Gli impianti di incenerimento dei rifiuti hanno un potenziale di protezione del clima
Il potenziale di protezione del clima di un sistema di gestione della CO2-I ricercatori dell'ETH hanno calcolato che il potenziale di cattura del carbonio nell'utilizzo dei rifiuti urbani è notevole. Tuttavia, se si vuole sfruttare appieno questo potenziale nella pratica, le sfide sono in agguato.
Nei prossimi decenni l'economia e la società dovranno ridurre drasticamente le emissioni di gas serra. Questo è l'obiettivo dell'Accordo sul clima di Parigi. Ma anche una futura "economia a basse emissioni di carbonio" emetterà gas a effetto serra, ad esempio nella produzione di cemento e acciaio, nell'allevamento e nell'agricoltura, nell'industria chimica e farmaceutica. Per raggiungere gli obiettivi climatici, queste emissioni devono essere compensate. A tal fine sono necessarie le cosiddette tecnologie a emissioni negative, con le quali le emissioni di CO2 viene estratta dall'atmosfera e immagazzinata in serbatoi sotterranei.
I ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno calcolato il potenziale di una di queste tecnologie per l'Europa: la combinazione della generazione di energia da biomassa con la riduzione di CO2-Bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio (BECCS). La conclusione dei calcoli: Se il BECCS fosse pienamente utilizzato, le emissioni di CO2-in Europa è di 200 milioni di tonnellate all'anno. Si tratta del 5% delle emissioni europee nel 2018 e di una quota sostanziale dei 7,5 miliardi di tonnellate di CO2,che l'Europa deve ridurre entro il 2050 per raggiungere i suoi obiettivi climatici. Tuttavia - come sottolineano anche gli autori dello studio - è probabile che sia difficile sfruttare appieno il potenziale calcolato dei BECCS nella pratica.
Tecnologia pronta per l'uso
BECCS: cattura della CO2 alle sorgenti puntuali dove viene prodotto da materiale biologico. In Europa, il potenziale maggiore è rappresentato dalle aziende dell'industria della carta e della cellulosa. Altre fonti importanti sono gli impianti di incenerimento dei rifiuti (circa la metà dei rifiuti è costituita da biomassa), le centrali di cogenerazione alimentate a legna e gli impianti di biogas che utilizzano sottoprodotti vegetali e animali della produzione alimentare non adatti al consumo o rifiuti urbani compostabili. Altre fonti sono gli impianti di trattamento delle acque reflue e i pozzi neri agricoli.
"La tecnologia per catturare la CO2 a tali fonti puntuali è pronta per l'uso", spiega Marco Mazzotti, professore dell'Istituto di tecnica energetica e dei processi e responsabile dello studio. La CO2 dovrebbero poi essere trasportati ai siti di stoccaggio attraverso una rete che non è ancora stata creata, ad esempio in condutture. "Si tratta di una sfida importante", spiega Lorenzo Rosa, scienziato del gruppo di Mazzotti e autore principale dello studio. Poiché le emissioni di CO2 è prodotta in modo decentralizzato in tutta Europa. I siti di stoccaggio idonei si trovano solo in pochi luoghi, lontani dalla zona di produzione della CO2-da fonti puntuali, ad esempio sotto i fondali del Mare del Nord. Tuttavia, questa sfida può essere risolta se una rete di trasporto di questo tipo viene creata il più rapidamente possibile", afferma Rosa.
Industria della carta
Come hanno dimostrato i calcoli dei ricercatori dell'ETH, il potenziale del BECCS varia notevolmente da Paese a Paese. L'esempio estremo è la Svezia, che ha una forte industria della carta. Con il BECCS, la Svezia potrebbe risparmiare quasi il triplo delle emissioni di CO2 da biomassa (e quindi in atmosfera), così come la CO2 di origine fossile. "Se la Svezia utilizzasse tutto il suo potenziale BECCS, potrebbe vendere certificati di scambio di emissioni per compensare le emissioni di altri Paesi", afferma Rosa. La Finlandia e l'Estonia, anche grazie a un forte settore cartario, potrebbero compensare metà delle loro emissioni di CO2-emissioni. In molti altri Paesi europei, il potenziale è inferiore: la riduzione delle emissioni è pari o inferiore al 5%.
Per i loro calcoli, gli scienziati dell'ETH hanno considerato solo la biomassa prodotta come sottoprodotto dell'industria o dell'agricoltura o come rifiuto. Hanno deliberatamente escluso la coltivazione di colture con lo scopo primario di generare energia, che è più diffusa in altre regioni del mondo che in Europa. Questo perché entra in competizione con i seminativi per la produzione di cibo ed è quindi considerata sostenibile. "La domanda globale di cibo raddoppierà entro il 2050. Abbiamo quindi urgentemente bisogno di approcci BECCS che non si basino sulle piantagioni di bioenergia", afferma Rosa.
I rifiuti come materia prima
In Svizzera, il BECCS ha il potenziale di ridurre le emissioni di circa il 6%. In questo Paese, gli impianti di incenerimento dei rifiuti potrebbero rappresentarne una buona parte. "In molte altre regioni d'Europa, tuttavia, questo potenziale rimane inutilizzato, poiché i rifiuti vengono depositati in discarica", spiega l'ETH Mazzotti.
Gli impianti di incenerimento dei rifiuti svolgono già tre importanti funzioni: Smaltire i rifiuti, riciclare le materie prime, ove possibile, e generare calore a distanza ed elettricità. "Ora si aggiunge una quarta funzione: Gli impianti di incenerimento dei rifiuti con emissioni di CO2-Come importanti impianti a emissioni negative, la cattura e lo stoccaggio del carbonio possono contribuire a ridurre le emissioni di CO2-della nostra società", afferma Mazzotti. Attualmente questo potenziale non viene sfruttato. Nelle cartiere, negli impianti di incenerimento dei rifiuti e negli impianti di biogas, la CO2 separati. Secondo i ricercatori dell'ETH, occorre iniziare al più presto.
Letteratura di riferimento
Rosa L, Sanchez DL, Mazzotti M: Valutazione del potenziale di rimozione dell'anidride carbonica tramite BECCS in un'Europa a zero emissioni. Energy & Environmental Science 2021, doi: pagina esterna10.1039/D1EE00642H