La continua riduzione dei ghiacci nel Mar Glaciale Artico quest’anno ha raggiunto un nuovo record, che ha scosso anche le previsioni più pessimistiche. Il livello minimo di ghiaccio ha toccato il 18 per cento meno rispetto al record precedente stabilito solo nel 2007, ed è più o meno solo la metà del livello registrato nel 1980. Nella foto, i satelliti della NASA scorgono di sfuggita il ghiacco che sta scomparendo, in data 13 settembre 2012. Immagine gentilmente concessa dalla NASA.
Quest’anno, i ghiacci del Mar Glaciale Artico hanno raggiunto un nuovo e preoccupante livello minimo, mentre gli Stati Uniti hanno vissuto il mese più caldo mai registrato (luglio), superando perfino le temperature del Dust Bowl. Nel frattempo, un’ondata di nuove ricerche ha collegato in modo convincente l’aumento di fenomeni atmosferici estremi – specialmente siccità e ondate di calore – al mutamento climatico globale, e un recente resoconto del DARA group e del Climate Vulnerability Forum dichiara che il riscaldamento globale contribuisce a circa 400.000 morti all’anno e costa al mondo circa 1.6 per cento del suo PIL, o $1.2 trilioni. Tutto ciò perché le temperature globali sono aumentate solo di circa 0,8 gradi Celsius (1,44 gradi Fahrenheit) dall’inizio del XX secolo. Gli scienziati prevedono che le temperature potrebbero aumentare da 1,1 gradi Celsius (2 gradi Fahrenheit) ad un preoccupante 6,4 gradi Celsius ( 11,5 gradi Fahrenheit) entro la fine del secolo.
Nonostante ciò, i governi del mondo sono stati lenti ad affrontare il cambiamento climatico: le emissioni globali di gas serra continuano ad aumentare anno dopo anno e, sotto molti aspetti, le linee politiche stanno andando nel verso opposto. La Germania, una delle economie mondiali più attente all’ambiente, sta pensando di incrementare l’uso del carbonio; il Canada ha abbandonato il Protocollo di Kyoto e il suo governo è totalmente impegnato a portare le sue sabbie bituminose sul mercato globale: grosse compagnie petrolifere stanno al momento trivellando l’Artico in scioglimento per avere più combustibile fossile; e durante la corsa per la presidenza degli Stati Uniti non si è neanche accennato al riscaldamento globale. La mancanza di movimento politico sull’argomento significa che gli scienziati si stanno muovendo verso altre soluzioni per combattere il cambiamento climatico appena sarà diventato incontrovertibile, attraverso idee di geo-ingegneria altamente discutibili. Ma un recente studio negli Atti della National Academy of Sciences (PNAS) sostiene un approccio audace e forse meno pericoloso rispetto alle idee di geo-ingeneria: estrarre fisicamente il carbonio dall’atmosfera.
“Se il cambiamento climatico sarà più veloce di quanto ci aspettiamo, allora il mondo avrà probabilmente oltrepassato il limite consentito di anidride carbonica nell’atmosfera o lo oltrepasserà prima che le emissioni potranno essere fermate”, ha detto a mongabay.com Klaus Lackner, autore principale del documento assieme all’ Earth Institute della Colombia University e membro della commissione di Kilimanjaro Energy, compagnia che si occupa della cattura del carbonio atmosferico. “Contrariamente alla desolforizzazione degli scarichi dannosi [che elimina le emissioni dalle centrali elettriche], la cattura dell’aria può eliminare più anidride carbonica di quella emessa. Quindi, può gradualmente ridurre I livelli di CO2 nell’atmosfera; non nel giro di una notte, ma molto più velocemente rispetto a quanto potrebbe fare la natura da sola”.
Il grande vantaggio del sequestro del carbonio dall’atmosfera è che su vasta scala potrebbe teoricamente capovolgere la situazione corrente. Al momento, la società globale immette ogni anno quantità extra di carbonio nell’atmosfera, qualcosa come circa 30 bilioni di tonnellate, ma la cattura del carbonio su larga scala potrebbe in realtà creare delle emissioni negative estraendo più carbonio di quanto ne viene emesso, e teoricamente ri-raffreddare il pianeta molto più velocemente che aspettare che le presenti emissioni di carbonio lascino l’atmosfera naturalmente. Il carbonio può vagare nell’atmosfera per secoli, prima che venga sequestrato dagli oceani o dalla vegetazione.
Una seconda argomentazione a favore: catturare carbonio dall’atmosfera potrebbe anche includere la cattura di emissioni più difficoltose provenienti dalle centrali, come ad esempio emissioni di trasporto provienienti da auto, aerei e navi.
“La cattura dell’aria può compensare qualunque emissione. Alcune emissioni possono essere ridotte tramite soluzioni migliori e più economiche (e anche con un rendimento migliore), ma alcune emissioni sono difficili da eliminare“, spiega Lackner. “La cattura dell’aria potrebbe solo essere utilizzata per risolvere il 10 per cento del problema, ma quel 10 per cento che rappresenta la parte più difficile.”
Anche se la tecnologia è stata bloccata da questioni riguardanti il processo di sviluppo e i costi previsti, Lackner è convinto che questi ostacoli possano essere superati.
Foreste artificiali
Un albero in Colombia. Foto di: Rhett A. Butler
Ma come funziona? Il processo di catturare carbonio dall’atmosfera è stato definito con il titolo “alberi artificiali”, dato che il procedimento dovrebbe probabilmente utilizzare delle torri che praticamente assorbono carbonio dall’atmosfera, un po’ come le foreste fanno in modo naturale. Il carbonio verrebbe risucchiato da un particolare materiale “assorbente”, che dovrebbe intrappolare il carbonio diffuso nell’atmosfera in grandi quantità. Sebbene la tecnologia dovrebbe utilizzare sia energia che acqua, le torri di carbonio catturerebbero molto più carbonio di quanto ne produrrebbero e, se alimentate da energie rinnovabili, dovrebbero emettere zero carbonio.
Gli esperti considerano da tempo la possibilità di foreste naturali erette per attenuare il cambiamento climatico, data la loro efficienza nell’immagazzinare carbonio. La consapevolezza che le foreste costituiscano un valido modo di mitigare il cambiamento climatico, tuttavia, non ne ha fermato la riduzione in tutto il mondo. Le torri di carbonio artificiali sarebbero teoricamente più potenti delle foreste nell’estrarre carbonio, dando al mondo un sistema più efficace e veloce per sequestrare carbonio. Questo non significa che gli sforzi fatti per proteggere le foreste nel mondo siano vani. Le foreste non sequestrano solo il carbonio, ma forniscono molti più servizi all’umanità, come la biodiversità, la purificazione dell’acqua, la salute del suolo, il controllo dell’erosione, ecc. Per concludere, una combinazione di politiche intelligenti per mantenere le foreste naturali e la tecnologia degli “alberi artificiali” possono essere combinati per attenuare il cambiamento climatico.
Gli scienziati hanno già previsto di produrre queste piccole torri su larga scala, scrivendo sul rapporto PNAS che “ per quanto riguarda peso e complessità, questa unità dovrebbe essere simile ad una macchina”. Al giorno d’oggi, ci sono circa un bilione di auto nel mondo. Di certo, anche il procedimento di costruire un esercito di torri avrà una propria impronta ambientale e, a seconda dell’energia usata per la costruzione, una possibile impronta climatica. Ma tali impatti non si possono sapere, finché le compagnie non inizieranno una produzione di massa di un determinato progetto.
Il testo sostiene ulteriormente che con la giusta urgenza e volontà politica, potrebbe volerci solo un decennio per queste tecnologie cattura-carbonio affinché riducano il “tasso di CO2 nell’aria equivalente al presente tasso di emissioni. Ma i ricercatori pensano che “ per far tornare il pianeta a 350 parti per milione di CO2 – una concentrazione che molti scienziati suggeriscono per far tornare l’atmosfera terrestre alla stabilità – siano necessari intorno ai 50 anni.
Dal carbonio atmosferico al combustibile liquido?
Una volta che il carbonio viene assorbito da queste torri, i ricercatori vedono due opzioni: una è immagazzinare CO2, mentre l’altra è riciclarla in un combustibile liquido che potrebbe essere usato come una nuova forma di energia.
“ L’anidride carbonica può essere immagazzinata in profondità in formazioni saline, o essere convertita con certi minerali in un carbonato solido che può essere conservato in sicurezza e in modo permanente,” spiega Lackner. “ Finché il mondo userà combustibili fossili, ci sarà bisogno di un deposito di carbonio. La cattura dell’aria può funzionare con qualsiasi metodo di immagazzinamento del carbonio, ma ha il vantaggio che può usare siti di deposito distanti.”
Ma c’è anche un’idea più radicale. E’ possibile riciclare la CO2 catturata in combustibili idrocarburi liquidi, ponendo del tutto fine alla necessità di combustibili fossili.
“Per ogni tonnellata di carbonio estratta dall’atmosfera, un’altra tonnellata può essere ri-energizzata in combustibile”, spiega. “Si potrebbero guidare auto e pilotare aerei senza trascinarci dietro batterie o estrarre petrolio dal terreno.”
Una volta che il carbonio viene catturato dal materiale assorbente, si potrebbe usare l’energia solare per legare la CO2 con l’idrogeno dell’acqua, creando combustibile liquido. Secondo Lackner, questo combustibile riciclato può essere usato quando l’energia solare non è accessibile, per esempio di notte, o per alimentare automobili, aerei e navi. Un tale sistema avrebbe numerosi vantaggi, tra cui nessuna perdita di petrolio, attività mineraria in vetta alle montagne, fratturazione idraulica, sabbie bituminose; niente più conflitti su aree super protette o terre indigene e sull’estrazione di combustibile fossile; e l’economia globale non dipenderebbe più dai limitati siti di combustibile fossile.
Inoltre, Lacker avverte che “affinché questo funzioni, l’energia rinnovabile, ancora di più che la cattura dell’aria, deve diventare più a buon mercato.” Questo perchè, per far sì che il sistema lavori in modo efficiente, dovrebbe dipendere da energie rinnovabili come quella solare, invece di usare combustibili fossili solo per creare altri combustibili fossili.
Problemi di costo
I livelli di anidride carbonica nell’atmosfera dal 1958 al 2008. Clicca sopra per ingrandire.
Al momento, il più grande ostacolo della cattura del carbonio atmosferico è il costo, con i prezzi previsti che ostacolano investimenti più solidi nella ricerca e sviluppo. Ma Lackner afferma che i costi stimati al momento sono assolutamente inaffidabili, dato che il prezzo della maggior parte delle tecnologie si abbassa notevolmente una volta che vengono superati gli ostacoli riguardanti il design e l’efficienza.
“ L’energia solare è diventata almeno cento volte più a buon mercato rispetto ai primi tempi. Anche l’energia eolica è diventata molto più economica. Se i costosi prezzi dei primi tempi avessero spaventato i ricercatori, queste opzioni non sarebbero mai state eleborate,” fa notare. “ Se il mondo avesse ascoltato tali previsioni, gli aerei jet non sarebbero mai stati costruiti.”
L’anno scorso un rapporto dell’American Physical Society (APS), ha spento le speranze per la cattura del carbonio atmosferico stimando i costi a 600$ per ogni tonnellata di CO2. Nel rapporto PNAS, tuttavia, Lackner e colleghi asseriscono che le stime riguardanti questa tecnologia sono enormemente instabili, e oscillano da un massimo di 1000$ a tonnellata di CO2 a solamente 30$.
“Oggigiorno una stima accurata dei costi futuri è semplicemente impossibile; un sistema che può essere realizzato ora dovrebbe essere visto come una costruzione fittizia, da essere sostituita con progetti migliorati,” scrivono i ricercatori, aggiungendo che, “come c’era da aspettarsi, le stime dei costi per nuove tecnologie sono state spesso sbagliate. I prezzi di nuove tecnologie possono diminuire a seconda dell’importanza che assumono mentre vengono elaborati e poi prodotti in massa.”
In altre parole, i ricercatori sostengono che i costi stimati al giorno d’oggi, alti o bassi che siano, non dovrebbero impedire la ricerca in corso e lo sviluppo di una nuova tecnologia che potrebbe giocare un ruolo fondamentale nella stabilizzazione del clima. Inoltre, se la storia insegna, una volta che i ricercatori hanno sviluppato un progetto realizzabile dal punto di vista commerciale, il costo potrebbe ben calare. In più, se riciclare il carbonio in combustibile diventerà possibile, ciò dovrebbe produrre un ulteriore incentivo economico. Ma, dato che il progetto è ancora agli inizi, per ora si può solo pensare in grande.
“Oggi, il gruppo di ricerca [sulla cattura e immagazzinamento del carbonio] sembra focalizzarsi di più su miglioramenti incrementali che permettano costi stimati approcciabili, piuttosto che su esperimenti su concetti più innovativi,” scrivono i ricercatori. Questa timidezza è stata resa ancora più rigida da un primo prezzo base di 3$ per tonnellata di CO2 da parte del U.S. Department of Energy per le tecnologie di cattura del carbonio, un prezzo che gli scienziati hanno definito “assurdo”.
In conclusione, i costi per la tecnologia potrebbero diventare rapidamente più ragionevoli una volta che il livello del riscaldamento globale, e il suo impatto sull’economia e il benessere globale, verrà compreso fino in fondo.
“Se il cambiamento globale fosse universalmente concepito come un serio pericolo, la cattura dell’aria come misura di emergenza potrebbe essere valutata a costi superiori a $100/t CO2”, scivono i ricercatori.
Non è una scusa
I potenziali benefici della cattura del carbonio atmosferico non dovrebbero cullare la società in una noncuranza del cambiamento climatico, aggiungono gli autori dello studio. In primo luogo, rimangono troppe incertezze sul sistema e i suoi eventuali costi; in secondo luogo, il tempo non è dalla nostra parte.
“Il tempo a disposizione [per evitare un catastrofico cambiamento climatico] è poco e un’azione è necessaria su tutti i fronti”, scrivono i ricercatori. “I costi della riduzione del carbonio non diminuiranno finchè non si prenderanno provvedimenti.”
Non solo la società deve iniziare a tagliare molto di più le emissioni di carbonio, ma dovrebbe iniziare a investire in tecniche di riduzione più promettenti che evitino un totale disastro climatico, secondo gli autori.
“Si impara dall’esperienza, ma non senza agire,” dice Lackner. “Quindi il prossimo passo sarà utilizzare la cattura dell’aria in applicazioni commerciali che richiedano CO2.”
CITATION: Klaus S. Lackner, Sarah Brennan, Jürg M. Matter, A.-H. Alissa Park, Allen Wright, and Bob van der Zwaan. The urgency of the development of CO2 capture from ambient air. PNAS. 2012. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1108765109.