Il sequestro del carbonio è il processo di cattura, messa in sicurezza e stoccaggio dell’anidride carbonica dall’atmosfera. L’idea è quella di stabilizzare il carbonio in forme solide e disciolte in modo che non causi il riscaldamento dell’atmosfera. Il processo mostra un’enorme promessa per ridurre l'”impronta di carbonio” umana. Ci sono due tipi principali di sequestro del carbonio: biologico e geologico.
Leggi come funziona il sequestro del carbonio in un ranch della California.
Che cos’è il carbonio?
In molti modi, il carbonio è la vita. Elemento chimico, come l’idrogeno o l’azoto, il carbonio è un elemento base delle biomolecole. Esiste sulla Terra in forma solida, disciolta e gassosa. Per esempio, il carbonio si trova nella grafite e nel diamante, ma può anche combinarsi con le molecole di ossigeno per formare anidride carbonica gassosa (CO2).
L’anidride carbonica è un gas che intrappola il calore prodotto sia in natura che dalle attività umane. Le fonti di anidride carbonica prodotte dall’uomo provengono dalla combustione di combustibili fossili come il carbone, il gas naturale e il petrolio per usi nella produzione di energia e nei trasporti. L’anidride carbonica viene anche rilasciata attraverso i cambiamenti d’uso della terra, biologicamente attraverso gli oceani, la decomposizione della materia organica e gli incendi boschivi.
L’accumulo di anidride carbonica e di altri gas serra nell’atmosfera può intrappolare il calore e contribuire al cambiamento climatico.
Scoprire come catturare e immagazzinare l’anidride carbonica è un modo in cui gli scienziati vogliono differire gli effetti del riscaldamento dell’atmosfera. Questa pratica è ora considerata dalla comunità scientifica come una parte essenziale per risolvere il cambiamento climatico.
Tipi di sequestro del carbonio
Sequestro biologico del carbonio
Il sequestro biologico del carbonio è lo stoccaggio di anidride carbonica nella vegetazione come le praterie o le foreste, così come nei suoli e negli oceani.
Oceani
Gli oceani assorbono circa il 25% dell’anidride carbonica emessa dalle attività umane ogni anno.
Il carbonio va in entrambe le direzioni nell’oceano. Quando l’anidride carbonica viene rilasciata nell’atmosfera dall’oceano, crea quello che viene chiamato un flusso atmosferico positivo. Un flusso negativo si riferisce all’assorbimento di anidride carbonica da parte dell’oceano. Pensate a questi flussi come un’inspirazione e un’espirazione, dove l’effetto netto di queste direzioni opposte determina l’effetto complessivo.
Le parti più fredde e ricche di nutrienti dell’oceano sono in grado di assorbire più anidride carbonica delle parti più calde. Pertanto, le regioni polari servono tipicamente come pozzi di assorbimento del carbonio. Entro il 2100, la maggior parte dell’oceano globale dovrebbe essere costituito da anidride carbonica, alterando potenzialmente la chimica dell’oceano e abbassando il pH dell’acqua, rendendola più acida.
Suolo
Il carbonio è sequestrato nel suolo dalle piante attraverso la fotosintesi e può essere immagazzinato come carbonio organico del suolo (SOC). Gli agroecosistemi possono degradare ed esaurire i livelli di SOC, ma questo deficit di carbonio apre l’opportunità di immagazzinare carbonio attraverso nuove pratiche di gestione del terreno. Il suolo può anche immagazzinare carbonio sotto forma di carbonati. Tali carbonati si creano nel corso di migliaia di anni quando l’anidride carbonica si dissolve nell’acqua e filtra nel suolo, combinandosi con minerali di calcio e magnesio, formando “caliche” nei terreni desertici e aridi.
I carbonati sono inorganici e hanno la capacità di immagazzinare carbonio per più di 70.000 anni, mentre la materia organica del suolo tipicamente immagazzina carbonio per alcuni decenni. Gli scienziati stanno lavorando su come accelerare il processo di formazione dei carbonati aggiungendo silicati finemente frantumati al suolo per immagazzinare carbonio per periodi di tempo più lunghi.
Foreste
Circa il 25% delle emissioni globali di carbonio sono catturate da paesaggi ricchi di piante come foreste, praterie e pascoli. Quando foglie e rami cadono dalle piante o quando le piante muoiono, il carbonio immagazzinato viene rilasciato nell’atmosfera o trasferito nel suolo. Gli incendi e le attività umane come la deforestazione possono contribuire alla diminuzione delle foreste come serbatoio di carbonio.
Pascoli
Mentre le foreste sono comunemente accreditate come importanti serbatoi di carbonio, i maestosi giganti verdi della California servono più come fonti di carbonio a causa delle temperature in aumento e dell’impatto della siccità e degli incendi negli ultimi anni. Le praterie e i pascoli sono più affidabili delle foreste nella California di oggi, soprattutto perché non vengono colpiti così duramente come le foreste da siccità e incendi, secondo una ricerca della University of California, Davis. A differenza degli alberi, le praterie sequestrano la maggior parte del loro carbonio sottoterra. Quando bruciano, il carbonio rimane fissato nelle radici e nel suolo invece che nelle foglie e nella biomassa legnosa. Le foreste hanno la capacità di immagazzinare più carbonio, ma in condizioni instabili dovute al cambiamento climatico, le praterie sono più resistenti.
Sequestro geologico del carbonio
Il sequestro geologico del carbonio è il processo di stoccaggio dell’anidride carbonica in formazioni geologiche sotterranee, o rocce. Tipicamente, l’anidride carbonica viene catturata da una fonte industriale, come la produzione di acciaio o cemento, o da una fonte legata all’energia, come una centrale elettrica o un impianto di lavorazione del gas naturale e iniettata in rocce porose per lo stoccaggio a lungo termine.
La cattura e lo stoccaggio del carbonio possono permettere l’uso di combustibili fossili fino a quando un’altra fonte di energia non sarà introdotta su larga scala.
Sequestro tecnologico del carbonio
Gli scienziati stanno esplorando nuovi modi per rimuovere e conservare il carbonio dall’atmosfera usando tecnologie innovative. I ricercatori stanno anche iniziando a guardare oltre la rimozione dell’anidride carbonica e stanno ora esaminando più modi in cui può essere usata come risorsa.
Produzione di grafene
L’uso dell’anidride carbonica come materia prima per produrre grafene, un materiale tecnologico. Il grafene è usato per creare schermi per smartphone e altri dispositivi tecnologici. La produzione di grafene è limitata a specifiche industrie, ma è un esempio di come l’anidride carbonica possa essere utilizzata come risorsa e come soluzione per ridurre le emissioni dall’atmosfera.
Direct Air Capture (DAC)
Un mezzo con cui catturare il carbonio direttamente dall’aria utilizzando impianti a tecnologia avanzata. Tuttavia, questo processo è ad alta intensità energetica e costoso, variando da 500 a 800 dollari per tonnellata di carbonio rimosso. Mentre le tecniche come la cattura diretta dell’aria possono essere efficaci, sono ancora troppo costose da implementare su scala di massa.
Molecole ingegnerizzate
Gli scienziati stanno ingegnerizzando molecole che possono cambiare forma creando nuovi tipi di composti capaci di individuare e catturare l’anidride carbonica dall’aria. Le molecole ingegnerizzate agiscono come un filtro, attirando solo l’elemento che è stato progettato per cercare.
Impatti del sequestro del carbonio
- Circa il 25% delle nostre emissioni di carbonio sono state storicamente catturate dalle foreste, dalle fattorie e dalle praterie della Terra. Gli scienziati e i gestori del territorio stanno lavorando per mantenere i paesaggi vegetati e il suolo idratato affinché le piante crescano e sequestrino il carbonio.
- Circa il 30% dell’anidride carbonica che emettiamo bruciando combustibili fossili viene assorbita dallo strato superiore dell’oceano. Ma questo aumenta l’acidità dell’acqua, e l’acidificazione degli oceani rende più difficile per gli animali marini costruire i loro gusci. Gli scienziati e l’industria della pesca stanno prendendo misure proattive per monitorare i cambiamenti derivanti dal sequestro del carbonio e adattare le pratiche di pesca.