15 Apr 2022
La chimica ci salverà
Il nuovo paradigma: trasformare i rifiuti in prodotti chimici. L’Europa può produrre abbastanza biocombustibili da diventare indipendente.
di Maurizio Masi
Le tecnologie di cattura del carbonio ad assorbimento chimico sono molto consolidate in presenza di una fonte di CO2 concentrata, come la ciminiera di una centrale elettrica. I fumi vengono trattati con una soluzione alcalina: oggi si tende a utilizzare un’acqua leggermente alcalinizzata, mentre il processo chimico tradizionale usa le etanolammine, che sono molto efficienti ma hanno un impatto ambientale più forte. Una volta che le etanolammine hanno assorbito la CO2 dai fumi, le si scalda e la CO2 viene rilasciata: si ottiene così una corrente di CO2 quasi al 100%, che viene convogliata in una pipeline e portata all’interno di un giacimento esaurito di metano. Si tratta di un ottimo serbatoio, che non ha dispersione nel’ambiente: estraendo il metano si è creata una spugna vuota, che può essere riempita di anidride carbonica.
Questo è un esperimento che Eni sta facendo nel mare Adriatico, al largo di Ravenna, dove c’è un giacimento esaurito di metano. Stanno prendendo la CO2 , estraendola da una centrale elettrica a carbone, per poi seppellirla a livello gassoso all’interno del giacimento. Si era pensato anche di fare la famosa bolla di CO2 , di prenderla e mandarla in mare profondo, ma il problema è che cambia il Ph del mare, perché inizia a solubilizzarsi, fa i bicarbonati e ne cambia l’acidità; quindi è una tecnologia in abbandono, mai propriamente attuata.
Le tecniche più avanzate che si sta cercando di realizzare sono quelle di mineralizzazione: si tratta di riportare la CO2 a livello di roccia. La natura ci mette milioni di anni, noi per fare più in fretta la facciamo reagire con particolari minerali che la catturano. Uno è il serpentino, che si trova anche in Lombardia: in Valmalenco viene estrsatto e utilizzato per fare le pentole ollari e le lastre di ardesia con cui si fanno i tetti delle case in montagna. Questi minerali, silicati di calcio e di magnesio, sono in grado di reagire con la CO2 e di trasformarsi in carbonati di calcio e magnesio.
Il processo funziona, è stato a lungo studiato al Politecnico di Zurigo: uno dei monti nei pressi dlla città svizzera che era fatto quasi tutto di olivina, un altro minerale adatto allo scopo, ora è stato utilizzato, e accanto ce ne è uno di carbonato. Il problema, insomma, è che in pratica si consuma una montagna, e se ne crea una nuova, oppure la si butta nel mare.
Un altro bel progetto ha coinvolto Eni e Mapei, utilizzando gli amianti della Val Susa: il silicato è stato trasformato in un cemento con proprietà simili a quelli pozzolatici, molto leggeri e quindi utilizzati in edilizia. Non sarà mai possibile avere una soluzione one size fit for all, cioè che vada bene per tutti. Le soluzioni di decarbonizzazione saranno locali. Il pozzo di metano esausto nell’Adriatico è in una posizione strategica per il lombardo-veneto, che è responsabile all’incirca del 40% delle emissioni italiane, ma non per la parte tirrenica, che avrebbe la necessità di costruire una pipeline lunga.
FIn qui abbiamo parlato di tecnologie che non inventano nulla di nuovo, e si scontrano solo con il problema del costo: se sarà attuata una carbon tax, potrà diventare conveniente seppellire l’anidride carbonica. Poi c’è il sogno: catturare la CO2 direttamebte dall’atmosfera. Il problema è che sembra che ce ne sia tanta, ma in realtà è solo lo 0,4%, tant’è vero che respiriamo benissmo: fosse al 10% ci mancherebbe l’aria. La CO2 alza la temperatura del pianeta, ma per la salute è più nocivo il particolato delle grandi città. Per catturare la CO2 dall’aria si utilizzano aspiratori con assorbenti solidi: zooliti, carboni attivi, ce n’è un’infinità, i cosiddetti MOF, metal organic frameworks.
Il problema è che bisogna catturare qualcosa di estremamente diluito, quindi c’è un grande dispendio di superficie: ci vorrebbero chilometri e chilometri quadrati di ventialtori. Dal mio punto di vista non ha alcun senso tecnico, anche a prescindere dal costo: prendere qualcosa di così diluito per concentrarlo è contrario ai principi della termodinamica. Anche perché si rivaleggia con la natura, che questa cattura invece la fa benissimo. Un albero che cresce prende la CO2 dall’aria e la mette nella lignina. Se si piantano degli alberi, sono molto più efficienti nel catturare CO2 dall’atmosfera di tutti i marchingegni che possiamo inventare.
Un albero cattura CO2 per, poniamo, dieci anni , poi il legno viene utilizzato per due-tre anni per fare mobili o imballaggi; se a fine vita lo brucio per fare energia, reimmetto nell’atmosfera tutta la CO2 che avevo catturato. Se faccio un bilancio su un anno sto catturando anidride carbonica, su una ventina d’anni il bilancio è neutro, sono carbon neutral, il che non è certo un bilancio negativo.
Alla Manifattura tabacchi, una grande tenuta a San Sepolcro, stiamo sperimentando l’utilizzo di tutti gli stralci delle coltivazioni per fare biogas. Il nostro obiettivo è trasformarlo in metanolo dimetiletere, così da alimentare tutti i mezzi agricoli della tenutacon un carburante diesel prodotto dagli stessi scarti agricoli. Sono un sostenitore dell’utilizzo del legno di scarto per fare prodotti chimici, che sono quelli a più alto valore aggiunto. L’Italia è il Paese che utilizza più metanolo, ma non ha un impianto per produrlo e lo importa tutto, 40.000 tonnellate all’anno. Se tutto il materiale di Rilegno fosse convertito in metanolo, non si saturerebbe neanche il mercato italiano. Bisognerebbe coinvolgere una bioraffineria, per produrre metanolo e anche acido acetico, dimetiletere o etilene. In Italia sembra si debba puntare solo sull’idrogeno, ma dal punto di vista chimico e termodinamicoè una follia.
Faccio presente che un’elettrolisi, che separa l’ossigeno dall’idrogeno, fatta bene dà un 50-55 per cento di rendimento,. Passando dall’energia elettrica all’idrogeno, dunque, circa la metà dell’energia si disperde. Facendo il percorso inverso con le pile combustibili, se ne perde una quota ulteriore. Alla fine dell’energia originaria rimane circa il 35%, non il 100% come è stato scritto recentemente da uno dei principali quotidiani italiani. La termodinamica insegna che a ogni passaggio la natura chiede dazio. Il moto perpetuo, insomma, non esiste.
Ma al di fuori dell’Italia si sta affermando un nuovo paradigma: da from waste to energy a from waste to chemistry, ovvero trasformare i nostri rifiuti in prodotti chimici. Ogni cittadino europeo produce una tonnellata di rifiuti l’anno e consuma una tonnellata di carburanti. Se l’Europa inizia a utilizzare i suoi rifiuti diventa praticamente indipendente. E la trasformazione del legname in biocombustibile avviene con le stesse bioraffinerie che sono in grado di utilizzare anche altri tipi di rifiuti, dai plastici ai solidi urbani.
