I materiali sono un’enorme fonte di emissioni. Ecco come ripulirli.
Il mondo sta costruendo e fabbricando cose come mai prima d’ora, da strade e ospedali a veicoli e mobili. Questa è una buona notizia per le persone che beneficiano di nuovi beni e infrastrutture, ma ha anche reso industrie, come quella manifatturiera e quella edile, assolutamente fameliche di materie prime.
Dal 1971 la domanda di acciaio è triplicata, quella di alluminio è aumentata di sei volte e quella di cemento di quasi sette volte.
Tutto ciò rappresenta una crescente preoccupazione per il clima, perché la produzione, l’uso e lo smaltimento di alcuni materiali possono generare enormi quantità di emissioni. Sommando il tutto, la produzione globale di materiali è oggi responsabile di circa un quarto delle emissioni globali di gas serra.
Ho sempre trovato questo concetto affascinante. Dopo tutto, i marciapiedi in cemento non se ne stanno seduti a sputare anidride carbonica nell’aria come una centrale elettrica. Ciononostante, queste lastre grigie rappresentano forse una sfida per l’azione in favore del clima ancor più della centrale elettrica a gas locale. Cerchiamo quindi di capire perché i materiali sono il problema climatico di cui non si parla abbastanza.
A cominciare dall’acciaio, probabilmente il più grande e cattivo responsabile del cambiamento climatico nel mondo dei materiali. Secondo l’Agenzia Internazionale dell’Energia, la produzione di acciaio e ferro genera ogni anno circa 2,6 miliardi di tonnellate di anidride carbonica, pari a circa il 7% di tutte le emissioni legate all’energia.
Osservando il processo di produzione dell’acciaio, non è difficile capire perché questa operazione sia un incubo per il clima. La maggior parte delle acciaierie tradizionali si affida a impianti chiamati altiforni, che possono raggiungere temperature superiori a 1.000 °C (1.800 °F). Con questo calore, si innescano reazioni chimiche tra il minerale di ferro e un materiale derivato dal carbone chiamato coke.
Per raggiungere queste temperature sono necessarie enormi quantità di energia e i combustibili fossili sono fondamentali per la produzione odierna di acciaio. L’acciaio contenuto in ogni cosa, dalle impalcature degli edifici più grandi ai telai dei veicoli, può essere collegato a questi gas serra.
Alcune aziende stanno cercando alternative per produrre acciaio più pulito. La startup H2 Green Steel vuole utilizzare l’idrogeno al posto dei combustibili fossili. L’azienda sta costruendo in Svezia quella che potrebbe essere la prima fabbrica di acciaio verde di dimensioni commerciali al mondo, che secondo l’azienda produrrà 2,5 milioni di tonnellate di acciaio entro il 2026. (Abbiamo inserito la startup nell’elenco delle startup tecnologiche per il clima da tenere d’occhio per il 2023 – guardate il profilo qui).
Altre aziende stanno lavorando per re-immaginare la produzione di acciaio utilizzando l’elettricità. Invece di un altoforno, l’approccio di Boston Metal utilizzerebbe un reattore elettrochimico. L’azienda prevede di avere un’unità su scala industriale pronta per l’uso entro il 2025 o il 2026, anche se entrare in un’industria massiccia e conservatrice come quella dell’acciaio sarà una sfida, come ha spiegato il mio collega David Rotman in un recente approfondimento sul futuro della tecnologia climatica.
Le alte temperature e l’enorme fabbisogno energetico sono tra le principali fonti di emissioni associate ai materiali, ma non sono le sole. Basti pensare al cemento, l’ingrediente chiave del calcestruzzo, quella roba grigia che, scommetto, potete vedere da qualche parte nelle vostre vicinanze in questo momento.
La produzione di cemento è responsabile di oltre il 7% delle emissioni globali di anidride carbonica. Come l’acciaio, anche il cemento richiede molta energia per essere prodotto e i forni per il cemento sono in genere più caldi dell’interno di un vulcano in eruzione.
Ma l’uso dell’energia costituisce solo la metà del problema climatico del cemento. L’altra metà deriva dalle cosiddette emissioni dirette, che sono insite nel processo chimico necessario per la produzione del cemento. Trasformare le rocce frantumate in un materiale da costruzione utilizzabile comporta complesse reazioni chimiche, alcune delle quali rilasciano di solito anidride carbonica. La produzione di cemento è quindi un doppio problema per il cambiamento climatico.
La pulizia delle emissioni del cemento comporterà quindi due sfide correlate ma distinte: alimentare il processo senza bruciare combustibili fossili ed evitare le emissioni delle reazioni chimiche.
La startup Sublime Systems sta lavorando per affrontare entrambi i problemi. Fondata da due scienziati del MIT che si occupano di batterie, l’azienda sta sviluppando un processo che si basa sull’acqua e sull’elettricità per svolgere lo stesso lavoro di un forno per cemento.
Sebbene il team abbia iniziato in piccolo, producendo lotti di cemento che potevano stare nel palmo di una mano, l’azienda è cresciuta in scala. Attualmente Sublime gestisce una linea pilota, presso la sua sede centrale fuori Boston, in grado di produrre circa 100 tonnellate di cemento all’anno, e prevede di aprire un impianto dimostrativo più grande all’inizio del 2026. Successivamente, è prevista l’apertura di un impianto ancora più grande intorno al 2028.
Ripulire i materiali su cui facciamo affidamento non è un compito da poco, e il cemento e l’acciaio sono solo due pezzi del puzzle: per affrontare il cambiamento climatico sarà necessario reinventare anche il modo in cui produciamo e utilizziamo altri materiali, dall’alluminio alla plastica. Se siete interessati ad approfondire il mondo del cemento, date un’occhiata al mio ultimo articolo, appena pubblicato online e nel nuovo numero della nostra rivista cartacea.
