Un nuovo modo per rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera

Il nostro pianeta ha il problema del carbonio: se non iniziamo a rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera, diventeremo più caldi, più in fretta. L'ingegnere chimico Jennifer Wilcox mostra alcune brillanti tecnologie per cancellare il carbonio dall'aria, usando reazioni chimiche che catturano e ri-usano la CO2 nello stesso modo degli alberi, ma su vasta scala. Questa dettagliata conferenza esamina sia le promesse che le insidie.

Quattrocento parti per milione:

questa è la concentrazione
approssimativa di CO2 nell'aria oggi.

Che cosa significa?

Per ogni 400 molecole
di anidride carbonica,

c'è un milione di molecole
di ossigeno e azoto.

In questa stanza oggi, siamo circa 1800.

Immaginate se solo uno di noi
indossasse una maglietta verde,

e vi chiedessero
di trovare quella persona.

Questa è la sfida che stiamo
affrontando per catturare la CO2

direttamente dall'aria.

Sembra facile

estrarre CO2 dall'aria.

In realtà è molto difficile.

Ma vi dirò cosa è semplice:

evitare le emissioni di CO2,
per cominciare.

Ma non lo stiamo facendo.

Perciò quello a cui dobbiamo
pensare è tornare indietro

ed estrarre la CO2 dall'aria.

Sebbene sia difficile,
è effettivamente possibile.

Oggi condividerò con voi
a che punto siamo con questa tecnologia

e dove arriverà nel prossimo futuro.

Ora, la terra rimuove
naturalmente la CO2 dall'aria

tramite l'acqua di mare, i terreni,
le piante e anche le rocce.

E nonostante l'inestimabile lavoro
degli ingegneri e scienziati

per accelerare questi processi naturali,

non sarà abbastanza.

La buona notizia è che c'è dell'altro.

Grazie alla ingegnosità umana,
oggi abbiamo la tecnologia

per rimuovere la CO2 dall'aria

usando un approccio sintetico chimico.

Mi piace pensare ad esso
come a una foresta sintetica.

Ci sono due approcci di base per crescere
o costruire una foresta come questa.

Uno è quello di usare sostanze chimiche
sciolte in acqua che catturano CO2.

L'altro è di usare materiali solidi
con sostanze chimiche che catturano CO2.

Non importa quale approccio scegli,
in sostanza sembrano uguali.

Quello che vi sto mostrando qui
è il probabile aspetto del sistema

per fare proprio questo.

Questo si chiama contattore d'aria.

Potete vedere come
deve essere molto, molto largo

per avere una superficie ampia abbastanza

da lavorare tutta l'aria necessaria,

perché tenete a mente,

stiamo tentando di catturare
solo 400 molecole su un milione.

Usando l'approccio del mezzo liquido,

si prende questo
ampio materiale d'imballaggio,

lo si usa per riempire il contattore,

si usano delle pompe per distribuire
il liquido nel materiale d'imballaggio,

e si usano dei ventilatori,
come potete vedere davanti,

per far entrare l'aria nel liquido.

La CO2 nell'aria viene
separata dal liquido

reagendo con le molecole di CO2
fortemente leganti nella soluzione.

Per catturare una grande quantità di CO2,

bisogna rendere questo
contattore più profondo.

Ma c'è una ottimizzazione,

perché più profondo è il contattore,

maggiore è l'energia usata
per spingere l'aria attraverso di esso.

I contattori d'aria hanno
una caratteristica di progettazione unica,

ovvero sono dotati di una vasta superficie
ma sono relativamente sottili.

Una volta che la CO2 viene catturata,

c'è la possibilità di riciclare
il materiale usato per catturarla

più e più volte.

La portata per la cattura di CO2
è così immensa

che il processo di cattura
deve essere sostenibile,

e non è permesso usare
il materiale solo una volta.

E quindi il riciclo del materiale richiede
un'immensa quantità di calore,

perché pensateci:
la CO2 è così diluita nell'aria,

che il materiale a cui si
sta legando è molto forte,

e perciò c'è bisogno di tanto calore
in modo da riciclare il materiale.

E riciclando il materiale
con quel calore

la CO2 concentrata che è stata ottenuta
dalla CO2 diluita nell'aria

ora viene rilasciata,

così da produrre CO2
ad alto grado di purezza.

Questo è molto importante,

perché la CO2 ad alto grado di purezza
è più semplice da liquefare,

più semplice da trasportare,
sia tramite gasdotto che autocarro,

o perfino più facile
da usare direttamente,

per esempio, come carburante
o prodotto chimico.

Voglio continuare a parlare
di quell'energia.

Il calore richiesto per rigenerare
o riciclare questi materiali

stabilisce esattamentel'energia e
il relativo costo del processo.

Quindi vi faccio una domanda:

Quanta energia pensate sia necessaria

per rimuovere un milione
di tonnellate di CO2 dall'aria

in un anno qualsiasi?

La risposta: una centrale elettrica.

Ci vuole una centrale elettrica
per catturare CO2 direttamente dall'aria.

A seconda di quale approccio si sceglie,

la centrale potrebbe essere
dai 300 ai 500 megawatts.

E bisogna essere attenti
nella scelta del tipo di centrale.

Se si sceglie quella a carbone,

si finisce per emettere più CO2
di quella che si cattura.

Ora parliamo dei costi.

Una versione di questa tecnologia
ad alta intensità energetica

può costare fino
a 1000 dollari a tonnellata

solo per catturare la CO2.

Mettiamola in un altro modo.

Se si vuole prendere quella costosa CO2
e liquefarla in combustibile liquido,

costerebbe 50 dollari per gallone.

Costa troppo, non è fattibile.

Dunque come possiamo abbassare i costi?

In parte, questo è il mio lavoro.

Ora c'è un'azienda a scala commerciale

che potrebbe farlo
per 600 dollari a tonnellata.

Ci sono molte altre aziende
che stanno sviluppando tecnologie

per abbassare ulteriormente il prezzo.

Ora vi parlerò un pochino

di alcune di queste aziende.

Una di esse è Carbon Engineering.

Hanno sede in Canada.

Usano l'approccio a mezzo
liquido per la separazione

combinato con la combustione
di gas naturale, economico e abbondante,

per fornire il calore richiesto.

Hanno un approccio intelligente

che permette loro
di catturare la CO2 dall'aria

e anche la CO2 generata
bruciando il gas naturale.

E dunque in questo modo

compensano per l'eccessivo
inquinamento e riducono i costi.

Climeworks in Svizzera
e Global Thermostat negli USA

usano un approccio diverso.

Usano materiali solidi per la cattura.

Climeworks usa il calore
emesso dalla terra,

o l'energia geotermica

o anche l'eccesso di vapore
da altri processi industriali

per ridurre l'inquinamento e i costi.

Global Thermostat utilizza
un approccio diverso.

Loro si focalizzano sul calore necessario

e la velocità con cui si muove
attraverso il materiale

così da poter rilasciare e produrre CO2

molto velocemente,

il che permette di avere
un design più compatto

e di avere costi più bassi in generale.

E c'è ancora di più.

Una foresta sintetica ha un vantaggio
significativo: la dimensione.

La prossima immagine che vi mostrerò
è una mappa della Foresta Amazzonica.

L'Amazzonia può catturare 1,6 miliardi
di tonnellate di CO2 ogni anno.

Il che equivale a circa il 25%

delle emissioni annuali negli USA.

La quantità di terreno necessaria
per una foresta sintetica

o per un impianto di cattura industriale

per catturare la stessa quantità

è 500 volte più piccola.

Inoltre, per una foresta sintetica,

non c'è bisogno di costruirla
su un terreno coltivabile,

quindi non c'è competizione
con le colture o con il cibo,

e non c'è nemmeno nessuna ragione
per diboscare alberi veri

per poterla realizzare.

Voglio fare un passo indietro,

e parlare di nuovo del concetto
di emissioni negative.

L'emissioni negative richiedono
che la CO2 separata

venga rimossa dall'atmosfera per sempre,

il che significa rimetterla sottoterra,

da dove proviene.

Ma diciamocelo, nessuno oggi
viene pagato per farlo.

Perlomeno non abbastanza.

Dunque le aziende che stanno
sviluppando queste tecnologie

sono in realtà interessate
a prendere la CO2

e renderla utile,
un prodotto commerciabile.

Potrebbe diventare
combustibile liquido, plastica,

o perfino ghiaia sintetica.

E non fraintendetemi,
questi mercati del carbonio sono ottimi.

Ma non voglio che siate disillusi.

Questi non sono grandi abbastanza
da risolvere la nostra crisi climatica,

e perciò quello che dobbiamo
fare è pensare davvero

a cosa serve.

Una cosa che penso sia positiva
dei mercati di carbonio

è che permettono di costruire
nuovi impianti di cattura,

e con ogni impianto costruito,

impariamo di più.

E quando impariamo di più,

abbiamo un'opportunità
per abbassare i costi.

Ma dobbiamo anche
essere disposti a investire

come società globale.

Potremmo avere tutto l'ingegno
e la tecnologia del mondo,

ma non sarà abbastanza

per far sì che questa tecnologia abbia
un impatto significativo sul clima.

Abbiamo bisogno di regolamentazione,

di sovvenzioni,

di tasse sul carbonio.

Alcuni di noi sarebbero
davvero disposti a pagare di più.

Ma ciò che sarà richiesto

sarà che le emissioni zero,
le emissioni negative

siano accessibili
alla maggior parte della società

per avere un impatto climatico.

Oltre a quei tipi di investimenti,

abbiamo anche bisogno di investire
nella ricerca e sviluppo.

Come potrebbe essere?

Nel 1966, gli USA hanno investito circa
0,5% di prodotto interno lordo

nel programma Apollo.

Ha portato in maniera sicura
l'uomo sulla luna

e lo ha riportato sulla terra.

Il 0,5% del PIL oggi è circa
100 miliardi di dollari.

Quindi sapendo che
la cattura diretta dall'aria

è in prima linea nella battaglia
contro il cambiamento climatico,

immaginate se potessimo
investire il 20%, 20 miliardi di dollari.

Inoltre, immaginate se
potessimo abbassare i prezzi

a 100 dollari a tonnellata.

Sarà difficile, ma è parte di ciò
che rende il mio lavoro divertente.

E quindi come vi sembra,

20 miliardi di dollari,
100 dollari a tonnellata?

Ciò richiede la costruzione
di 200 foreste sintetiche,

ognuna capace di catturare un milione
di tonnellate di CO2 all'anno.

Questo ammonta a circa il 5%
delle emissioni annuali negli USA.

Non sembra molto.

In realtà, è molto significativo.

Se si stimano le emissioni associate
con il trasporto a lungo raggio

e l'aviazione commerciale,

ammontano a circa il 5%.

La nostra dipendenza dai combustibili
liquidi rende queste emissioni

davvero difficili da evitare.

Dunque questo investimento potrebbe
assolutamente essere significativo.

Ora, cosa serve in termini
di area di terreno per farlo,

200 impianti?

Risulta che occuperebbero metà
della superficie di Vancouver.

Se vengono alimentati con gas naturale.

Ma ricordatevi dello svantaggio
del gas naturale: emette CO2.

Quindi se si usa gas naturale per
catturare direttamente dall'aria,

si finisce col catturare
solo circa un terzo del previsto

a meno che non si usi
l'approccio di co-cattura

di Carbon Engineering.

Quindi se adottassimo
un approccio alternativo

e usassimo l'energia eolica o solare,

la superficie sarebbe 15 volte più larga,

più simile allo stato del New Jersey.

Una delle cose alle quali penso
durante il mio lavoro e la mia ricerca

è quella di ottimizzare e capire
dove mettere questi impianti

e di pensare alle risorse
locali disponibili,

che sia terreno, acqua,
energia pulita e a basso costo,

perché, per esempio,
possiamo usare energia pulita

per dissociare l'acqua
per produrre idrogeno,

che è un sostituto perfetto
e senza carbonio per il gas naturale,

per fornire il calore richiesto.

Ma vorrei che riflettessimo un po'
di più sulle emissioni negative.

L'emissioni negative non
vanno viste come risolutive,

ma possono aiutarci
se continuiamo a temporeggiare

per ridurre l'inquinamento
da CO2 a livello globale.

Ma è anche il motivo per cui
dobbiamo stare attenti.

Questo approccio è così invitante
che può anche essere rischioso,

e alcuni possono attaccarsi ad esso come
soluzione finale per la crisi climatica.

Può tentare le persone a bruciare
combustibili fossili 24 ore su 24,

365 giorni l'anno.

Sostengo che non dovremmo
vedere l'emissioni negative

come rimpiazzo
per bloccare l'inquinamento,

ma piuttosto, come aggiunta ad
un portfolio esistente che include tutto,

da una maggiore efficienza energetica

a energia a basso tenore di carbonio

ad una migliore coltivazione,

tutte ci porteranno un giorno
sul cammino delle zero emissioni nette.

Un po' di autoriflessione:

mio marito è un medico di guardia.

E sono meravigliata
dal lavoro di salvataggio

che lui e i suoi colleghi
fanno giorno dopo giorno.

Eppure quando parlo con loro
del mio lavoro di cattura di CO2,

trovo che siano altrettanto meravigliati

ed è perché combattere
il cambiamento climatico catturando CO2

non riguarda solo salvare un orso polare,

o un ghiacciaio.

Riguarda salvare vite umane.

Una foresta sintetica potrebbe
non essere mai bella come una vera,

ma potrebbe essere capace di aiutarci
a preservare non solo l'Amazzonia,

ma tutte le persone

che amiamo e che apprezziamo,

così come tutte le nostre
generazioni future

e la civiltà moderna.

Grazie.

(Applausi)