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In quello che potrebbe essere un punto di svolta per l'industria pesante, nel novembre 2024 una miniera di ossido di magnesio in Grecia ha ricevuto sette container speciali contenenti attrezzature progettate per catturare la CO₂ e trasformarla in una preziosa sostanza chimica, direttamente in loco.

Da tempo accusata di contribuire all'aumento della temperatura del pianeta, la CO₂ potrebbe ora essere convertita in carburante per aerei passeggeri, riducendo le emissioni sia dell'estrazione mineraria che del trasporto. “Abbiamo appena iniziato a catturare la CO₂, il che rappresenta un traguardo straordinario”, ha dichiarato il dottor Haris Yiannoulakis, responsabile ricerca e sviluppo presso Grecian Magnesite, produttore di ossido di magnesio.

I contenitori provenivano dalla raffineria di petrolio Petrobrazi in Romania. Lì, la tecnologia di cattura del carbonio era stata sperimentata nell'ambito di un progetto finanziato dall'UE chiamato ConsenCUS, che coinvolgeva sette paesi e tre siti di prova.

Decarbonizzare

L'UE si è prefissata l'obiettivo di ridurre le emissioni di gas serra del 55% entro il 2030, rispetto ai livelli del 1990. Obiettivo finale: la neutralità climatica per l'industria entro il 2050. ConsenCUS riunisce nuove tecnologie per catturare la CO₂ da tre settori notoriamente hard-to-abate: la raffinazione del petrolio, l'estrazione mineraria e la produzione di cemento. Questi settori devono affrontare una doppia sfida, poiché la CO₂ è generata sia dalla combustione di combustibili fossili che dalle materie prime stesse.

Ad esempio, nella miniera di magnesite greca, la magnesite grezza – un minerale naturale presente nelle rocce – viene estratta e riscaldata fino a 2.000 °C per ottenere ossido di magnesio. Questo materiale è fondamentale per un'ampia gamma di industrie europee, dall'acciaio al vetro ai fertilizzanti, ai mangimi e ai prodotti farmaceutici. Lo svantaggio, tuttavia, è che il trattamento termico rilascia CO₂ sia dalla decomposizione della magnesite che dal combustibile necessario per il processo.

Tre fasi

L'impianto pilota in Grecia sta ora affrontando la conversione della CO₂ in tre fasi, spiega Sara Vallejo Castaño, ingegnera chimica presso l'istituto di ricerca Wetsus nei Paesi Bassi. In primo luogo, una colonna di cattura separa la CO₂ dai gas di fabbrica, mescolandola con acqua e idrossido di potassio. La CO₂ si dissolve e reagisce, formando carbonato di potassio, che blocca il gas in forma liquida.

La seconda fase utilizza l'elettricità per aumentare l'acidità della soluzione, che rilascia CO₂. Questo metodo è più semplice ed ecologico rispetto al riscaldamento tradizionale o alle sostanze chimiche pericolose, poiché utilizza solo elettricità e acqua come risorse. Una terza fase trasforma la CO₂ in acido formico (o formiato), una sostanza chimica semplice e naturale che si trova nelle ortiche e nei morsi delle formiche.

“L'acido formico è una molecola ben nota utilizzata nel settore chimico”, ha affermato Dirk Koppert, coordinatore di ConsenCUS presso New Energy Coalition, un'organizzazione senza scopo di lucro nei Paesi Bassi.

Un'azienda nederlandese, Coval Energy, produce già acido formico in questo modo dalla CO₂. L'acido viene poi somministrato ai microbi per produrre grassi e proteine. Le proteine potrebbero essere ingredienti nei mangimi per bovini e pesci, mentre gli acidi grassi potrebbero un giorno essere utilizzati come sostituti del carburante per aerei.

Cemento resistente

Il primo sito di sperimentazione della nuova tecnologia è stato quello di Aalborg Portland, nel nord della Danimarca. Si tratta di uno dei maggiori produttori di cemento in Europa, che produce fino a 1,8 milioni di tonnellate di cemento grigio e 0,8 milioni di tonnellate di cemento bianco all'anno ed è in attività dal 1889.

La sostenibilità è uno dei principali punti di forza del suo cemento. Ad esempio, lo stabilimento utilizza ora combustibili non fossili per oltre il 30% del proprio fabbisogno di riscaldamento per la produzione di cemento grigio. “Stiamo riducendo la nostra dipendenza dai combustibili fossili e le emissioni di CO₂”, ha affermato Jesper Damfoft, direttore della sostenibilità dell'azienda. Tuttavia, la produzione di cemento continua a rilasciare CO₂ durante il processo.

I principali ingredienti del cemento ad Aalborg sono la sabbia, dragata dal canale navigabile Limfjord, e il gesso, proveniente da una cava locale. Questo gesso ricco di calcio viene riscaldato a temperature di circa 1.500 °C per produrre calce (ossido di calcio), essenziale per la produzione del cemento.

Quando viene riscaldato, gli atomi di carbonio e ossigeno del gesso si combinano per formare gas CO₂, rendendo la produzione di cemento una delle principali fonti di emissioni globali: secondo alcune stime, rappresenta il 7-8% del totale mondiale. Una soluzione possibile è quella di catturare e immagazzinare la CO₂ nel sottosuolo o di utilizzarla per altri scopi, come la produzione di acido formico.

Nell'ambito del sistema di scambio delle quote di emissione dell'UE, il prezzo per tonnellata di CO₂ in eccesso che le aziende devono pagare era di circa 73 euro nel giugno 2025, ma si prevede che aumenterà. “I prezzi del carbonio sono relativamente bassi, ma si stima che raggiungeranno i 150 euro per tonnellata nel 2030, e chissà dove arriveranno oltre quella data”, ha affermato Yiannoulakis. È chiaro che le industrie europee devono prepararsi.

La nuova tecnologia di cattura è rimasta in Grecia fino a giugno per essere testata. La speranza è quella di avvicinare la tecnologia a un impianto commerciale e metterla in funzione per catturare la CO₂. Per elaborare gli aspetti tecnici relativi alla cattura della CO2₂ e alla produzione di una sostanza chimica desiderabile è stata necessaria la collaborazione di una dozzina di partner industriali e di ricerca, tra cui alcune università canadesi e cinesi. “Senza i fondi dell'UE, non saremmo in grado di realizzare questo progetto e testare queste tecnologie”, ha affermato Koppert.

Coinvolgere le comunità

Tuttavia, la competenza tecnica è solo una parte della storia. Jacob Nielsenat della Robert Gordon University in Scozia ha studiato come dare voce ai cittadini in merito a queste nuove tecnologie. Si è subito reso conto che “molte persone non sapevano cosa fosse la cattura del carbonio, quindi stavamo chiedendo loro di darci la propria opinione su qualcosa di cui non sapevano nulla”.

Insieme al suo collega Kostas Stavrianakis, ha inventato un gioco di carte per stimolare la discussione sulla cattura del carbonio. Entrambi credono che porterà risultati. “La maggior parte dei cittadini è perfettamente in grado di comprendere le complessità di queste tecnologie”, ha affermato Stavrianakis, sottolineando che l'industria deve dialogare con la popolazione locale. “Se si vuole che un progetto vada avanti, è sempre meglio coinvolgere le comunità affinché possano sentirsi parte integrante del progetto stesso.”

La ricerca citata in questo articolo è stata finanziata dal programma Horizon dell'UE. Le opinioni degli intervistati non riflettono necessariamente quelle della Commissione europea.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su Horizon, la rivista dell'UE dedicata alla ricerca e all'innovazione.

In copertina: immagine Envato