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L'incredibile cattura della CO2: qual è la scienza dietro la cattura diretta dell'aria?
Mentre il problema del cambiamento climatico diventa sempre più serio, scienziati e ingegneri sono attivamente alla ricerca di modi per ridurre le emissioni di anidride carbonica (CO2). Tra questi, sta gradualmente ricevendo attenzione la cattura diretta dell’aria (DAC), una tecnologia che utilizza processi chimici o fisici per estrarre direttamente la CO2 dall’aria ambiente. Con l’intensificarsi degli sforzi globali per la riduzione del carbonio, la DAC è considerata una “tecnologia a emissioni negative” (NET), che contiene molti principi scientifici e sfide tecniche sorprendenti.
Il processo di cattura diretta dell'aria non solo rimuove l'anidride carbonica, ma la immagazzina anche in modo sicuro in un deposito a lungo termine
Come funziona la cattura diretta dell'aria
Il flusso di lavoro del sistema DAC può essere suddiviso in tre fasi principali: fase di contatto, fase di cattura e fase di separazione. Nella fase di contatto, il sistema DAC invia aria ambiente contenente CO2 nell'apparecchiatura attraverso un grande ventilatore, poi, nella fase di cattura, la CO2 viene combinata in modo rapido ed efficace con il solvente liquido o adsorbente solido, infine, nella fase di separazione; l'energia esterna, la CO2, viene separata dal solvente per generare CO2 pura per lo stoccaggio o l'utilizzo.
Il processo DAC a bassa temperatura utilizza adsorbenti solidi, mentre il processo ad alta temperatura utilizza solventi liquidi. I due hanno caratteristiche diverse per la cinetica e il trasferimento di calore.
Stato di sviluppo del DAC
Nel 2023, la tecnologia DAC è ancora in fase di sviluppo, ma esistono già diversi impianti commerciali operativi negli Stati Uniti e in Europa. L’ampiezza delle sue applicazioni rende il DAC un’area di ricerca interessante e le innovazioni future potrebbero ridurne significativamente i costi operativi. Tuttavia, l’attuale costo operativo della tecnologia DAC supera i 1.000 dollari per tonnellata, il che le impedisce di entrare nel mercato del commercio del carbonio.
Impatto e sfide ambientali
I sostenitori della DAC ritengono che sia uno degli strumenti più importanti nella lotta contro il cambiamento climatico. Tuttavia, ci sono anche critici che ritengono che un eccessivo affidamento su questa tecnologia possa ritardare le necessarie misure di riduzione delle emissioni e le enormi risorse necessarie per gestirla. DAC potrebbe compensare i suoi benefici ambientali.
Un'analisi del 2020 ha rilevato che l'implementazione del DAC richiederebbe grandi quantità di materiali, che potrebbero non essere in grado di soddisfare la necessità di catturare 3 miliardi di tonnellate di CO2 all'anno.
Casi di applicazione DAC
Le applicazioni pratiche del DAC sono piuttosto ampie, compreso il recupero migliorato di petrolio e gas, la sintesi di combustibili e materie plastiche a zero emissioni di carbonio, la carbonatazione delle bevande, ecc. In queste applicazioni, i requisiti di concentrazione di CO2 variano, il che influisce sul rapporto costo-efficacia del DAC.
Prospettive future e promozione delle politiche
Per accelerare l'applicazione della DAC, gli incentivi politici rappresentano una parte molto importante. Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti prevede di investire 3,5 miliardi di dollari in diversi hub DAC, sperando che questi hub possano catturare almeno 1 milione di tonnellate di CO2 dall’atmosfera ogni anno e promuovere la commercializzazione di questa tecnologia.
Lo sviluppo della tecnologia DAC non riguarda solo l'innovazione tecnologica, ma anche il modo in cui i politici possono creare un ambiente favorevole per promuovere la maturità di questa tecnologia.
Conclusione
L'esplorazione del DAC è ancora in corso. Possiamo trovare un modo più efficace per affrontare la crisi climatica, guidato dalla tecnologia e dalla politica?
