia internazionale per l’energia, che raccoglie dati energetici da tutto il mondo, stima che la capacità di cattura della CO2 abbia il potenziale per raggiungere 130 milioni di tonnellate di CO2 all’anno se i piani per la nuova tecnologia CCS andranno avanti. A partire dal 2021, sono previste più di 30 nuove strutture CCS negli Stati Uniti, Europa, Australia, Cina, Corea, Medio Oriente e Nuova Zelanda.

Esistono tre percorsi per ottenere la cattura del carbonio da fonti puntuali come le centrali elettriche. Poiché circa un terzo di tutte le emissioni di CO2 prodotte dall’uomo provengono da questi impianti, vi è una grande quantità di ricerca e sviluppo impegnata a rendere questi processi più efficienti.

Ogni tipo di sistema CCS utilizza tecniche diverse per raggiungere l’obiettivo di ridurre la CO2 atmosferica, ma tutti devono seguire tre passaggi fondamentali: cattura, trasporto e stoccaggio del carbonio.

Il primo e più diffuso tipo di cattura del carbonio è la post-combustione. In questo processo, combustibile e aria si combinano in una centrale elettrica per riscaldare l’acqua in una caldaia. Il vapore prodotto fa girare le turbine che creano energia. Man mano che i fumi escono dalla caldaia, la CO2 viene separata dagli altri componenti del gas. Alcuni di questi componenti facevano già parte dell'aria utilizzata per la combustione, altri sono prodotti della combustione stessa.

Attualmente esistono tre modi principali per separare la CO2 dai gas di combustione nella cattura post-combustione. Nella cattura a base solvente, la CO2 viene assorbita in un veicolo liquido come una soluzione amminica. Il liquido di assorbimento viene quindi riscaldato o depressurizzato per rilasciare la CO2 dal liquido. Il liquido viene poi riutilizzato, mentre la CO2 viene compressa e raffreddata in forma liquida in modo da poter essere trasportata e immagazzinata.

L'utilizzo di un assorbente solido per catturare la CO2 comporta l'adsorbimento fisico o chimico del gas. L'assorbente solido viene quindi separato dalla CO2 diminuendo la pressione o aumentando la temperatura. Come nella cattura a base di solvente, nella cattura a base di adsorbente la CO2 isolata viene compressa.

Nella cattura della CO2 tramite membrana, il gas di combustione viene raffreddato e compresso e quindi alimentato attraverso membrane realizzate con materiali permeabili o semipermeabili. Tirati dalle pompe a vuoto, i fumi fluiscono attraverso le membrane che separano fisicamente la CO2 dagli altri componenti dei fumi.

La cattura pre-combustione della CO2 prende un combustibile a base di carbonio e lo fa reagire con vapore e ossigeno (O2) per creare un combustibile gassoso noto come gas di sintesi (syngas). La CO2 viene quindi rimossa dal gas di sintesi utilizzando gli stessi metodi della cattura post-combustione.

La rimozione dell'azoto dall'aria che alimenta la combustione dei combustibili fossili è il primo passo nel processo di combustione dell'ossitaglio. Ciò che rimane è O2 quasi puro, che viene utilizzato per bruciare il carburante. La CO2 viene quindi rimossa dai gas di combustione utilizzando gli stessi metodi della cattura post-combustione.