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A caccia di anidride carbonica

Sergio Persoglia, Segretario Generale della CO2GeoNet, illustra la tecnica del confinamento geologico della CO2, una delle più innovative strategie per combattere l’inquinamento atmosferico

Ogni giorno rimbalzano dichiarazioni, sia in Italia che all’estero, sulla necessità di ridurre le emissioni di anidride carbonica che contribuiscono, a detta di molti, al riscaldamento globale.

Ricercatori di tutto il mondo, utilizzando notevoli contributi pubblici e privati, hanno condotto studi e raccolto dati per rilevare lo stato di malattia del nostro pianeta, prefigurandoci scenari apocalittici nel giro di pochi decenni.

Ora siamo nel 2018 e, ad onor del vero, già trent’anni fa si discuteva sull’argomento, tra «scettici» e «catastrofisti». Nel 1992, in Brasile, intervenne l’ONU con la creazione di un meeting mondiale (Conference Of the Parties, COP – nel 2017 la 23° edizione), una conferenza sul clima dei paesi che hanno aderito alla Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (United Nations framework convention on climate change o Unfccc) che si riunisce da allora con cadenza annuale e affronta queste tematiche dando sempre maggiore enfasi alle terribili conseguenze che attendono il futuro dei nostri figli.

Hontomin, sito di sviluppo sperimentale in Spagna, nei pressi di Burgos

Ma spesso il dialogo si ferma all’aspetto politico, con veti e controveti di nazioni che, da un lato, sono più progredite e sensibili alla qualità della vita e investono su fonti alternative al carbone e al petrolio, dall’altro, sono in fase di espansione e non guardano tanto per il sottile, ma pensano al proprio sviluppo con ogni mezzo e nei tempi più brevi possibili.

Il risultato è che tanto si parla, tanto si progetta, tantissimo si spende, ma ancora poco si fa.

Tra le cose che si fanno spicca un progetto che pochi conoscono, perché affronta il problema della riduzione del riscaldamento globale, proponendo una soluzione operativa ancora nota a pochi.

Stiamo parlando del «confinamento geologico della CO2», uno tra i progetti più interessanti e avveniristici nell’ambito della lotta all’inquinamento atmosferico, un’intuizione che ci fa capire come l’uomo, quando viene messo alle strette, è capace di inventare procedimenti che hanno del fantascientifico.

Sergio Persoglia, lei è Segretario Generale della CO2GeoNet, un network internazionale che affronta il problema di come neutralizzare l’anidride carbonica che viene emessa in quantità troppo elevate. Ci parli dell’organizzazione.

CO2GeoNet è il nome di un progetto europeo iniziato nel 2004 che aveva l’obiettivo di «mettere in rete» i migliori Centri di ricerca in Europa che già allora studiavano come poter evitare di rilasciare in atmosfera le enormi quantità di anidride carbonica, la CO2, che si sviluppa quando si bruciano i combustibili fossili, cioè carbone, petrolio e gas naturale, ad esempio per produrre energia elettrica. L’idea era che, per affrontare tale problema di enorme dimensione, occorresse mettere in campo competenze molto ampie e diversificate, che in genere non si trovano tutte in uno stesso ente di ricerca. I ricercatori degli enti del network, che allora erano 13 da 7 nazioni europee, hanno iniziato ad interagire e lavorare assieme, tanto che alla fine del progetto, nel 2008, si è deciso di proseguire dando vita ad una associazione, che ancora si chiama CO2GeoNet e che, nel frattempo, ha aggregato nuovi centri. Ora questo nuovo network di ricerca è cresciuto, e riunisce 28 Centri di ricerca da 21 paesi europei. Con circa 350 laureati attivi negli studi sul confinamento geologico dell’anidride carbonica, è senz’altro su tale argomento l’«istituto multicentrico» più grande in Europa e forse nel mondo.

Lei parla di confinamento, ma la CO2 è libera nell’aria. Come pensate di catturarla?

Noi non ci occupiamo di «catturare» la CO2 nell’aria, ma di cercare come non rilasciare nell’aria l’enorme quantità di quella «antropica», cioè quella prodotta dalle attività umane.

Mi lasci ricordare che la CO2 è un gas che anche noi produciamo con la respirazione. Non solo non è velenoso, ma è anche indispensabile alla vita perché cattura la radiazione solare e «riscalda» l’atmosfera. Se non fosse presente, la temperatura media globale sarebbe sotto lo zero e non ci sarebbero molte forme di vita, tra cui l’«homo sapiens». Inoltre occorre ricordare che quantità molto grandi di CO2, ben maggiori di quella prodotta dalle attività umane, entrano negli scambi naturali tra i suoli, la vegetazione, l’atmosfera e gli oceani. Il grande, anzi ormai grandissimo problema, sta nel fatto che la CO2 «antropica» è cresciuta dall’avvento dell’era industriale e continua a crescere troppo rapidamente, tanto che i cicli naturali non riescono a riequilibrarla. Così una parte di questa rimane nell’atmosfera e ne alza la temperatura, ed una parte viene assorbita dagli oceani, che diventano più acidi.

Per fortuna esistono modi ben noti per «intercettare» la CO2, quando questa viene prodotta in grandi quantità, principalmente nelle centrali elettriche alimentate da idrocarburi, nei cementifici e nelle acciaierie. Una volta «catturata» in forma gassosa, la compressione la trasforma in liquido e questo può essere trasportato.

Sito di Weiburn in Canada

Quindi ora che l’avete fatta prigioniera bisogna trovare un carcere dove rinchiuderla…

È importante sottolineare che occorrerebbe innanzitutto produrre nel mondo molta meno CO2, cioè usare meno energia e ricavarla non utilizzando idrocarburi ma fonti rinnovabili, quali il sole, il vento, le acque calde sotterranee e gli invasi chiusi da dighe. Ma anche per produrre pale eoliche e pannelli solari servono l’acciaio ed il cemento e, quindi, non si potrà mai ridurre a zero la produzione di CO2. Per quella residua non ci sono però molte alternative: dal momento che la Terra è fatta da rocce, oceani ed atmosfera e si vuole proprio evitare di coinvolgere questi due ultimi ambiti, non si può se non «rimettere» la CO2 da dove viene, e cioè «sotto terra».

Vorrei però spiegare meglio cosa questo significa. La CO2 si produce nella maggior parte quando si bruciano gli idrocarburi che sono costituiti da carbonio, che ha «C» come simbolo. Questo si combina con l’ossigeno «O» presente nell’aria, e senza ossigeno non c’è combustione, formando appunto CO2. Gli idrocarburi, quando vengono estratti dalle formazioni geologiche che li contengono, lasciano liberi gli spazi tra i granelli di roccia in cui erano intrappolati da milioni di anni. Tali spazi, una volta estratti gli idrocarburi, possono essere riempiti dalla CO2 catturata e trasportata nei siti in cui si trovavano i giacimenti. Il ciclo è dunque: trovare le formazioni geologiche che contengono idrocarburi, estrarli e creare dunque degli spazi (e questo viene già fatto quando si trova petrolio o gas) e poi usare gli stessi spazi per iniettarvi la CO2 compressa in forma liquida. Questa, che deriva dagli idrocarburi, viene rimessa dunque nelle formazioni geologiche che li contenevano.

Iniezione della CO2 a Weiburn in Canada

Va detto che occorre trovare e selezionare con molta cura dove rimettere la CO2 perché e necessario che le rocce siano appunto porose, ma anche sovrastate da altre rocce «impermeabili», che garantiscano che la CO2 confinata non ritorni in superficie. Di tali «coppie» di rocce, cioè di formazioni geologiche adatte, ne esistono molte in Europa e nel mondo a profondità di almeno 1.000 metri, sia in terra che in fondo al mare. Anzi, in Europa ad esempio, esistono anche giacimenti naturali di CO2, cioè accumuli in formazioni geologiche di CO2 praticamente pura, che viene estratta ed usata nell’industria delle bibite gassate. La natura ha dunque già realizzato ciò che si intende fare con il CCS, cioè catturare, trasportare e immagazzinare la CO2 (CCS = Carbon dioxide, Capture and Storage).

Questa è una possibilità solo teorica o ci sono delle esperienze pratiche? Cioè, è già stato fatto un centro di raccolta sotterraneo?

Non si tratta di creare un «Centro di raccolta» sotterraneo, come in altri paesi viene fatto per immagazzinare i residui delle centrali nucleari, ma di identificare i siti in cui sono presenti formazioni geologiche ad almeno 1.000 metri di profondità, porose, estese e «sigillate» da strati di roccia sovrastanti. Tali siti devono inoltre non essere troppo distanti dalle centrali ed industrie in cui la CO2 viene catturata, in modo da ridurre i costi del suo trasporto, che può essere fatto o con condotte o con navi, come avviene oggi per il gas.

Applicazioni di CCS avvengono da molti anni in varie parti del mondo. In America la CO2 viene confinata già dagli anni ‘50 dello scorso secolo in giacimenti di idrocarburi in fase di esaurimento. Questo perché la sua iniezione ristabilisce la pressione e «spinge» nei pozzi idrocarburi che altrimenti resterebbero nei giacimenti. La tecnica è così diffusa che esistono nel Nord America più di 6.500 km di condotte che portano la CO2 dai siti di cattura a quelli di confinamento.

Altri progetti di CCS sono attivi in Canada, Stati Uniti, Arabia Saudita, Cina, Giappone, Australia ed Europa ed altri sono in fase di avvio.

Escludendo i siti sperimentali di CCS in cui vengono iniettate quantità di CO2 dell’ordine di decine o centinaia di tonnellate di CO2 all’anno, saranno attivi al dicembre di quest’anno 17 impianti di grande taglia che confineranno complessivamente 30 Milioni di tonnellate di CO2 all’anno.

Per dare un ordine di grandezza, 1 milione di tonnellate di CO2 corrisponde all’emissione annua di 214.000 automobili, o a quella risparmiata utilizzando per un anno 250 impianti eolici.

Ma, sinceramente, quanto può contribuire questo progetto, indubbiamente coraggioso e geniale, al confinamento di tutta la CO2 che emettiamo? Non può rivelarsi una grande spesa per una goccia del mare?

Molte agenzie internazionali si sono cimentate nel calcolare quanta CO2 viene rilasciata oggi nel mondo, quanta si dovrebbe cercare di «risparmiare» cioè di non produrre o di non emettere in atmosfera, quali strumenti e tecniche possono essere impiegati a tale fine e quale può essere il contributo di ciascuno di essi.

I numeri sono veramente impressionanti: nel 2015 sono state emesse in atmosfera 36 Miliardi di tonnellate di CO2, e, se tutte le nazioni che hanno sottoscritto nel 2015 l’Accordo di Parigi mantenessero i loro attuali impegni a ridurre le emissioni, nel 2100 verrebbero ancora rilasciati in atmosfera 81 Miliardi di tonnellate di CO2, con un innalzamento della temperatura di 4 °C.

Per rimanere, come previsto a Parigi, entro un aumento di 1,5 °C, occorrerebbe emettere nel 2100 soltanto 0,92 Miliardi di tonnellate, cioè ridurre del 98% le attuali emissioni.

È chiarissimo a tutti che non esiste e non esisterà un unico metodo capace di produrre da solo tale riduzione.

Piattaforma nel mare del Nord, tra la Norvegia e la Scozia

I metodi che possono essere messi in campo andranno tutti usati e si stima che il loro contributo alla riduzione delle emissioni possa essere il seguente: efficienza e risparmio energetico (38%), uso di combustibili alternativi (10%), energie rinnovabili (32%), CCS (12%), energia nucleare (8%).

Il CCS in queste stime che si basano su «scenari probabili» può dunque dare un contributo significativo, anche se occorrerà entro il 2040 moltiplicare per 100 volte il numero attuale di progetti CCS di grande dimensione.

Non si tratta dunque di «una goccia», ma tutti devono rendersi conto che il «mare» in questione è veramente immenso: occorre agire subito e non sperare che il problema del riscaldamento globale non esista. Riguarda non solamente tutti noi ma anche tutte le generazioni future.

Esistono progetti italiani in merito?

Non ci sono progetti CCS di grandi dimensioni in Italia e proprio per questo sembra che anche i Ministeri non diano la giusta importanza alle prospettive del confinamento geologico della CO2.

Visita all’impianto di ricerca per la cattura della CO2 nel Sulcis in Sardegna

Per contro, come accade spesso anche in altri settori, i centri di ricerca italiani sono attivi e stanno collaborando ai progetti CCS in Europa. Basti ricordare che il Segretariato Generale del CO2GeoNet è in Italia presso l’Osservatorio Geofisico Sperimentale di Trieste e che il più importante progetto europeo di ricerca attualmente in corso sul CCS ha in Sardegna, nel Sulcis, uno dei siti di sperimentazione per mettere a punto tecniche innovative di monitoraggio dei siti di confinamento.

E i tempi?

Sardegna. Impianto di ricerca per la cattura dell’anidride carbonica nel Sulcis

Gli esperimenti nel Sulcis sono già stati programmati e si conta di svolgerli entro la fine del prossimo anno. In Norvegia, Olanda, Regno Unito il CCS sta incontrando un forte supporto e nelle altre parti del mondo è all’attenzione dei decisori politici.

Quindi qualcosa si muove, seppure non con l’intensità che sarebbe necessaria. Abbiamo passato troppo tempo a discutere, trattare, mediare producendo ancora troppo poco sul tema della qualità dell’aria che respiriamo. Questo è un esempio di capacità scientifiche e ingegneristiche, lungimiranza e perseveranza. Una ventata di ottimismo che speriamo spazzi via sempre più la cappa di «fumo» che, come un nemico invisibile, invade le nostre città.

[ Fulvio Belsasso ]

Responsabile Centro di divulgazione scientifica ERA (Esposizione di Ricerca Avanzata) di Trieste