Anidride carbonica da rifiuto a risorsa: con la tecnologia si può?

Per perseguire gli obiettivi fissati dall’Accordo di Parigi del 2015 di contenere l’innalzamento della temperatura al di sotto dei 2°C rispetto livelli preindustriali e di mettere in atto ulteriori sforzi per limitare tale aumento a 1.5°C, è necessario ridurre drasticamente le emissioni di gas climalteranti, in particolare di CO2. Sono obiettivi molto sfidanti, ma vanno assolutamente perseguiti se si vogliono limitare gli effetti dirompenti sul clima di cui già stiamo vedendo le avvisaglie. Siamo entrati in una nuova fase di transizione energetica che ci porterà da una economia basata sulle fonti fossili ad una in cui l’energia verrà principalmente da fonti rinnovabili. Nei prossimi decenni le fonti fossili, pur riducendo progressivamente la loro importanza, saranno ancora presenti nello scenario energetico globale. Quindi, occorre mettere in atto azioni di contenimento delle emissioni, ciascuna delle quali rappresenta una tessera di un puzzle che, una volta composto, darà le risposte attese”. Spiega così la complessità insita nel raggiungimento degli obiettivi fissati dall’Accordo di Parigi in tema di contenimento delle emissioni in un’ottica di sviluppo sostenibile fissato dall’Agenda 2030 Roberto Millini, Direzione Ricerca e Innovazione Tecnologica, Vice President Cattura e Utilizzo CO2 . La tecnologia in questo ha un ruolo fondamentale, tanto che una delle azioni che in Eni si stanno portando avanti in questo momento per accelerare è proprio intensificare le attività di ricerca e velocizzare la fase di deployment delle soluzioni tecnologiche individuate”.

Quali, in estrema sintesi, i tasselli del puzzle da mettere insieme per intervenire in modo incisivo sull’obiettivo 13 di riferito alla lotta al cambiamento climatico?

Eni ha sposato in modo sostanziale il tema della lotta al cambiamento climatico, inserendolo nella propria Mission, in linea con gli obiettivi fissati da Agenda 2030. Coerentemente a ciò, Eni ha integrato la decarbonizzazione nelle proprie strategie, fissando un percorso che prevede interventi su tutte le proprie aree di business come, giusto per riportare un esempio, l’upstream che raggiungerà la neutralità carbonica nel 2030. Sempre riferendoci al concetto di puzzle, i tasselli che lo compongono vanno dal miglioramento dell’efficienza energetica dei processi, alla crescita delle fonti low-carbon come gas naturale e nel portafoglio di idrocarburi, dalla produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili, all’implementazione di iniziative di , alcune peraltro già avviate nel settore downstream. Non mancano interventi compensativi di conservazione delle foreste e progetti di gestione della CO2, consistenti nella sua cattura e stoccaggio geologico (Carbon Capture and Sequestration, CCS) o utilizzo (carbon Capture and Utilization, CCU). Non voglio dilungarmi nella spiegazione di tutti questi tasselli, ma soffermarmi solo su alcuni. Il primo riguarda il gas naturale: tra le fonti fossili, è quella a minore contenuto carbonico cioè, a parità di energia prodotta comporta minori emissioni di CO2 associate ed ecco perché la si considera come fonte energetica privilegiata nella fase di transizione. Certo, dobbiamo fare attenzione a che un suo maggiore utilizzo non coincida con un aumento delle emissioni di metano durante le fasi di produzione e trasporto (le cosiddette emissioni fuggitive) perché questo gas ha un effetto climalterante molto elevato. Ma anche qui Eni sta operando efficacemente visto che ha ridotto di due terzi le emissioni fuggitive rispetto al 2014. Altro tassello del puzzle è sicuramente l’incentivazione dell’economia circolare che in Eni prende forma, per esempio, attraverso la trasformazione delle raffinerie in , ovvero impianti in cui gli oli esausti, come quello di scarto da cucina, vengono trasformati in , quindi in risorsa. Ne sono un esempio la prima al mondo nata a Venezia e, la seconda, inaugurata questo settembre a Gela. Sempre nell’ambito dell’economia circolare, perché non considerare la CO2 come risorsa, piuttosto che come rifiuto? A questo proposito si sta investendo nella ricerca e sviluppo di tecnologie in grado di ridare vita e, quindi, valore a questo gas, utilizzandolo per la produzione di carburanti e materiali di vasto consumo, limitando il consumo di fonti fossili e contribuendo alla limitazione delle emissioni. Tanti tasselli, quindi, per un obiettivo ambizioso. Una evoluzione piuttosto che una rivoluzione. Una evoluzione che fa parte della strategia Eni, che sta investendo risorse rilevanti per accelerare il più possibile un processo che richiederebbe, altrimenti, tempi medio lunghi per giungere alla sua realizzazione.

Come si gestiscono le emissioni di anidride carbonica? Quali sono le difficoltà e i limiti nel “” della CO2?

Nel 2018, la IEA riporta che la produzione di energia ha comportato l’emissione di circa 33 miliardi di tonnellate (Gt) di CO2 e il 30% (10 Gt) di questa è stata prodotta da centrali a carbone. Parlando di contenimento delle emissioni, possiamo dire che se si sostituisse oggi il carbone con il gas naturale, a parità di potenza erogata, si ridurrebbero le emissioni di CO2 di 4 o 5 Gt l’anno, a dimostrazione del perché il gas naturale è da preferirsi alle altre fonti fossili. Anche se ciò si realizzasse, però, non potremmo fermarci qui, ma dovremmo trovare il modo migliore per catturare la CO2 prodotta, separandola dagli altri gas presenti nei fumi di combustione (processo fattibile ma molto costoso) per poi stoccarla o riusarla, come succede già oggi in alcuni processi chimici (ad esempio, nella produzione di urea e di alcuni polimeri) e tecnologici (ad esempio, nell’industria alimentare). Ad oggi, la quantità di CO2 gestita con progetti CCS è pari a circa 35 milioni di tonnellate l’anno, e per lo più impiegata in processi di Enhanced Oil Recovey (EOR). Questo vuol dire che la CCS è ancora lontana dal dare il contributo richiesto: si consideri, ad esempio, che lo scenario 2DS dell’International Energy Agency (IEA) prevede uno stoccaggio annuale di 0,8 Gt nel 2030 e di 4,9 Gt nel 2060. Tuttavia, questa inerzia sta per essere vinta grazie alle azioni che le principali compagnie energetiche stanno ponendo in atto, pianificando importanti progetti di CCS che contribuiranno, nel giro di pochi anni, ad incrementare in modo significativo la quantità di CO2 gestita annualmente per questa via. Lo stesso discorso vale per il riutilizzo: oggi, la quantità di anidride carbonica riutilizzata è pari a circa 300 milioni di tonnellate l’anno, ovvero meno del 1% di quella emessa. Pochissima, certamente, e i motivi sono legati alla scarsa competitività dei prodotti ottenuti rispetto a quelli derivati dai processi tradizionali. Tecnicamente, siamo in grado di catturare la CO2 con processi già disponibili commercialmente. Ma sono processi abbastanza onerosi dal punto di vista energetico e questo si riflette sul costo finale di cattura che, a sua volta incide sul costo di stoccaggio (nel caso di processo CCS) o del prodotto (nel caso della CCU). Il riutilizzo della CO2, poi, può essere influenzato da un altro aspetto: trattandosi della forma, per così dire, spenta del carbonio (cioè il prodotto finale di un processo con cui abbiamo estratto tutta l’energia contenuto nella molecola da cui essa deriva, si pensi, ad esempio, alla combustione del metano), ne consegue che il voler ritornare al punto di partenza (cioè, ad esempio, ritrasformare al CO2 in metano) richiede una quantità di energia superiore a quella originariamente ottenuta. E questa energia non può derivare che da fonti rinnovabili, se si vuole avere un effettivo vantaggio sulla decarbonizzazione. Esistono però numerose altre reazioni che non richiedono elevate quantità di energia: mi riferisco, ad esempio, a quelle che prevedono l’utilizzo della CO2 come co-monomero per la sintesi di polimeri, come i policarbonati, o ai processi di mineralizzazione in cui la CO2, reagendo con fasi minerali naturali o con residui di processi industriali, viene fissata in modo permanente sotto forma di carbonato in fasi stabili, inerti e non pericolose. Parlavo dei costi di questi prodotti, non competitivi rispetto agli analoghi ottenuti per via convenzionale. Un modo per renderli più convenienti, al di là di eventuali strumenti normativi, sarebbe quello di introdurre agevolazioni di tipo fiscale e introdurre un carbon pricing sulle emissioni di CO2. Questo strumento, in realtà, esiste in alcuni Paesi, ma non è ancora diffuso. Nell’Unione Europea esiste un Sistema di Scambio di Quote di Emissione (EU ETS) in cui esiste la possibilità di acquistare o rivendere quote a copertura delle emissioni eccedenti un limite stabilito. Il valore dell’ETS, che pochi anni fa era di 4-5 €/t, oggi è salito a 25 €/t (valore medio del 2019), ma è ancora troppo basso per compensare i costi, soprattutto di cattura della CO2 che, a seconda della composizione della miscela in cui è contenuta, possono variare significativamente ma, comunque, in un intervallo ben superiore al valore della quota. Questo vuol dire che dobbiamo abbandonare le attività di R&D nel settore del riutilizzo della CO2? Certo che no: la sfida è ridare valore alla CO2 come succede con altri materiali come carta, plastica, vetro o alluminio e noi dobbiamo trovarci pronti ad applicare queste tecnologie quando le condizioni lo renderanno possibile.

Quale il ruolo della tecnologia?

La tecnologia ha un ruolo determinante e sempre più lo avrà. Adesso stiamo lavorando per rendere migliori e meno costose le tecnologie di cattura della CO2: ad esempio con la sperimentazione di un nuovo liquido assorbente che cattura selettivamente la CO2 a costi minori degli attuali. Sul fronte del riuso dell’anidride carbonica finalizzato a ridarle valore c’è sicuramente ancora molto da fare. Agendo chimicamente è possibile già oggi trasformare CO2 in metano, metanolo o altri gas da poter riutilizzare evitando di sfruttare quantità equivalenti di fonti fossili. Tuttavia, questi processi, che rispettano pienamente il concetto di economia circolare, richiedono elevate quantità di energia rinnovabile la cui disponibilità è ancora limitata. Inoltre, se consideriamo anche la cattura della CO2, i prodotti ottenuti hanno costi significativamente più elevati di quelli convenzionali. Questi processi, hanno però una valenza se li consideriamo in un’ottica di stoccaggio dell’energia, utilissimo anche per le rinnovabili che, come sappiamo, sono per loro natura intermittenti. È vero che si sta lavorando per rendere più efficienti le batterie ma viene sempre più considerata l’opzione che passa attraverso la riduzione della CO2 a metano o metanolo utilizzando idrogeno prodotto per elettrolisi dell’acqua utilizzando, appunto, energia elettrica rinnovabile. I prodotti possono quindi essere riutilizzati per produrre energia o usati direttamente come carburanti per autotrazione, con conseguente riduzione del dell’intero processo. Queste tecnologie, in particolare quella di produzione del metanolo, sono in fase di sviluppo presso i nostri laboratori assieme ad altre finalizzate alla produzione di nuovi polimeri e di materiali di potenziale interesse per l’industria delle costruzioni. L’importante è trovarsi pronti con soluzioni tecnologiche efficienti e competitive così da contribuire da un lato al raggiungimento degli obiettivi aziendali e dall’altro alla riduzione delle emissioni.

Quali le cose più urgenti da fare?

Sicuramente occorre accelerare il deployment delle tecnologie. C’è una forte pressione sulla ricerca e sviluppo tecnologico perché dia risposte in tempi rapidi, e porti a realizzazione i processi. Se, tipicamente, il time to market di una tecnologia dalla formulazione dell’idea alla sua industrializzazione è molto lungo, diciamo 10 -15 anni a seconda della complessità, oggi non possiamo più permetterci queste tempistiche se vogliamo contribuire efficacemente al raggiungimento dei target aziendali definiti nel percorso di decarbonizzazione. La tecnologia sviluppata deve essere messa subito a regime e per poterlo fare occorre mettere in parallelo alcune attività come quella di approfondimento della ricerca e di sviluppo. Sì potrà obiettare che questo comporta dei rischi. È vero, ma Eni può giovarsi di un patrimonio di conoscenze accumulate nel corso della sua ormai lunga storia e ha l’esperienza e le competenze necessarie per affrontare gli ostacoli che, necessariamente, ci troveremo di fronte nello sviluppo di una tecnologia. Inoltre, per favorire questo processo di accelerazione, Eni ha rafforzato le collaborazioni con il MIT, i principali Politecnici, Università ed Enti di Ricerca italiani, per sfruttare le sinergie e cogliere opportunità che rischierebbero altrimenti di cadere nell’oblio tecnologico (gli esperti la chiamano Valley of Death) se non vi fosse una stretta collaborazione tra mondo accademico e industria. L’opportunità è reciproca: Eni potrà accedere a nuove tecnologie verificate a livello di laboratorio e i partner avranno un interlocutore interessato e proattivo in grado compiere gli step successivi, fino alla realizzazione industriale del processo.

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