• Formazioni calcaree in Turchia. Arns Civray su Unsplash

Nuove tecniche di riduzione della CO2

Heirloom Carbon Technologies ritiene di poter rimuovere il carbonio per 50 dollari a tonnellata e mira ad arrivare a un miliardo di tonnellate entro il 2035.

di James Temple 27-05-21
Una nuova startup si affida ai minerali per estrarre l'anidride carbonica dall'aria, in uno dei primi tentativi commerciali di implementare ciò che è noto come alterazione degli agenti atmosferici per rallentare il cambiamento climatico. Heirloom Carbon Technologies afferma che potrebbe rimuovere l'anidride carbonica per 50 dollari la tonnellata una volta raggiunta la scala commerciale, il che sarebbe ben al di sotto delle stime di altre tecnologie industriali. Il suo obiettivo è rimuovere 1 miliardo di tonnellate del principale gas serra che alimenta il cambiamento climatico entro il 2035.

L’azienda con sede a San Francisco ha annunciato di aver raccolto finanziamenti iniziali da importanti investitori tra cui Breakthrough Energy Ventures, Lowercarbon Capital e Prelude Ventures. Alcuni fonti del settore dicono che si tratti di milioni di dollari. Inoltre, l’azienda di elaborazione dei pagamenti Stripe, che ha finanziato progetti dimostrativi nel settore, prevede di acquistare quasi 250 tonnellate di rimozione del carbonio dalla società a 2.054 dollari per tonnellata.

Noah Deich, presidente di Carbon180, un’azienda di ricerca che sostiene la rimozione e il riutilizzo del carbonio, sottolinea l’importanza di approcci tecnologici del tipo di quelli offerti da aziende di cattura diretta dell'aria come Climeworks e Carbon. L'ingegneria promette risultati permanenti, ma costano molto, mentre le soluzioni naturali come gli offset del suolo e delle foreste sono economiche, ma spesso sollevano preoccupazioni sull'affidabilità e la durata della rimozione del carbonio. 

Se Heirloom raggiunge i suoi obiettivi di costo, potrà offrire la rimozione permanente a prezzi relativamente convenienti, afferma Deich (Il CEO di Heirloom, Shashank Samala, ha preso parte al programma entrepreneur-in-residence di Carbon180).

Tuttavia, la tecnologia è in una fase iniziale e l'azienda dovrà affrontare numerose sfide tecniche e di mercato lungo il percorso, tra cui trovare più acquirenti, come Stripe, disposti a pagare prezzi elevati per la rimozione del carbonio negli anni a venire.

La tecnica di estrazione con i minerali

Il processo, descritto in un articolo pubblicato su “Nature Communications” l'anno scorso, è stato sviluppato da eminenti ricercatori che esplorano l'uso dei minerali per catturare e immagazzinare il carbonio. Tra questi Greg Dipple dell'Università della British Columbia e Jennifer Wilcox, che ora è vice segretario aggiunto per l'energia fossile nell'amministrazione Biden. L'autore principale dell'articolo era Noah McQueen, uno studente laureato di Wilcox, ora responsabile della ricerca presso Heirloom.

Secondo uno studio del 2018, prevenire il riscaldamento del pianeta di 2 °C potrebbe richiedere l'estrazione di 10 miliardi di tonnellate di anidride carbonica dall'atmosfera ogni anno entro il 2050 e 20 miliardi all'anno entro il 2100. Ma solo una manciata di startup per lo più in fase iniziale sta lavorando attivamente a questo obiettivo, esplorando una varietà di mezzi come la creazione di macchine che catturano direttamente le molecole di anidride carbonica dall'aria, la conversione dei rifiuti organici in petrolio da iniettare sottoterra o lo sviluppo di sistemi per incentivare o convalidare approcci naturali come il rimboschimento o pratiche agricole che possono assorbire più carbonio nel suolo.

Numerosi scienziati e organizzazioni non profit hanno anche studiato la possibilità di accelerare i processi mediante i quali vari minerali, in particolare quelli ricchi di silicato, calcio e magnesio, estraggono l'anidride carbonica dall'aria o dall'acqua piovana. Alcuni stanno macinando e spargendo materiali come l’olivina mentre altri stanno utilizzando i sottoprodotti già polverizzati delle operazioni minerarie, compreso l’amianto.

Heirloom sta prendendo una strada molto diversa.

Come funziona

L'azienda cucinerà materiali come il calcare macinato, che è per lo più calcio legato con anidride carbonica, a temperature comprese tra 400 e 900 °C, abbastanza alte da degradare e rilasciare gas serra. Questo è simile al primo passaggio nella produzione di cemento (Potrebbe utilizzare anche altre materie prime, come la magnesite, che era al centro del documento di “Nature Communications”).

Heirloom intende fare affidamento su forni azionati dall'elettricità. Ciò significa che il processo può funzionare con fonti energetiche rinnovabili pulite e produrrebbe un flusso di anidride carbonica priva delle impurità dei combustibili fossili, che può quindi essere catturata, compressa e iniettata in modo relativamente facile sottoterra, immagazzinandola praticamente per sempre.

I minerali di ossido rimanenti, che sarebbero ossidi di calcio se il processo inizia con il calcare, possono essere distribuiti in strati sottili su fogli, impilati verticalmente ed esposti all'aria aperta. I minerali sono altamente reattivi, pronti a legarsi all'anidride carbonica nell'aria. I ricercatori ritengono che, con alcuni miglioramenti, tra cui modi automatizzati di miscelare i materiali per esporli continuamente all'aria aperta, la maggior parte dei materiali si legherà al gas serra in appena due settimane. Normalmente ci vorrebbe circa un anno.

Questo processo riconvertirebbe l'ossido di calcio in carbonato di calcio, il componente principale del calcare, e a quel punto il processo può semplicementericominciare. L'azienda ritiene di poter riutilizzare i materiali almeno 10 volte, forse dozzine, prima che si degradino troppo per catturare abbastanza anidride carbonica.

Rimozione del carbonio in scala

Tutto questo è molto costoso oggi, come si evince dal prezzo che Stripe sta pagando. L’azienda di pagamenti ha annunciato che spenderà quasi 2,8 milioni di dollari per acquistare crediti per la rimozione del carbonio da sei progetti, più altri 5,25 milioni di dollari quando (o se) tali tecnologie saranno del tutto sviluppate. 

Gli altri destinatari includono CarbonBuilt, Running Tide, Seachange, Mission Zero e Future Forest Company, che sta pianificando una sperimentazione sul campo di invecchiamento dei minerali che prevede la diffusione di roccia basaltica lungo il suolo della foresta.

Samala di Heirloom afferma che questi acquisti precoci e costosi sono fondamentali per aiutare le aziende emergenti di rimozione del carbonio a crescere e ridurre i costi. "L'implementazione è ciò che lo rende più economico, apre nuovi mercati e riduce ulteriormente i costi", afferma. Ma trovare più acquirenti disposti a sostenere tali costi sarà una seria sfida per tutte le aziende di rimozione del carbonio, in particolare data la disponibilità di compensazioni di foreste e terreni a basso costo che consentono agli acquirenti di affermare che stanno bilanciando le loro emissioni, indipendentemente dall’affidabilità di tali programmi.

Nel frattempo, il mondo deve fornire supporto a molti più gruppi di ricerca e startup per la rimozione del carbonio, afferma Nan Ransohoff, responsabile del clima di Stripe. Dobbiamo "aumentare radicalmente il numero di progetti" se vogliamo avere "qualche possibilità" di raggiungere gli obiettivi di rimozione del carbonio del 2050, dice Ransohoff. "Dieci gigatonnellate sono molte e, anche nello scenario migliore, tutte le aziende che abbiamo oggi non ci permetteranno di arrivarci".

La riduzione dei costi

Heirloom è fiducioso di poter ridurre le spese in modo significativo perché evita i costosi sorbenti e le ventole ad alta intensità energetica che soffiano aria attraverso il sistema, tipiche di altri approcci alla cattura dell'aria diretta. Inoltre, intende fare molto affidamento su robot, software e altre forme di automazione per accelerare e ridurre i costi del processo, attingendo alla precedente esperienza di Samala come cofondatore di Tempo Automation.

Heirloom farà leva anche su molti altri sviluppi in corso, tra cui miglioramenti nella tecnologia del calore basata sull'elettricità, il calo dei costi delle energie rinnovabili e le reti sempre più decarbonizzate in tutto il mondo, afferma Clea Kolster, direttrice scientifica di Lowercarbon Capital. I loro costi finali dipenderanno in buona parte da quanto velocemente queste tecnologie continueranno a migliorare.

Allo stato attuale, la generazione delle temperature necessarie dall'elettricità con le tecnologie odierne può essere da 5 a 10 volte più costosa della combustione diretta di carbone o gas naturale, afferma Addison Stark, direttore del programma energia e ambiente della società di consulenza Clark Street Associates e coautore di un recente articolo su “Joule” sull'argomento. Inoltre, se la fonte stessa dell'elettricità non è priva di carbonio, compromette i vantaggi della rimozione.

Un'altra domanda è se Heirloom sarà in grado, in modo affidabile, di ridurre il tempo necessario agli ossidi per legarsi con l'anidride carbonica. Questo progresso potrebbe influenzare notevolmente l'economia, afferma Jeremy Freeman, direttore esecutivo di CarbonPlan, che analizza l'integrità scientifica delle iniziative di rimozione del carbonio e ha contribuito a valutare i progetti che hanno fatto domanda per il programma di Stripe.

Heirloom dovrà anche raccogliere un round di finanziamento molto più ampio per costruire un impianto dimostrativo. Il principale modello di business aziendale sarà la vendita di crediti per la rimozione del carbonio ad aziende o individui, attraverso sistemi di compensazione volontari o programmi basati sul governo. Heirloom punta su offerte che diventano sempre più allettanti man mano che i loro costi diminuiscono e le politiche pubbliche forniscono carote o bastoncini che rendono più attraente - o più necessario - per le aziende o i governi pagare per la rimozione del carbonio nel tempo.

(rp)