In futuro avremo ancora crediti di CO2 ma invece di consentire alle aziende di rilasciare CO2 nell’aria, i crediti potrebbero consentire alle aziende di catturare CO2. Com’è possibile? Perché la CO2 non sarà più vista come un inquinante, ma come una risorsa. È quanto viene ipotizzato in un articolo pubblicato su Uncharted Territories.
Agli esseri umani non piace la CO2 nell’aria perché provoca un effetto serra, intrappola il calore e aumenta la temperatura del pianeta. Ma le piante la adorano. Un esempio è la fotosintesi. Le piante amano così tanto la CO2 che la estraggono dall’aria da miliardi di anni, rilasciando O2 come sottoprodotto inquinante. Ora che abbiamo riportato la CO2 ai livelli visti l’ultima volta circa un milione di anni fa, le piante la stanno consumando felicemente, crescendo del 20%-40% più velocemente di prima. Con più CO2, cresceranno ancora più velocemente.
Quindi le piante vedono la CO2 come un modo conveniente per accedere al carbonio e che richiede solo una piccola quantità di energia. Ma le piante sono inefficienti nel catturare la luce solare per assorbire CO2. Se vogliamo estrarre carbonio dall’aria prima che la Terra si riscaldi troppo, abbiamo bisogno di un modo più rapido per farlo, piuttosto che affidarci alle piante, e possiamo farlo se anche noi consideriamo la CO2 come una risorsa.
Gas naturale più economico dall’aria rispetto al suolo
Uno dei combustibili fossili che consumiamo sempre più velocemente è il metano, CH₄. Oggi lo estraiamo principalmente da terra sotto forma di gas naturale. Ma potremmo fare come le piante e costruire questa molecola a base di carbonio estraendo carbonio dall’aria, usando l’energia del sole, viene spiegato nell’articolo. L’unica differenza è che le piante producono zucchero e questa macchina produrrebbe metano. Da notare che gli unici elementi necessari per produrre metano sono CO2 dall’aria e acqua! L’unica cosa costosa di cui si ha bisogno è l’energia. A questo punto, diventa una questione di costo energetico: quanto può essere più economico generare CH₄ dall’aria piuttosto che pomparlo dal suolo?
È una questione di tempo. A lungo termine, il costo del gas naturale non può che aumentare, perché diventa sempre più scarso, facendo salire i prezzi. Inoltre, le aziende devono scavare sempre più a fondo per trovarlo e pomparlo, il che aumenta i costi e quindi i prezzi. Nel frattempo, il costo dell’energia solare sta diminuendo. Negli ultimi 45 anni, i costi del fotovoltaico sono diminuiti del 12% all’anno. È possibile utilizzare il costo in calo dell’energia fotovoltaica per generare il metano, continua l’articolo di Uncharted Territories.
Importante nota a margine: non è il tempo che riduce i costi dei pannelli solari, ma la scalabilità. Più ne costruiamo, meglio impariamo a migliorare la loro efficienza. Ma poiché il nostro volume di pannelli solari è cresciuto in modo esponenziale nel tempo, ci ritroviamo con una consistente riduzione dei costi nel tempo.
Se estrarre CH₄ dal suolo sta solo diventando più costoso e l’energia necessaria per estrarlo dall’aria sta solo diventando più economica, a un certo punto diventa più economico estrarlo dall’aria che da terra. La domanda diventa: quanto deve scendere il costo dell’energia solare fotovoltaica perché ciò avvenga?
Dall’aria al gas
L’articolo illustra i dettagli del processo per creare il metano. Per prima cosa, serve un po’ di energia per prendere aria e isolare la sua CO2 in un concentratore. L’energia può provenire da pannelli solari. Quindi bisogna prendere dell’acqua e dividere il suo idrogeno e ossigeno, formando H2 e O2. Si butta via l’ossigeno, come fanno le piante. Questa macchina è chiamata elettrolizzatore. Quindi finora abbiamo bisogno di due macchine: un concentratore di CO2 e un elettrolizzatore di H2O per ottenere H2. Infine, si combinano CO2 e H2 in un reattore per formare CH₄. Questa macchina è attualmente in fase di costruzione e sarà in vendita a partire dal prossimo anno, viene spiegato nell’articolo.
Mettiamo aria, acqua ed energia, tutto qui. L’aria è gratis; l’acqua è quasi gratis; l’unico grande costo qui è l’energia.
Quanta energia serve in questo processo?
Installando pannelli solari con una capacità di un megawatt (1 MW), dovrebbero produrre circa 128 metri cubi di metano al giorno. Considerando che il prezzo storico di CH₄ è di circa 0,18 dollari, ciò significa che un pannello solare da 1 MW può produrre 23 dollari al giorno di funzionamento, ovvero circa 10.000 dollari all’anno. Con 30 anni di attività, sono 300.000 dollari generati.
Il costo per W dei pannelli solari era di 0,27 dollari nel 2021. Quindi 1 MW è 270.000 dollari. In altre parole, sono già dello stesso ordine di grandezza. I costi del gas dal suolo e dell’energia solare sono dello stesso ordine di grandezza.
Ovviamente, il costo non riguarda solo i pannelli, ma anche il terreno, le linee di trasmissione, le persone e i macchinari (concentratore, elettrolizzatore e reattore) per produrre il metano. Ma il punto qui è che il singolo costo più grande – l’energia (attraverso i pannelli solari) – potrebbe già consentire al processo di raggiungere il pareggio. Riducendo i costi del 12% ogni anno, è una questione di tempo prima che il gas dall’aria diventi più economico di quello dal suolo.
Le condizioni e il futuro
Tutto questo si basa su molti presupposti. Ad esempio, i costi del gas naturale sono aumentati di un fattore 10 durante l’invasione dell’Europa da parte della Russia. In tali circostanze, il metano dall’aria diventa estremamente economico in confronto. Non solo, ma dato il clima politico, i Paesi potrebbero decidere di pagare un premio per il metano dall’aria piuttosto che dal suolo, se il metano dal suolo proviene dalla Russia o da Paesi similmente ostili.
Inoltre, il sole splende più intensamente nei Paesi vicini all’equatore, che tendono anche ad essere più poveri. Ciò significa che potrebbero ottenere elettricità solare e metano a un prezzo inferiore. Tuttavia, poiché la maggior parte dei Paesi più lontani dall’equatore riceve fino al 50% dell’irraggiamento solare dei Paesi più caldi e i costi dei pannelli solari generalmente diminuiscono del 12% all’anno, ci vorranno solo circa cinque anni in più per applicare la stessa economia in questi posti. Ciò significa che il punto di pareggio tra il metano dal suolo e dall’aria arriverà in momenti diversi in luoghi diversi.
Si tratta di un cambiamento profondo, perché potremmo continuare a utilizzare il gas naturale come abbiamo fatto, ma in modo carbon neutral: consumando solo ciò che otteniamo dall’aria, invece di pompare il carbonio che era rimasto intrappolato nel sottosuolo per milioni di anni.
Scarsa CO2
Ma la generazione di metano è solo un modo per utilizzare il carbonio nell’aria come risorsa. Qualsiasi combustibile può essere formato con un approccio simile. Gli agricoltori lo vedono come una risorsa, sia per nutrire le piante terrestri che marine. Probabilmente ci sono molti altri usi. Nel momento in cui l’energia diventerà abbastanza economica da consentire un’estrazione affidabile di CO2 dall’atmosfera, le persone useranno quella fonte di carbonio. E non tutto verrà rilasciato nuovamente nell’atmosfera. Parte di esso affonda negli oceani. Anche oggi il 3% del metano non viene bruciato, ma utilizzato in altri modi come la produzione di plastica, uscendo così del tutto dal ciclo del carbonio.
Nei prossimi anni, ad un certo punto – conclude l’articolo di Uncharted Territories – tutti i combustibili che usiamo arriveranno dall’aria, non dal suolo. Ogni anno affonderemo CO2 invece di emetterla. Alla fine, la esauriremo al punto che potrebbero essere prese misure per impedire alle aziende di affondarla o per far pagare il privilegio.
