La bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio può essere implementata più rapidamente rispetto ad altri approcci. Tuttavia, alcuni esperti nutrono dubbi sui benefici climatici.
Nel corso dell’ultimo secolo, gran parte dell’industria cartaria statunitense si è concentrata nell’angolo sud-orientale del Paese, costruendo stabilimenti in mezzo a vaste foreste di legname per estrarre le fibre da pini giovani, pini a foglia lunga e pini ellittici.
Oggi, dopo che le fabbriche hanno sminuzzato il legno tenero e lo hanno trasformato in pasta di cellulosa, la lignina residua, i prodotti chimici esauriti e la materia organica rimanente formano un sottoprodotto scuro e sciropposo noto come liquido nero. Questo viene poi concentrato in un biocarburante e bruciato, riscaldando le imponenti caldaie che alimentano l’impianto e rilasciando anidride carbonica nell’aria.
Microsoft, JP MorganChase e un consorzio di aziende tecnologiche che include Alphabet, Meta, Shopify e Stripe hanno recentemente concluso accordi multimilionari per pagare i proprietari delle cartiere affinché catturino almeno centinaia di migliaia di tonnellate di questo gas serra installando apparecchiature di depurazione del carbonio nei loro impianti.
L’anidride carbonica catturata verrà poi convogliata in falde acquifere saline a più di un miglio di profondità, dove dovrebbe essere sequestrata in modo permanente.
Le grandi aziende tecnologiche stanno improvvisamente scommettendo molto su questa forma di rimozione del carbonio, nota come bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio, o BECCS. Il settore comprende anche centrali elettriche alimentate a biomassa, inceneritori di rifiuti e raffinerie di biocarburanti che aggiungono apparecchiature per la cattura del carbonio ai loro impianti.
Poiché gli alberi e le altre piante assorbono l’anidride carbonica attraverso la fotosintesi e queste fabbriche intrappolano le emissioni che sarebbero finite nell’aria, insieme possono teoricamente rimuovere dall’atmosfera più gas serra di quelli rilasciati, ottenendo quelle che sono note come “emissioni negative”.
Le aziende che pagano per questa rimozione possono applicare tale riduzione di anidride carbonica per annullare una parte del proprio inquinamento aziendale. Il BECCS rappresenta ora quasi il 70% dei contratti annunciati nella rimozione del carbonio, una popolarità dovuta in gran parte al fatto che può essere aggiunto a impianti industriali già operativi su larga scala.
“Se mettiamo a confronto costi, tempi di commercializzazione e potenziale di espansione, il BECCS offre una proposta di valore davvero interessante sotto tutti e tre questi aspetti”, afferma Brian Marrs, direttore senior per l’energia e la rimozione del carbonio presso Microsoft, che è diventata di gran lunga il più grande acquirente di crediti di rimozione del carbonio nella sua corsa per bilanciare le emissioni in corso entro la fine del decennio.
Tuttavia, gli esperti hanno sollevato una serie di preoccupazioni sui vari approcci al BECCS, sottolineando che potrebbero gonfiare i benefici climatici dei progetti, confondere le emissioni evitate con la rimozione del carbonio e prolungare la vita degli impianti che inquinano in altri modi. Potrebbe anche creare maggiori incentivi finanziari per disboscare le foreste o convertirle in terreni agricoli.
Quando le fonti e i pozzi di gas serra vengono correttamente conteggiati in tutti i campi, le foreste e le fabbriche coinvolti, è molto difficile ottenere emissioni negative con molti approcci al BECCS, afferma Tim Searchinger, ricercatore senior presso l’Università di Princeton. Ciò mina la logica di dedicare una parte maggiore dei terreni, delle colture e dei boschi limitati del mondo a tali progetti, sostiene.
“Lo chiamo ‘BECCS and switch'”, afferma, aggiungendo poi: “È una follia, in un certo senso”.
La logica del BECCS
Per una centrale elettrica alimentata a biomassa, il BECCS funziona in questo modo:
Un albero cattura l’anidride carbonica dall’atmosfera mentre cresce, sequestrando il carbonio nella corteccia, nel tronco, nei rami e nelle radici e rilasciando ossigeno. Qualcuno lo taglia, lo converte in pellet di legno e lo consegna a una centrale elettrica che, a sua volta, brucia il legno per produrre calore o elettricità.
Di solito, tale impianto produce anidride carbonica durante la combustione del legno. Tuttavia, secondo le norme dell’Unione Europea e degli Stati Uniti, la combustione del legno è generalmente considerata carbon neutral, a condizione che le foreste siano gestite in modo sostenibile e che le varie operazioni rispettino altre normative. L’argomentazione è che l’albero haassorbito CO2 dall’aria e che la crescita di nuove piante ripristinerà nel tempo l’equilibrio delle emissioni.
Se la stessa centrale elettrica cattura ora una parte significativa dei gas serra prodotti nel processo e l’nel sottosuolo , il processo può potenzialmente passare da carbon neutral a carbon negative.
Ma l’ipotesi di partenza secondo cui la biomassa è carbon neutral è fondamentalmente errata, perché non tiene pienamente conto degli altri modi in cui le emissioni vengono rilasciate durante il processo, secondo Searchinger.
Tra le altre cose, un’analisi adeguata deve anche chiedersi: quanto carbonio rimane nelle radici o nei rami sul suolo della foresta che inizieranno a decomporsi e a rilasciare gas serra dopo la rimozione della pianta? Quanto combustibile fossile è stato bruciato nel processo di taglio, raccolta e distribuzione della biomassa? Quanto gas serra è stato prodotto durante la conversione del legname in pellet di legno e il loro trasporto altrove? E quanto tempo ci vorrà per far ricrescere gli alberi o le piante che altrimenti avrebbero continuato a catturare e immagazzinare carbonio?
“Se si raccoglie il legno, è praticamente impossibile ottenere emissioni negative”, afferma Searchinger.
La combustione della biomassa, o dei biocarburanti da essa ricavati, può anche produrre altre forme di inquinamento che possono nuocere alla salute umana, tra cui particolato, composti organici volatili, anidride solforosa e monossido di carbonio.
Prevenire le emissioni di anidride carbonica in una determinata fabbrica può richiedere anche la cattura di altri inquinanti, in particolare l’anidride solforosa. Ma ciò non significa necessariamente filtrare tutti gli altri inquinanti che fuoriescono dal camino, osserva Emily Grubert, professore associato di politica energetica sostenibile presso l’Università di Notre Dame, che si occupa di questioni relative alla gestione del carbonio e alla transizione dai combustibili fossili.
Stimolare la domanda
L’idea che potremmo essere in grado di utilizzare la biomassa per generare energia e assorbire il carbonio risale a decenni fa. Tuttavia, con il continuo aumento delle temperature globali e delle emissioni, i modellisti climatici hanno scoperto che sarebbero necessari sempre più BECCS o altri tipi di rimozione del carbonio per impedire al pianeta di superare soglie di riscaldamento sempre più pericolose.
Oltre a drastici tagli alle emissioni, secondo un rapporto del 2022 del panel delle Nazioni Unite sul clima, il mondo potrebbe dover assorbire 11 miliardi di tonnellate di anidride carbonica all’anno entro il 2050 e 20 miliardi entro il 2100 per limitare il riscaldamento a 2 °C rispetto ai livelli preindustriali. Si tratta di una soglia che rischiamo sempre più di superare.
Questi gravi allarmi climatici hanno suscitato un crescente interesse e investimenti in metodi per estrarre l’anidride carbonica dall’atmosfera. Sono nate aziende che offrono di affondare alghe, seppellire biomasse, sviluppare fabbriche per la cattura diretta dell’aria che assorbono il carbonio e aggiungere sostanze alcaline ai campi agricoli o agli oceani.
Ma gli acquisti di BECCS hanno eclissato tutti gli altri approcci.
Fonte: CDR.fyi
Per le aziende con scadenze climatiche che si avvicinano rapidamente, il BECCS è una delle poche opzioni per rimuovere centinaia di migliaia di tonnellate nei prossimi anni, afferma Robert Höglund, cofondatore di CDR.fyi, una società di pubblica utilità che analizza il settore della rimozione del carbonio.
“Se avete un obiettivo da raggiungere entro il 2030 e volete una rimozione del carbonio duratura, questa è la soluzione che fa per voi”, afferma.
Ciò è dovuto principalmente al fatto che questi progetti possono sfruttare le infrastrutture delle industrie esistenti. Almeno per ora, non è necessario finanziare, autorizzare e sviluppare nuovi impianti.
“Non sono così difficili da costruire, perché spesso si tratta di un adeguamento di un impianto esistente”, afferma Höglund.
Il BECCS è anche sostanzialmente meno costoso per gli acquirenti rispetto, ad esempio, alla cattura diretta dall’aria, con prezzi medi ponderati di 210 dollari a tonnellata rispetto ai 490 dollari delle transazioni effettuate fino ad oggi, secondo CDR.fyi. Ciò è in parte dovuto al fatto che catturare l’anidride carbonica, ad esempio, da una cartiera, dove costituisce circa il 15% dei gas di combustione, richiede molta meno energia rispetto all’estrazione delle molecole di CO(2)dall’aria aperta, dove rappresentano solo lo 0,04%.
La grande scommessa di Microsoft sul BECCS
Nel 2020, Microsoft ha annunciato l’intenzione di diventare carbon negative entro la fine di questo decennio e, entro la metà del secolo, di eliminare tutte le emissioni generate direttamente dall’azienda e dall’uso di elettricità nel corso della sua storia aziendale.
Per rispettare questi impegni climatici, l’azienda punta in modo particolare sul BECCS, che rappresenta il 76% dei suoi acquisti noti di rimozione del carbonio fino ad oggi.
Ad aprile, l’azienda ha annunciato che avrebbe acquistato 3,7 milioni di tonnellate di anidride carbonica che una cartiera, situata in un sito non specificato nel sud degli Stati Uniti, catturerà e immagazzinerà nell’arco di 12 anni. L’accordo è stato raggiunto tramite CO280, una startup con sede a Vancouver, nella Columbia Britannica, che sta costituendo joint venture con aziende cartiere negli Stati Uniti e in Canada per finanziare, sviluppare e gestire i progetti.
Si è trattato del più grande acquisto di rimozione di carbonio mai registrato, fino a quattro giorni dopo, quando Microsoft ha rivelato di aver accettato di acquistare 6,75 milioni di tonnellate di rimozione di carbonio da AtmosClear, come riportato da CDR.fyi. Tale azienda sta costruendo una centrale elettrica a biomasse nel porto di Greater Baton Rouge in Louisiana, che funzionerà principalmente con bagassa di canna da zucchero (un sottoprodotto della produzione di zucchero) e residui forestali. AtmosClear afferma che l’impianto sarà in grado di catturare 680.000 tonnellate di anidride carbonica all’anno.
“Abbiamo constatato che molti di questi progetti BECCS sono stati molto utili, se non addirittura rivoluzionari, per fornire investimenti alle economie rurali”, afferma Marrs. “Consideriamo i nostri accordi BECCS, in Louisiana con AtmosClear e alcuni altri fornitori degli Stati del Golfo, come CO280, un mezzo reale per aiutare a sostenere queste economie, promuovendo allo stesso tempo pratiche forestali sostenibili”.
Nei trimestri precedenti, Microsoft ha anche effettuato acquisti sostanziali da Orsted, che gestisce centrali elettriche che bruciano pellet di legno; Gaia, che gestisce impianti che convertono i rifiuti urbani in energia; e Arbor, i cui impianti sono alimentati da “cespugli incolti, residui colturali e rifiuti alimentari”.
Non lasciate che i rifiuti vadano sprecati
In particolare, almeno tre di questi progetti si basano su una qualche forma di rifiuti, una categoria distinta dal legname appena tagliato o dalle colture coltivate allo scopo di alimentare i progetti BECCS. I rifiuti solidi, i residui agricoli, gli scarti del disboscamento e il materiale vegetale rimosso dalle foreste per prevenire gli incendi rappresentano alcune delle opportunità più mature per il BECCS, ma anche alcune difficili questioni relative alla contabilizzazione del carbonio.
Un rapporto del 2019 della National Academy of Sciences ha stimato che gli Stati Uniti potrebbero raggiungere più di 500 milioni di tonnellate di rimozione di carbonio all’anno attraverso il BECCS entro il 2040, mentre il mondo potrebbe superare i 3,5 miliardi di tonnellate, affidandosi solo ai sottoprodotti agricoli, ai residui di disboscamento e ai rifiuti organici, senza bisogno di coltivare colture dedicate all’energia.
Roger Aines, capo scienziato del programma energetico del Lawrence Livermore National Laboratory, sostiene che dovremmo almeno utilizzare queste fonti piuttosto che bruciarle o lasciarle decomporre nei campi. (Aines è coautore di un’analisi simile incentrata sui rifiuti di biomassa della California e ha contribuito a un rapporto di laboratorio del 2022 preparato per Microsoft per valutare i costi e le opzioni per l’acquisto di rimozione del carbonio).
Egli sottolinea che il settore BECCS può imparare molto dall’utilizzo di tali materiali di scarto. Ad esempio, dovrebbe aiutare a fornire un’idea più chiara della fattibilità del calcolo del carbonio se più terreni, foreste e colture fossero dedicati a questo tipo di scopi.
“Il punto è che nella maggior parte dei casi non sarà necessario coltivare nuovo materiale per farlo, e non sarà necessario per molto tempo, perché ci sono così tanti rifiuti disponibili”, afferma Aines. “Se arriveremo a quel punto, in un futuro lontano, potremo affrontarlo allora”.
Contabilità instabile
Ma la domanda cruciale che emerge con i rifiuti è: sarebbero stati bruciati o lasciati decomporre, o alcuni di essi sarebbero stati utilizzati in altro modo per impedire al carbonio di entrare nell’atmosfera?
La bagassa di canna da zucchero, ad esempio, è o potrebbe essere utilizzata anche per produrre imballaggi e carta riciclabili, imballaggi e posate biodegradabili per alimenti, materiali da costruzione o ammendanti che restituiscono sostanze nutritive ai campi agricoli.
“Molto spesso questi materiali vengono già utilizzati per altri scopi, quindi la contabilità diventa rapidamente instabile”, afferma Grubert.
Alcuni temono che gli incentivi finanziari per perseguire il BECCS potrebbero anche costringere le aziende a tagliare più alberi e piante di quanto sia realmente necessario, ad esempio, per gestire le foreste o prevenire gli incendi, soprattutto perché un numero sempre maggiore di impianti BECCS crea una domanda sempre più grande per le scorte limitate di tali materiali.
“Una volta che si inizia a catturare i rifiuti, si crea un incentivo a produrne, quindi bisogna stare molto attenti agli incentivi perversi”, afferma Danny Cullenward, ricercatore e senior fellow presso il Kleinman Center for Energy Policy dell’Università della Pennsylvania, che studia i mercati del carbonio.
Due diligence
Come altre grandi aziende tecnologiche, Microsoft ha perso un po’ di slancio per quanto riguarda i suoi obiettivi climatici, in gran parte a causa del crescente fabbisogno energetico dei suoi data center di intelligenza artificiale.
Tuttavia, l’azienda si è guadagnata una reputazione per il suo impegno nel ridurre le emissioni dirette, ove possibile, e nella ricerca di approcci di alta qualità per la rimozione del carbonio. Ha consultato ampiamente ricercatori critici presso società di consulenza come Carbon Direct e ha dimostrato la volontà di pagare prezzi più elevati per sostenere progetti più credibili.
Marrs afferma che l’azienda ha esteso tale scrutinio ai suoi accordi BECCS.
“Vogliamo che ogni progetto abbia il maggior impatto positivo possibile sull’ambiente”, afferma.
“Stiamo conducendo mesi e mesi di due diligence tecnica con team che visitano il sito, intervistano le parti interessate e redigono un rapporto che esaminiamo in modo approfondito con un fornitore di servizi di ingegneria o un fornitore di consulenza tecnica di terze parti”, aggiunge.
In una dichiarazione successiva, Microsoft ha sottolineato che si impegna a verificare che ogni progetto BECCS che sostiene raggiunga emissioni negative, indipendentemente dalla fonte di combustibile.
“In tutti questi progetti, abbiamo condotto una due diligence approfondita per garantire che le materie prime BECCS non restituissero carbonio all’atmosfera nel giro di pochi anni”, ha affermato l’azienda.
Allo stesso modo, Jonathan Rhone, cofondatore e amministratore delegato di CO280, sottolinea che hanno collaborato con consulenti, registri del mercato del carbonio e cartiere “per assicurarsi di adottare gli standard migliori”. Egli afferma che si sforzano di valutare in modo conservativo il rilascio e l’assorbimento dei gas serra lungo tutta la catena di approvvigionamento delle cartiere con cui collaborano, tenendo conto del tipo di biomassa utilizzata da un determinato impianto, del tasso di crescita delle foreste da cui viene raccolta, della distanza percorsa dai camion per trasportare il legname o i residui della segheria, delle emissioni totali dell’impianto e altro ancora.
Rhone afferma che i suoi progetti tipici cattureranno e immagazzineranno circa 850.000-900.000 tonnellate di anidride carbonica all’anno. La percentuale delle emissioni totali dell’impianto sarebbe variabile, in parte in base alla quantità di energia dell’impianto proveniente da biomassa derivata da sottoprodotti e alla quantità proveniente da combustibili fossili. Per i suoi primi progetti, l’azienda punterà a catturare dal 50% al 65% delle emissionidi CO(2) nelle cartiere e nelle fabbriche di pasta di cellulosa, ma spera di superare il 90%.
In una e-mail di follow-up, Rhone ha affermato che le apparecchiature di cattura del carbonio installate negli stabilimenti con cui collabora impediranno anche emissioni “considerevoli” di particolato e anidride solforosa e potrebbero ridurre anche le emissioni di altri inquinanti.
L’azienda è in trattative con 10 cartiere e fabbriche di cellulosa nella costa del Golfo e in Canada. Ogni progetto di cattura e stoccaggio del carbonio potrebbe costare centinaia di milioni di dollari.
“Quello che stiamo cercando di fare alla CO280 è mostrare e dimostrare che siamo in grado di creare un modello stabile e ripetibile per lo sviluppo di progetti a basso rischio e in grado di fornire al mercato ciò che desidera e ciò di cui ha bisogno”, afferma Rhone.
I sostenitori del BECCS affermano che potremmo sfruttare la biomassa per ottenere una sostanziale riduzione delle emissioni di carbonio, a condizione che vengano messi in atto standard industriali adeguati per prevenire, o almeno ridurre al minimo, comportamenti scorretti.
La domanda è se sarà così o se, con la maturazione del settore BECCS, ci si avvicinerà maggiormente al modello dei mercati di compensazione delle emissioni di carbonio.
Studi e indagini hanno costantemente dimostrato che programmi di crediti di carbonio e di compensazione poco regolamentati o mal progettati hanno permesso, se non addirittura incoraggiato, le aziende a esagerare in modo significativo i benefici climatici della piantumazione di alberi, della conservazione delle foreste e di progetti simili.
“Mi sembra che sia qualcosa di gestibile, ma che dovremo sempre tenere d’occhio”, afferma Aines.
Magia
Nonostante tutte queste complessità nella contabilizzazione del carbonio, i progetti BECCS possono spesso offrire benefici climatici, in particolare per gli impianti esistenti.
L’aggiunta della cattura del carbonio a una cartiera, una centrale elettrica o una raffineria in funzione rappresenta almeno un miglioramento rispetto allo status quo dal punto di vista climatico, nella misura in cui impedisce emissioni che altrimenti sarebbero continuate.
Ma le ambizioni per il BECCS stanno già crescendo oltre gli impianti esistenti: l’anno scorso Drax, il controverso gigante energetico britannico, ha annunciato l’intenzione di lanciare una divisione con sede a Houston incaricata di sviluppare nuovi progetti BECCS in grado di fornire 6 milioni di tonnellate di rimozione di carbonio all’anno, negli Stati Uniti o altrove.
Numerose altre aziende hanno anche costruito o proposto centrali elettriche a biomassa negli ultimi anni, con o senza sistemi di cattura del carbonio, decisioni guidate in parte da politiche che le classificano come carbon neutral.
Ma se la biomassa non è carbon neutral, come sostengono Searchinger e altri, in molte applicazioni dell’ , allora queste nuove centrali elettriche senza filtri stanno solo aggiungendo più emissioni all’atmosfera e i progetti BECCS non ne stanno eliminando alcuna dall’aria. E se così fosse, sorgono difficili interrogativi sulle affermazioni delle aziende in materia di clima che dipendono da questo e sui compromessi sociali che comporta la costruzione di molti nuovi impianti dedicati a questi scopi.
Questo perché le colture destinate alla produzione di energia richiedono terra, fertilizzanti, insetticidi e manodopera che potrebbero altrimenti essere impiegati nella produzione di cibo per una popolazione mondiale in espansione. Inoltre, una maggiore domanda di legno spinge l’industria del legname ad abbattere sempre più foreste in tutto il mondo, che già assorbono e immagazzinano grandi quantità di anidride carbonica e ospitano un’immensa varietà di piante e animali.
Se questi progetti si limitano a impedire che i gas serra entrino nell’atmosfera senza però ridurne le emissioni, sarebbe meglio aggiungere apparecchiature di cattura e stoccaggio del carbonio (CCS) a un impianto di gas naturale esistente, sostiene Searchinger.
Le aziende potrebbero pensare che sfruttare la natura per assorbire l’anidride carbonica dall’aria sia meglio che ridurre le emissioni di una turbina a combustibile fossile. Tuttavia, l’elettricità prodotta da quest’ultima costerebbe molto meno, il sistema di cattura del carbonio ridurrebbe maggiormente le emissioni a parità di energia generata ed eviterebbe l’ulteriore pressione di abbattere alberi, afferma.
“La gente pensa che avvenga qualcosa di magico, che questa combinazione magica di biomassa e CCS crei qualcosa di più grande della somma delle sue parti”, dice Searchinger. “Ma non è magia, è semplicemente la somma delle due cose”.
Immagine di copertina: una catasta di legna presso uno stabilimento Drax nel Mississippi, che converte la biomassa in pellet per alimentare impianti industriali. AP Photo/Gerald Herbert
