Perché la nuova tecnologia CO₂ Capture non è il mirino magico contro i cambiamenti climatici

Perché la nuova tecnologia CO₂ Capture non è il mirino magico contro i cambiamenti climatici Se solo fosse così facile. Olivier Le Moal / Shutterstock

Secondo una recente grande ONU rapporto, se vogliamo limitare l'aumento di temperatura a 1.5 ° C e prevenire gli effetti più catastrofici del cambiamento climatico, dobbiamo ridurre le emissioni globali di CO₂ allo zero netto di 2050. Ciò significa eliminare rapidamente l'uso di combustibili fossili, ma per attenuare tale transizione e compensare le aree in cui attualmente non esiste alcuna sostituzione di combustibili, è necessario rimuovere attivamente CO₂ dall'atmosfera. Piantare alberi e ribellarsi sono a gran parte di questa soluzione, ma è molto probabile che avremo bisogno di ulteriore assistenza tecnologica se vogliamo prevenire la disgregazione climatica.

Quindi, quando sono emerse recenti notizie che la società canadese Carbon Engineering ha sfruttato alcune note sostanze chimiche per catturare CO₂ dall'atmosfera a un costo inferiore a $ 100 una tonnellata, molte fonti di informazione hanno salutato la pietra miliare come bacchetta magica. Sfortunatamente, il quadro generale non è così semplice. Sicuramente ribaltare l'equilibrio tra la fonte di carbonio e il dissipatore di carbonio è un affare delicato, e il nostro punto di vista è che i costi energetici implicati e gli usi a valle del CO cap catturato significano che il "proiettile" di Carbon Engineering è tutt'altro che magico.

Dato che il CO₂ conta solo per 0.04% delle molecole nella nostra aria, catturarlo potrebbe sembrare una meraviglia tecnologica. Ma i chimici lo hanno fatto su piccole scale dal 18esimo secolo, e può anche essere fatto - anche se in modo inefficiente - con i rifornimenti dal negozio di ferramenta locale.

Come gli studenti di chimica della scuola secondaria sapranno, CO₂ reagisce con acqua limewater (soluzione di idrossido di calcio) per dare carbonato di calcio insolubile bianco latte. Altri idrossidi catturano CO₂ nello stesso modo. L'idrossido di litio era la base del Assorbitori di CO₂ che teneva in vita gli astronauti su Apollo 13 e l'idrossido di potassio cattura CO₂ in modo così efficiente da poter essere utilizzato per misurare il contenuto di carbonio di una sostanza bruciata. L'apparato 19th-century utilizzato in quest'ultima procedura è ancora presente sul logo della American Chemical Society.

Sfortunatamente, questo non è più un problema su piccola scala: ora dobbiamo catturare miliardi di tonnellate di CO₂ e velocemente.

La tecnica di Carbon Engineering è la chimica dell'idrossido al suo meglio. Nel suo impianto pilota nella British Columbia, l'aria viene trascinata da grandi ventilatori ed esposta all'idrossido di potassio, con cui il CO₂ reagisce formando carbonato di potassio solubile. Questa soluzione viene quindi combinata con idrossido di calcio, producendo carbonato di calcio solido e facilmente separabile, insieme con la soluzione di idrossido di potassio, che può essere riutilizzata.

clima Il carbonato di calcio può essere utilizzato come fertilizzante per il terreno. Nordic Moonlight / Shutterstock

Questa parte del processo costa relativamente poca energia e il suo prodotto è essenzialmente calcareo, ma produrre montagne di carbonato di calcio non risolve il nostro problema. Sebbene il carbonato di calcio abbia usi nell'agricoltura e nella costruzione, questo processo sarebbe troppo costoso come fonte commerciale. Inoltre, non è un'opzione pratica per lo stoccaggio di carbonio finanziato dal governo a causa delle enormi quantità di idrossido di calcio che sarebbero necessarie. Per essere fattibile, la cattura diretta dell'aria deve produrre CO concentrated concentrato come prodotto, che può essere conservato o messo in sicurezza.

Pertanto, il solido carbonato di calcio viene riscaldato a 900 ° C per recuperare CO pure pura. Quest'ultimo passaggio richiede una grande quantità di energia. Nella centrale a gas naturale di Carbon Engineering, l'intero ciclo genera una tonnellata di CO₂ per ogni tonnellata catturata dall'aria. L'impianto cattura questo extra CO₂ e, naturalmente, potrebbe essere alimentato da energia rinnovabile per un bilancio del carbonio più sano, ma il problema di cosa fare con tutto il gas catturato rimane.

La società svizzera start-up Climeworks utilizza CO₂ in modo simile aiutare la fotosintesi e migliorare la resa delle colture nelle serre vicine, ma finora il prezzo non è affatto vicino alla concorrenza. Il CO₂ può essere acquistato altrove per un decimo della linea di fondo $ 100 di Carbon Engineering. Ci sono anche modi molto meno costosi per i governi di compensare le emissioni: è molto più facile catturare CO₂ alla fonte di emissione, dove la concentrazione è molto più alta. Pertanto, questa tecnologia interesserà principalmente le industrie ad alto potenziale che potrebbero trarre beneficio dal CO₂ con credenziali ecologiche.

Ad esempio, uno dei principali investitori nella tecnologia di acquisizione di Carbon Engineering è Occidental Petroleum, uno dei principali utenti di Enhanced Oil Recovery metodi. In uno di questi metodi, il CO₂ viene pompato nei pozzi di petrolio per aumentare la quantità di petrolio grezzo che può essere recuperato, grazie all'aumento della pressione del pozzo e / o al miglioramento delle caratteristiche di scorrimento dell'olio stesso. Tuttavia, incluso il costo energetico del trasporto e della raffinazione di questo olio extra, l'uso della tecnologia in questo modo aumenterà probabilmente le emissioni nette, non diminuendole.

Un altro punto chiave sulle operazioni di Carbon Engineering è il suo Air To Fuels tecnologia, in cui il CO₂ viene convertito in combustibile liquido combustibile, pronto per essere bruciato nuovamente. Teoricamente questo fornisce un ciclo del combustibile neutro rispetto al carbonio, a condizione che ogni fase del processo sia alimentata con energia rinnovabile. Tuttavia, anche questo uso è ancora ben lontano da una tecnologia a emissioni negative.

Le strutture metalliche-organiche sono solidi porosi in grado di catturare CO₂.

Ci sono alternative promettenti all'orizzonte. Strutture metalliche-organiche sono solidi simili a spugne che spremono l'equivalente superficie di CO₂ di un campo da calcio nel dimensione di una zolletta di zucchero. L'utilizzo di queste superfici per l'acquisizione di CO₂ richiede molta meno energia e le aziende hanno iniziato a esplorare il loro potenziale commerciale. Tuttavia, la produzione su larga scala non è stata perfezionata e le domande sulla loro stabilità a lungo termine per i progetti di acquisizione di CO sustain sostenuti significano che il loro alto costo non è ancora meritato.

Con poche probabilità che le tecnologie ancora in laboratorio saranno pronte per l'acquisizione in scala di gigatonne entro il prossimo decennio, i metodi impiegati da Carbon Engineering e Climeworks sono i migliori attualmente disponibili. Ma è importante ricordare che non sono neanche lontanamente perfetti. Avremo bisogno di passare a metodi più efficienti di acquisizione di CO as non appena possibile. Come fondatore di Carbon Engineering, David Keith stesso sottolineale tecnologie di rimozione del carbonio sono state sovrasfruttate dai responsabili delle politiche e finora hanno ricevuto finanziamenti "straordinariamente limitati".

Più in generale, dobbiamo resistere alla tentazione di vedere la cattura aerea diretta come una bacchetta magica che ci evita di dover affrontare la nostra dipendenza dal carbonio. Ridurre o neutralizzare il carico di carbonio nel ciclo di vita dei combustibili idrocarburici potrebbe essere un passo avanti verso tecnologie a emissioni negative. Ma è solo questo: un passo. Dopo essere stato dalla parte sbagliata del libro mastro del carbonio per così tanto tempo, è il tempo passato a guardare oltre il solo pareggio.

Circa l'autore

Chris Hawes, docente di chimica inorganica, Università Keele

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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