Perché non basta più il solo taglio delle emissioni: il ruolo del Carbon Removal negli scenari IPCC
Gli scenari climatici dell’IPCC che mantengono il riscaldamento globale ben al di sotto dei 2 °C, e idealmente a 1,5 °C, sono chiari: richiedono non solo una drastica e rapida decarbonizzazione di tutti i settori, ma anche l’implementazione su larga scala di tecnologie di Carbon Dioxide Removal (CDR), ovvero la rimozione attiva di CO₂ dall’atmosfera [1].
Perché questa necessità? Ci sono due ragioni principali:
Emissioni Residue (Hard-to-Abate): Alcuni settori, come l’agricoltura, l’aviazione a lungo raggio e alcuni processi industriali (es. cemento e acciaio), avranno emissioni che saranno estremamente difficili, se non impossibili, da eliminare completamente entro la metà del secolo. La CDR è necessaria per compensare queste emissioni residue, permettendo di raggiungere il cruciale obiettivo di Net-Zero (emissioni nette pari a zero).
Overshoot e Ritorno: Molti percorsi credibili verso l’obiettivo di 1,5 °C prevedono un temporaneo overshoot, ovvero un superamento del limite di temperatura, prima di poter tornare indietro. Per correggere questo superamento e riportare il clima in un intervallo sicuro, è necessario raggiungere emissioni nette negative – un obiettivo che può essere raggiunto solo rimuovendo più CO₂ di quanta ne venga emessa.
In sintesi, la CDR non è un’opzione, ma un elemento strutturale negli scenari climatici più ambiziosi dell’IPCC. Le proiezioni, in particolare quelle dei percorsi P1 e P2 che limitano l’overshoot, indicano che, per rimanere entro 1,5 °C, potremmo aver bisogno di rimuovere tra le 5 e le 10 miliardi di tonnellate di CO₂ all’anno entro il 2050 [2]. Questa cifra sbalorditiva sottolinea l’urgenza di sviluppare e scalare queste soluzioni. Senza la CDR, i percorsi per 1,5 °C diventano estremamente stretti, se non impossibili, richiedendo tassi di riduzione delle emissioni che superano la fattibilità socio-economica e tecnologica attuale. La CDR, quindi, agisce come una polizza assicurativa climatica 🛡️, permettendoci di gestire l’inevitabile inerzia del sistema energetico globale e di correggere gli errori del passato.
Panoramica delle tecnologie di rimozione: dove si colloca la Direct Air Capture (DAC)
Il termine “Carbon Removal” è un ombrello che copre una vasta gamma di approcci, che possono essere suddivisi in soluzioni basate sulla natura e soluzioni ingegneristiche.
| Categoria | Tecnologia | Descrizione Breve | Permanenza | Scalabilità |
| Basate sulla Natura | Riforestazione/Afforestazione | Piantare alberi per assorbire CO₂ tramite fotosintesi. | Media (rischio incendi/cambio uso suolo) | Alta (limitata da disponibilità di terra) |
| Biochar | Carbonizzazione di biomassa per creare un carbone stabile da interrare nel suolo. | Alta | Media (limitata da biomassa sostenibile) | |
| Ibride | BECCS (Bioenergy with Carbon Capture and Storage) | Coltivazione di biomassa, combustione per energia, e cattura/stoccaggio della CO₂ emessa. | Alta (se lo stoccaggio è geologico) | Media (criticità su uso del suolo e acqua) |
| Ingegneristiche | Mineralizzazione Accelerata | Reazione chimica della CO₂ con rocce ricche di minerali (es. basalto) per formare carbonati solidi. | Molto Alta | Media (limitata da disponibilità di minerali e energia) |
| Ocean-based Removal | Tecnologie che aumentano l’assorbimento di CO₂ da parte degli oceani (es. fertilizzazione, alcalinizzazione). | Variabile, con rischi ecologici | Potenziale Alto, ma molto incerto | |
| Direct Air Capture (DAC) | Cattura diretta della CO₂ dall’aria ambiente tramite processi chimici. | Molto Alta (se stoccata geologicamente) | Alta (limitata da energia e costi) |
La Direct Air Capture (DAC) si distingue perché, a differenza della Carbon Capture and Storage (CCS) che cattura la CO₂ da fonti puntuali (es. ciminiere), la DAC estrae l’anidride carbonica direttamente dall’aria. Questo la rende una tecnologia geograficamente flessibile e l’unica in grado di affrontare il problema della CO₂ già diffusa nell’atmosfera, agendo come una vera e propria “aspirapolvere climatica” 💨. La sua flessibilità geografica è un enorme vantaggio, poiché gli impianti possono essere posizionati vicino a siti di stoccaggio geologico o a fonti di energia rinnovabile abbondanti, indipendentemente dalla posizione delle fonti di emissione. Questo è un fattore chiave per la sua potenziale scalabilità globale.
Come funziona la DAC: i principi base
La DAC è un processo chimico-ingegneristico che si basa su due fasi fondamentali: la cattura e la rigenerazione.
La Cattura: L’aria ambiente viene aspirata da grandi ventole 🌬️ attraverso un sistema di filtri o camere di contatto. All’interno di questi sistemi, la CO₂ reagisce chimicamente con un solvente liquido (come soluzioni a base di idrossido) o un sorbente solido (materiali porosi come le ammine supportate). La CO₂ viene così “intrappolata” sulla superficie o all’interno della struttura del sorbente. I sorbenti solidi, in particolare, sono oggetto di intensa ricerca per migliorarne la capacità di assorbimento e la selettività, riducendo l’energia necessaria per il rilascio.
- La Rigenerazione (o Desorbimento): Una volta che il sorbente è saturo di CO₂, è necessario rilasciare la CO₂ in forma pura e concentrata per poterla stoccare o utilizzare, e contemporaneamente rigenerare il sorbente per un nuovo ciclo. Questa fase richiede un notevole apporto di energia, tipicamente sotto forma di calore ♨️. La sfida è minimizzare questo fabbisogno energetico, che rappresenta la maggior parte del costo operativo di un impianto DAC.
È qui che si distingue tra i due principali approcci DAC:
- DAC ad Alta Temperatura (Liquid Solvents): Utilizza soluzioni liquide che richiedono temperature elevate (spesso oltre 800-900 °C) per la rigenerazione. Questi sistemi hanno il vantaggio di poter catturare la CO₂ in modo continuo, ma richiedono una fonte di calore industriale molto intensa.
- DAC a Bassa Temperatura (Solid Sorbents): Utilizza sorbenti solidi che possono essere rigenerati a temperature molto più basse (tipicamente 80-120 °C). Questo li rende potenzialmente più adatti a essere alimentati da calore di scarto o da fonti di energia rinnovabile a bassa temperatura.
Indipendentemente dal metodo, il risultato è un flusso di CO₂ quasi pura (oltre il 98%) pronta per la fase successiva: lo stoccaggio permanente.
Opzioni di stoccaggio: la differenza tra permanente e non permanente
Una volta catturata, la CO₂ deve essere gestita in modo che non ritorni nell’atmosfera. Le opzioni di stoccaggio si dividono in due macro-categorie:
Stoccaggio Permanente: L’obiettivo è rimuovere la CO₂ dall’atmosfera per millenni.
- Iniezione Geologica Profonda: La CO₂ compressa viene iniettata in formazioni geologiche sotterranee porose e permeabili, come acquiferi salini profondi o giacimenti di petrolio e gas esauriti, a profondità superiori agli 800 metri. Qui, la CO₂ viene intrappolata da strati di roccia impermeabile (trappola strutturale) o si dissolve nell’acqua salina (trappola di solubilità). La sicurezza di questo stoccaggio è garantita da decenni di ricerca e da rigidi protocolli di monitoraggio, che assicurano che la CO₂ rimanga intrappolata per migliaia di anni 🔒.
- Mineralizzazione in Rocce: Questo processo, particolarmente promettente, sfrutta la reazione chimica della CO₂ con minerali ricchi di calcio e magnesio (come quelli presenti nelle rocce basaltiche o ultramafiche) per formare carbonati solidi e stabili. È un processo naturale accelerato che garantisce la massima permanenza [3]. Progetti come Carbfix in Islanda dimostrano che questo processo può avvenire in tempi relativamente brevi (pochi anni), trasformando la CO₂ in pietra 🪨.
Utilizzo (CCU – Carbon Capture and Utilization): La CO₂ viene utilizzata come materia prima per creare prodotti.
- Carburanti Sintetici (e-fuels): La CO₂ viene combinata con idrogeno verde per produrre carburanti neutri in termini di carbonio.
- Materiali da Costruzione: La CO₂ può essere utilizzata per la cura del cemento o per produrre aggregati.
Il rischio principale in questo secondo caso è l'”utilizzo non permanente” (o non-permanent use). Se la CO₂ viene utilizzata per produrre carburante che viene poi bruciato, o se viene incorporata in un prodotto con un ciclo di vita breve, la CO₂ tornerà in atmosfera, annullando l’effetto di rimozione. Per questo, solo lo stoccaggio permanente (geologico o mineralizzato) è considerato una vera e propria rimozione di carbonio ai fini climatici a lungo termine.
Sfide tecniche: energia, materiali e infrastrutture
La DAC è una tecnologia affascinante, ma la sua scalabilità è frenata da sfide ingegneristiche ed economiche significative.
- Enormi Requisiti Energetici: L’estrazione della CO₂ dall’aria (che ha una concentrazione molto bassa, circa 420 parti per milione) è un processo termodinamicamente impegnativo. L’energia richiesta per la rigenerazione del sorbente è massiccia. Per essere una soluzione climatica credibile, questa energia deve provenire da fonti rinnovabili dedicate ☀️. Utilizzare combustibili fossili per alimentare un impianto DAC sarebbe un controsenso climatico. Inoltre, alcuni processi DAC, in particolare quelli a solvente liquido, hanno anche un significativo fabbisogno idrico 💧, il che solleva preoccupazioni sulla loro implementazione in regioni aride.
- Materiali dei Sorbenti: La ricerca è in corso per sviluppare sorbenti più efficienti, meno costosi e più durevoli. I materiali attuali sono spesso costosi da produrre e si degradano nel tempo, riducendo l’efficienza dell’impianto.
- Scalabilità e Infrastrutture: Per raggiungere l’obiettivo di miliardi di tonnellate, sono necessari migliaia di impianti DAC. Questo richiede una catena di fornitura di materiali, una forza lavoro specializzata e, soprattutto, una vasta infrastruttura di trasporto e stoccaggio della CO₂ (condotte e siti di iniezione) che oggi è largamente inesistente. La costruzione di queste infrastrutture richiede ingenti investimenti iniziali e una pianificazione a lungo termine che trascenda i cicli politici. 🏗️
Costi attuali e prospettive: la corsa ai 100 dollari per tonnellata
Il costo è il principale ostacolo alla diffusione della DAC.
| Tecnologia | Costo Attuale Stimato (USD/tonnellata di CO₂ rimossa) | Obiettivo di Costo (USD/tonnellata) |
| DAC (Media) | $600 – $1000 [4] | $100 – $200 |
| BECCS | $100 – $400 | $50 – $150 |
| Riforestazione | $10 – $50 | $10 – $50 |
Il costo medio attuale della DAC si aggira tra i 600 e i 1000 dollari per tonnellata di CO₂ rimossa. Questo è un ordine di grandezza superiore a quello di molte altre soluzioni CDR. Tuttavia, l’industria e i governi (come il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti) stanno spingendo per raggiungere l’obiettivo di 100 dollari per tonnellata (il cosiddetto 100-per-ton challenge).
Cosa serve per ridurre i costi?
- Economia di Scala: La produzione in serie di componenti e la costruzione di impianti su scala gigatonnellata.
- Innovazione Tecnologica: Sviluppo di sorbenti più efficienti e meno energivori.
- Politiche di Prezzo del Carbonio: Un prezzo del carbonio sufficientemente alto e stabile (o sussidi mirati) è essenziale per rendere economicamente sostenibile l’investimento in DAC. Meccanismi come gli Advance Market Commitments (AMC), in cui i governi o le grandi aziende si impegnano ad acquistare crediti di rimozione a un prezzo predefinito, sono cruciali per ridurre il rischio per gli investitori e accelerare l’innovazione. 💰
Rischi di lock-in e greenwashing: la scorciatoia pericolosa
L’entusiasmo per la DAC e il Carbon Removal porta con sé un rischio etico e strategico non trascurabile: il rischio di lock-in e il greenwashing.
Il rischio di lock-in si verifica quando un’azienda o un governo investe massicciamente in una tecnologia (come la DAC) e poi la usa come scusa per rinviare la decarbonizzazione delle proprie operazioni principali. Il messaggio implicito diventa: “Possiamo continuare a inquinare, tanto poi puliamo l’aria”. Questo è un errore strategico che minaccia di compromettere gli obiettivi climatici. La DAC deve essere un complemento, non un sostituto della riduzione delle emissioni. Un esempio di questo rischio è l’uso di crediti di rimozione per compensare le emissioni di Scope 1 e 2, invece di investire in misure di efficienza energetica e rinnovabili. La priorità deve rimanere la riduzione 📉.
È fondamentale distinguere tra: ⚖️
- Compensazioni di Bassa Qualità: Spesso basate su progetti di riforestazione non permanenti o non verificabili.
- Rimozioni Certificate di Alta Qualità: Basate su tecnologie ingegneristiche (come la DAC con stoccaggio geologico) che garantiscono la permanenza per millenni e sono rigorosamente misurabili, riportabili e verificabili (MRV).
Governance e regolazione: la necessità di standard robusti
Per evitare il greenwashing e garantire che il Carbon Removal sia efficace, è indispensabile un quadro di governance e regolazione robusto.
- Standard MRV (Misurazione, Reportistica e Verifica): Devono essere stabiliti standard internazionali per misurare con precisione la quantità di CO₂ rimossa e garantire che lo stoccaggio sia permanente. I governi e gli organismi di regolamentazione devono agire rapidamente per definire questi standard, garantendo che solo le rimozioni che soddisfano criteri rigorosi di addizionalità e permanenza siano considerate valide. 📝
- Registri Pubblici e Certificazioni: I progetti di rimozione devono essere tracciati in registri pubblici e sottoposti a certificazioni indipendenti per garantire la trasparenza e l’integrità. Questo è cruciale per costruire la fiducia del mercato e della società civile.
- Regolamentazione dello Stoccaggio: Le autorità devono regolamentare i siti di stoccaggio geologico per garantire la sicurezza e prevenire perdite a lungo termine. La cooperazione internazionale è fondamentale per definire protocolli transfrontalieri per il trasporto e lo stoccaggio della CO₂. 🤝
Scenari realistici di deployment: chi deve finanziare la DAC?
Nonostante i costi elevati, la DAC è vitale per alcuni settori.
- Industrie Hard-to-Abate: Settori come l’aviazione, il trasporto marittimo e la produzione di cemento, che hanno poche alternative per la decarbonizzazione totale, sono i candidati ideali per finanziare e utilizzare la DAC per neutralizzare le loro emissioni residue.
- Settori con Responsabilità Storica: Le aziende del settore energetico, che hanno contribuito in modo significativo all’accumulo storico di CO₂, hanno una responsabilità etica e finanziaria nel sostenere lo sviluppo e la diffusione della DAC.
È cruciale comprendere i limiti fisici e numerici. Anche se la DAC dovesse raggiungere l’obiettivo di 100 dollari per tonnellata, la sua capacità di contribuire alla rimozione totale sarebbe limitata dalle risorse (energia, acqua, materiali) e dalla velocità di costruzione degli impianti. Ad esempio, per rimuovere 1 miliardo di tonnellate di CO₂ all’anno, sarebbero necessari impianti con una capacità totale equivalente a quella di centinaia di migliaia di torri di raffreddamento, con un consumo energetico paragonabile a quello di intere nazioni. Non possiamo aspettarci che la DAC da sola risolva la crisi climatica; essa è una parte, seppur fondamentale, di un puzzle molto più grande. La sua implementazione deve essere strategica e mirata 🎯.
Giusta gerarchia d’azione: la priorità ineludibile
In conclusione, la mia esperienza ventennale mi porta a ribadire una gerarchia d’azione chiara e non negoziabile:
- Riduzione delle Emissioni: La priorità assoluta è e deve rimanere la riduzione drastica e immediata delle emissioni in tutti i settori.
- Efficienza e Rinnovabili: Massimizzare l’efficienza energetica e accelerare la transizione verso le fonti rinnovabili.
- Carbon Removal (DAC e Altro): Il Carbon Removal, e in particolare la DAC, deve essere visto come un complemento mirato e strategico, da utilizzare per affrontare le emissioni residue e per correggere l’eventuale overshoot.
La DAC non è una scorciatoia, ma un’assicurazione climatica necessaria. Investire in essa oggi, con la giusta governance e trasparenza, significa garantire che avremo gli strumenti per ripulire l’atmosfera e mantenere viva la speranza di un futuro a 1,5 °C. La sfida è duplice: decarbonizzare il più velocemente possibile e, contemporaneamente, costruire la capacità di rimozione. Solo così potremo dire di aver fatto tutto il possibile per il nostro pianeta. 🌍💚