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vatel ha scritto: 11 dic 2024, 12:32 Dovrebbero inventare qualcosa che aspiri anidride carbonica dallo spazio e che non ci dia fastidio più di tanto, ma forse chiedo troppo

Fosforo31 ha scritto: 12 dic 2024, 0:24 Sì, egregio Vatel, qui chiedi decisamente troppo. Ho accennato in un precedente post alla CCS, cioè alla cattura della CO2 all'uscita della camera di combustione di un generico processo industriale (es. un inceneritore) e al suo successivo sequestro in depositi sotterranei. In questi casi la concentrazione della CO2 è molto più alta di quella atmosferica e ciò ne facilita la cattura. Naturalmente esiste anche la possibilità di catturarla direttamente dall'aria: Direct air capture o DAC oppure DACCS se c'è anche il sequestro sotterraneo. In sostanza un impianto DACCS sottrae gas serra all'atmosfera ovvero equivale a una fonte di emissioni di segno negativo (come gli alberi che sottraggono CO2 per fotosintesi clorofilliana). Purtroppo questi impianti sono ancora più costosi della CCS: siamo nell'ordine dei 1000 dollari per una tonnellata di CO2 rimossa dall'atmosfera. Che è il lavoro che fanno in un anno 6 alberi adulti. Ma ora chiediamoci quanta anidride carbonica bisognerebbe "aspirare" direttamente dall'aria per eliminare tutto l'eccesso di carbonio dovuto alle attività umane. Ovvero per riportare la concentrazione atmosferica della CO2 alle 280 ppm dell'epoca preindustriale. L'ultimo dato dell'osservatorio alle isole Hawaii (novembre 2024) parla di 423,85 ppm. Dunque dovremmo rimuovere 423,85-280=143,85 ppm. Ma 1 ppm (parte per milione in volume) sono 7,821 miliardi di tonnellate di CO2. In definitiva dovremmo "aspirare" 143,85×7,821=1125 miliardi di tonnellate di CO2. A mille dollari la tonnellata il costo dell'operazione sarebbe 1,125 biliardi di dollari ovvero quasi 10 volte il PIL mondiale 2024 stimato dal FMI in 116.410 miliardi di dollari. Per giunta non sapremmo dove stoccare tutto questo gas che a temperatura e pressione ambiente occupa circa 600mila miliardi di m³.

Valerio ha scritto: 12 dic 2024, 16:18 Se la cattura di CO2 prelude solo allo stoccaggio è ovvio che non ci sia un bilancio energetico utile.

Sarebbe molto più utile una qualunque reazione chimica che spezzi la molecola per utilizzare il carbonio in una molecola, tipo un anello benzenico, o uno zucchero.

Qualcosa di riutilizzabile, come accade nella fotosintesi. Non è fantascienza, ho sentito parlare di eliminazione del monossido in apparati destinati ai voli spaziali.

Ma non ho accesso a dati non semplicemente divulgativi.

Fosforo31 ha scritto: 21 dic 2024, 17:59 Certamente la CO2 catturata può essere utilizzata per vari scopi prima di essere stoccata nel sottosuolo. In questo caso la CCS diventa CCUS: Carbon capture, utilization and storage. Però l'anidride carbonica non è un combustibile bensì un prodotto della combustione, quindi non se ne può ricavare energia netta. Almeno non direttamente. Una tecnica molto usata negli USA e ultimamente anche in Cina è il recupero avanzato del petrolio (EOR: Enhanced oil recovery). Di solito un pozzo viene chiuso quando diventa antieconomico estrarre il greggio rimanente. Tuttavia iniettando CO2 si facilita l'estrazione dai pozzi in via di esaurimento, che possono essere sfruttati più a fondo, la CO2 iniettata resta poi stoccata nel pozzo esaurito. Questa tecnica risulta economicamente vantaggiosa specie per pozzi profondi più di 2000 piedi (circa 600 mt). A questa profondità la CO2 si trova in uno stato termodinamico supercritico (cioè a pressione e temperatura superiori ai valori critici caratteristici della sostanza) nel quale assume un comportamento intermedio tra lo stato gassoso (bassa viscosità) e quello liquido (elevata densità) facilitando la penetrazione negli strati rocciosi e la conseguente espulsione dell'olio. Ovviamente tutto questo non ha molto senso sotto l'aspetto ecologico perché, oltre al costo energetico dell'iniezione, il petrolio estratto verrà bruciato con ulteriori emissioni di CO2. È invece interessante e oggetto di studio la medesima tecnica applicata al geotermico che è una fonte rinnovabile a basse emissioni. Di solito associamo gli impianti geotermici a sorgenti naturali di vapore (vulcanismo secondario come i soffioni boraciferi di Larderello). Ma si stanno diffondendo gli EGS (Enhanced geothermal systems). La temperatura del sottosuolo cresce di circa 3°C ogni 100 mt di profondità, quindi l'iniezione forzata di acqua a notevole profondità genera vapore, il quale risalendo in superficie tramite una condotta alimenta una turbina in asse con un alternatore che genera elettricità. Al posto del vapore acqueo si pensa di usare CO2 supercritica iniettata e stoccata in un deposito geologico profondo, con il vantaggio di un migliore rendimento termodinamico dell'impianto grazie alla bassa viscosità del fluido termovettore.
Un'altra importante applicazione sono gli elettrocombustibili o e-fuels, che si ottengono facendo reagire chimicamente la CO2 catturata con idrogeno verde (ricavato per elettrolisi dell'acqua dove l'elettricità è prodotta da fonti rinnovabili). Questi carburanti sintetici cominciano a essere usati nell'aviazione civile, settore le cui emissioni sono particolarmente hard to abate, mescolati in piccole percentuali con i carburanti tradizionali. Il loro problema maggiore oggi è il costo.
La fotosintesi clorofilliana delle piante, reazione chimica che avviene nelle foglie per effetto della luce solare, è il più importante meccanismo naturale di cattura della CO2 atmosferica, insieme all'assorbimento da parte degli oceani. È chiaro che una reazione di fotosintesi artificiale è ipotesi allettante e sono in corso molte ricerche. Mediante opportuni catalizzatori si sono ottenute in laboratorio efficienze migliori di quelli delle piante ma operando con concentrazioni di CO2 molto maggiori di quella atmosferica (circa 420 ppm in volume ovvero 0,042%). Abbiamo l'intelligenza artificiale ma purtroppo non abbiamo ancora la foglia artificiale.