Cattura e Stoccaggio di Anidride Carbonica

Il crescente fabbisogno energetico del pianeta e l’attuale incapacità di soddisfarlo tramite il solo utilizzo di fonti rinnovabili, ha portato negli ultimi anni allo sviluppo di numerosi studi sui metodi CCS (Carbone Capture and Storage). Si stima infatti che si possa ridurre del 90% l’anidride carbonica emessa dai principali sistemi energetici che utilizzano combustibili fossili, intrappolandola e confinandola in maniera definitiva.

I processi che emettono maggiormente questo tipo di gas serra, oltre alla combustione, sono quelli presenti nell’industria del cemento e del petrolio, nelle acciaierie, durante la fermentazione delle biomasse e nella depurazione del gas naturale. Si è valutato inoltre che circa il 55% delle emissioni di CO₂ è prodotto da sorgenti mobili (autotrasporti) o da piccole sorgenti fisse, ma risulta praticamente impossibile l’eliminazione diretta da tali fonti in quanto la cattura necessita di un’impiantistica non trascurabile.

Gli attuali sistemi CCS dunque sono pensati per essere installati in grandi impianti stazionari che producono almeno un milione di tonnellate all’anno di CO₂. I sistemi dotati di cattura potrebbero così produrre vettori energetici a basso contenuto di carbonio utilizzabili nei trasporti, come idrogeno o elettricità, risolvendo così entrambe le problematiche.

L’eliminazione dell’anidride carbonica può avvenire in tre modalità differenti:

• Ossicombustione, cioè facendo in modo che il comburente sia soltanto ossigeno (e non aria) in modo che i prodotti della combustione siano soltanto H₂O e CO₂ che poi possono essere separati tramite distillazione.
• Pre-trattamento del combustibile, tramite un processo di gassificazione il combustibile fossile può essere convertito in una miscela di idrogeno e anidride carbonica (è il processo che permette di ottenere syngas dal carbonio).
• Post-trattamento dei fumi, è il metodo attualmente più diffuso e studiato, si tratta di dividere tramite membrane selettive, processi di assorbimento o distillazione, la frazione di anidride carbonica presente nei fumi di scarico degli impianti.

Alla fase di cattura della CO₂, segue quella di trasporto verso i sistemi di stoccaggio che può avvenire agevolmente sia in fase liquida, sia in fase solida che gassosa. Esistono già dei sistemi collaudati per il trasporto dell’anidride carbonica che viene impiegata nei giacimenti petroliferi per favorire il cosiddetto recupero migliorato (improved oil recovery IOR).

Ultima fase, quella di stoccaggio è attualmente molto problematica e ha determinato fin’ora uno sviluppo molto lento delle tecnologie CCS. Non si ha infatti la certezza che, una volta iniettata l’anidride carbonica all’interno di giacimenti esauriti, acquiferi salini o miniere abbandonate, non trovi vie di fuga per tornare in atmosfera. Lo stoccaggio geologico è tuttavia l’unico metodo sviluppato attualmente, mentre si hanno ancora forti dubbi sulle conseguenze che provocherebbe lo stoccaggio oceanico. Il metodo più interessante e apparentemente privo di rischi è quello di generare carbonati solidi insolubili a partire dalla CO₂ che potrebbero essere agevolmente immagazzinati, tuttavia questo processo ha dei costi ancora troppo alti per essere applicato.

Attualmente nel mondo esiste solo una decina di impianti CCS operativi, la maggior parte dei quali si trova tra Stati Uniti e Canada, ma molti altri sono in fase di costruzione anche in Europa, sembra ancora lontana tuttavia la loro fase di commercializzazione. Insomma, sebbene siano ancora molte le incognite per questo tipo di tecnologia, essa potrebbe rappresentare davvero la soluzione definitiva per eliminare il principale responsabile dell’effetto serra.

Scritto da Cinzia Alberti – Studente della Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica