“Cercare di estrarre anidride carbonica dal mare è meglio che dall’aria”

Ora che siamo sempre più preoccupati per l’elevata concentrazione di gas serra nell’aria, sorge spontanea la domanda: come rimuoviamo l’anidride carbonica dall’ambiente? Gli scienziati pensano che l’oceano possa fornire la soluzione.

“C’è 150 volte la quantità di anidride carbonica in un litro d’acqua che in un litro d’aria”, afferma David Vermaas, professore associato di sistemi elettrochimici alla TU Delft. Ecco perché è meglio cercare di estrarre l’anidride carbonica dal mare piuttosto che dall’aria.

dice Gert Jan Richart, professore di geologia marina. “Il mare può assorbire molta anidride carbonica e dobbiamo fare qualcosa al riguardo”.

“Dobbiamo proteggere meglio le mangrovie e le paludi salmastre”, afferma Karen Dedren, ecologista del Bureau Waardenburg. “Catturano almeno la stessa quantità di CO2 delle foreste e per periodi di tempo molto più lunghi”.

Sempre più paesi intendono diventare climaticamente neutri entro pochi decenni. L’Unione Europea e gli Stati Uniti vogliono emissioni di CO2 “nette zero” entro il 2050 e la Cina entro il 2060.

Devono farlo, se vogliono limitare il riscaldamento globale a 1,5-2 gradi, come concordato nell’accordo di Parigi. Vedi l’ultimo rapporto del Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici. Se un aumento di 1,5 gradi della temperatura nel 2100 è il massimo, le emissioni di anidride carbonica dovrebbero diventare negative dalla metà di questo secolo. Ciò significa: rimuovere più anidride carbonica dall’aria che soffiarla nell’aria.

La grande domanda è: come? Innanzitutto riducendo le emissioni. Piantando alberi. Sono stati fatti anche tentativi per costruire una sorta di aspirapolvere gigante che assorbe l’anidride carbonica dall’aria.

E così sempre più scienziati ripongono le loro speranze nell’oceano. Forse pensano che la soluzione al problema globale dell’anidride carbonica stia nel mare.

diritti di emissione

Per Paul Stratman, ingegnere di sviluppo presso il produttore di materie plastiche Indorama, l’alto costo dei pistoni ad anidride carbonica è stato il motivo principale per cercare un altro modo per rimuovere la molecola maledetta dall’ambiente.

“Alla società svizzera Climeworks, ci costa circa 500 euro rimuovere una tonnellata di anidride carbonica dall’aria”, dice. Anche se quei prezzi iniziano a scendere, come previsto, non scenderanno al di sotto dei 100 euro a tonnellata in tempi brevi. Stratmann: “I diritti di emissione di CO2 hanno attualmente un prezzo di circa 60 € per tonnellata. Quindi questa stima dei costi non è corretta.”

Quindi Stratman ha preso una strada diversa. E se usassimo il principio che l’anidride carbonica si dissolve nell’acqua di mare e che la concentrazione in essa è molto più alta che nell’aria? “Puoi assorbire l’acqua di mare e ridurre drasticamente la pressione, rilasciando anidride carbonica in forma gassosa”, spiega. E poi diventa più facile sfogare questo gas. Ora sta lavorando a questa idea come studente di dottorato in Scienze della Terra presso l’Università di Utrecht.

Per coincidenza, ci sono centrali elettriche intorno all’equatore che in realtà svolgono gran parte del processo di cui Stratman è stato il pioniere: le centrali OTEC, abbreviazione di Ocean Thermic Energy Conversion. L’acqua di mare calda viene pompata e posta nel vuoto ed evaporata, il che fa girare le turbine. “Non dovrebbe essere così complicato, aggiungere un ulteriore passaggio di purificazione dopo la generazione di energia, in modo che la CO2 venga rimossa”, afferma Stratman. La potenza necessaria per questo può provenire dalla centrale elettrica. Stratmann stima il prezzo tra i 15 ei 35 euro per tonnellata di CO2.

E cosa ci fai con quell’anidride carbonica? Straatman ha anche molti pensieri su questo argomento. Pensa che l’anidride carbonica che guadagni in questo modo possa essere utilizzata in tutti i modi. Puoi, ad esempio, ricavarne metanolo, che è un’importante materia prima in chimica. È un materiale che può essere utilizzato come combustibile, ma anche nella produzione di materie plastiche, ad esempio. ”

L’acqua di mare priva di anidride carbonica ritorna in mare. Questo assorbirà quindi più anidride carbonica dall’aria, ed eccolo qui: l’effetto serra sta diminuendo.

Anche David Vermaas, professore associato di sistemi elettrochimici alla TU Delft, sta lavorando a un metodo per estrarre l’anidride carbonica dall’acqua di mare. Ha inventato due metodi: uno in cui rende l’acqua acida (molti ioni H+) e uno in cui rende l’acqua basica (molti ioni OH). Puoi farlo attivando l’acqua: la molecola d’acqua (H2O) si decompone quindi in H+ e OH-. Vermaas mise una membrana tra la parte acida e la parte basica e quindi iniziò due reazioni contemporaneamente.

L’anidride carbonica si forma nella parte acida: la puntura del sanatorio è di colore rosso. Queste bolle escono dall’acqua da sole dopo un po’ e possono essere catturate in questo modo. Nel nucleo si formano sostanze come carbonato di calcio e magnesio. In altre parole: calcare. “C’è una grande resistenza allo stoccaggio di anidride carbonica nel suolo”, afferma Vermas. Ma questo non è il caso di questo tipo di calcare. Inoltre, possiamo usarlo in edilizia, ad esempio per fare cemento. Sapevi che l’industria del cemento è responsabile dell’emissione del 9% dell’anidride carbonica totale? Una volta abbiamo scavato a Sint Pietersberg vicino a Maastricht per il cemento. Sarebbe fantastico se potessimo produrre da soli questo tipo di calcare”.

Secondo Vermas, sarebbe meglio combinare la cattura dell’anidride carbonica con altri processi, come la desalinizzazione (per l’acqua potabile) e il raffreddamento (nell’industria). In questo modo puoi neutralizzare il 10 percento delle tue attuali emissioni di CO2. L’energia necessaria per questo deve ovviamente provenire da fonti rinnovabili. E il prezzo? Si tratterà di circa 50 euro per tonnellata di CO2, stimata dall’ingegnere di Delft. È ancora molto più economico dei depuratori d’aria.

mangrofipusina

L’oceano offre anche altre soluzioni. Karin Dedren e Helga van der Jagt del Bureau Waardenburg lavorano su quello che chiamano “carbonio blu”: stoccaggio del carbonio negli ecosistemi lungo la costa. Pensiamo, ad esempio, alle foreste di mangrovie, ma anche alle saline nella regione di Wadden o in Zelanda. I suoli di tali ecosistemi umidi contengono molto più carbonio di quelli che si trovano nelle foreste della Terra.

“Lo strato di rifiuti nella foresta non è così spesso, ma varia a seconda delle paludi salmastre e delle mangrovie”, afferma Diedrin. “Se scavi il terreno lì, vedrai uno strato di materia organica spesso un metro. Questo è tutto il carbonio che viene immagazzinato. Abbiamo calcolato che il suolo delle paludi salmastre contiene dieci volte più carbonio di una foresta tropicale”.

La ragione di ciò è che le piante che muoiono nel mare affondano sul fondo e non si disintegrano immediatamente lì. La foresta è diversa: non appena l’albero cade, il processo di decomposizione inizia immediatamente. Tuttavia, in mare, la materia vegetale è ricoperta da uno strato di sabbia o limo, il che significa che arriva poco ossigeno e rimane intatta per molto tempo.

Secondo Van der Jagt e Didderen, questo è un ulteriore argomento a favore della protezione degli ecosistemi umidi. “Siamo convinti da un po’ che ne valga la pena”, afferma Van der Jagt. “Sono aree selvagge e vuote, che ospitano molti uccelli e pesci. Ma si rivelano anche ottimi isolanti climatici. Forse gli sviluppatori di progetti che vogliono costruire appartamenti di lusso finalmente capiscono che dobbiamo preservare questa natura”.

Gert Jan Reichart, geologo marino presso l’Istituto olandese per la ricerca marina e professore all’Università di Utrecht, inizia a sospirare quando sente parlare dei progetti “carbonio blu”. “Tutti vogliono fare qualcosa, ma cose del genere non aiutano”, dice. “Abbiamo davvero bisogno di soluzioni su una scala molto più ampia”.

Richart crede che ci sia un solo modo per ridurre la concentrazione di anidride carbonica nell’atmosfera. “Dobbiamo cambiare l’equilibrio chimico nel mare”, dice. Secondo Richart, è importante aggiungere roccia frantumata, come olivina e basalto, all’acqua di mare. Ciò consente al mare di assorbire più anidride carbonica, senza diventare sempre più acido, cosa che è successa negli ultimi decenni e ha avuto conseguenze devastanti per crostacei e coralli.

Oliviano

L’idea di Reichart è già stata attuata in un lontano passato, in modo naturale. Durante il periodo Cretaceo (145-66 milioni di anni fa) era molto caldo sulla Terra. Ma poi si sono formate montagne come l’Himalaya, le Ande e le Montagne Rocciose. Il processo di invecchiamento è andato più veloce che mai e i minerali sono finiti nel mare, a seguito del quale è stata assorbita più anidride carbonica, che è stata estratta dall’atmosfera, con il risultato che la terra è diventata molto più fresca. “Ecco perché viviamo ancora in un clima relativamente freddo ora, e si vede su una scala temporale geologica”, dice Richart.

Pensa che l’uomo dovrà ora organizzare di nuovo qualcosa del genere. “Puoi macinare l’Islanda”, suggerisce Richart, per dare un’idea di quanta roccia ti servirà. “Ha molta olivina, una delle sostanze che puoi usare per questo.”

Ha davvero senso questo – un altro processo del genere in cui l’uomo può piegare la natura alla sua volontà? “Non credo che ci sia un altro modo”, dice Richart. “Negli scenari climatici in cui cerchiamo di rimanere al di sotto di 1,5 gradi di riscaldamento, le emissioni di CO2 dovrebbero alla fine essere inferiori allo zero. Nessuno sa ancora come lo faremo. Penso che questo sia l’unico modo: schiacciare le rocce e scaricarle nel mare, anche se ha lasciato dietro di sé un paesaggio arido e brutto”.

Secondo una recente pubblicazione sulla rivista, Limiti climatici Tuttavia, la fattibilità del metodo proposto da Reichart è attualmente “molto bassa”. Sia Straatman che Vermaas sono più fiduciosi nelle loro soluzioni tecnologiche. Ma gli scienziati sono d’accordo su una cosa: se il mondo vuole davvero diventare climaticamente neutrale, abbiamo bisogno degli oceani per farlo.

Inoltre, dobbiamo agire ora. “Forse diamo un’impressione sbagliata raccontando sempre buone storie ai politici e ai media”, afferma David Vermas, un ingegnere elettrochimico di Delft. “Ma c’è ancora molto da fare”.