Cattura e stoccaggio del carbonio in quattro continenti: come atteggiamenti diversi determineranno un’implementazione diversa
Articolo di Michael Stephenson
Michael Stephenson (Stephenson Geoscience Consulting Ltd, mikepalyno@me.com)
Adattato dal bollettino del gruppo di chimica ambientale della Royal Society of Chemistry (gennaio 2025).
Nonostante il ruolo centrale della cattura e stoccaggio del carbonio (CCS) nelle ambizioni politiche su larga scala, la tecnologia stessa è vista in modo molto diverso nelle diverse parti del mondo: le opinioni di molti scienziati, professionisti e responsabili politici africani sono scettiche; negli USA l'approccio è decisamente capitalista; in Europa ideologica; e pragmatico nel Sud Est asiatico. Questo articolo esamina il motivo per cui queste diverse visioni si sono evolute e le implicazioni per la futura implementazione della CCS.
I “percorsi modello illustrativi” dell’IPCC, lo scenario di sviluppo sostenibile dell’IEA e la Commissione per le transizioni energetiche prevedono tutti tecnologie CCS nella riduzione delle emissioni per l’energia, ma sempre più anche per industrie difficili da abbattere come ferro e acciaio, ammoniaca e raffinerie. La CCS prevede la cattura, il trasporto e quindi lo stoccaggio o lo smaltimento in formazioni geologiche di CO2 su scala industriale. Tra i principali fattori che influenzano l’evoluzione della CCS ci sono i costi dei diversi aspetti del processo, la disponibilità e la capacità delle formazioni geologiche, le opportunità di commercializzazione, le opinioni pubbliche sulla tecnologia e i contesti politici, fiscali e normativi favorevoli.
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Le tasse sono particolarmente favorevoli negli Stati Uniti che non dispongono di un meccanismo di cap and trade come l’Emissions Trading System (ETS) nell’UE. Ai sensi della sezione 45Q del Codice tributario interno, i crediti d'imposta si applicano ai contribuenti che catturano e immagazzinano o utilizzano anidride carbonica. Laddove i prezzi per i costi di cattura sono bassi, i crediti d’imposta possono essere compensati in modo molto efficace contro i costi di capitale e operativi dei macchinari per la cattura del carbonio. Ciò è particolarmente vero per la produzione di etanolo per biocarburanti, per la produzione di ammoniaca e per la lavorazione del gas naturale, per i quali la cattura è relativamente economica negli Stati Uniti (Figura 1). Un ulteriore vantaggio è l’opportunità commerciale conferita dal valore della CO2 per un maggiore recupero del petrolio negli Stati Uniti, mirato principalmente ad aumentare i rendimenti di petrolio e gas. La combinazione di cattura relativamente economica, agevolazioni fiscali e un mercato pronto per la CO2 ha prodotto un ambiente vivace, guidato dal punto di vista commerciale, per parte della catena CCS. Tuttavia, questa vivacità non si estende alle fonti a concentrazione più bassa di CO2 nel settore energetico e dell’industria su larga scala, dove i costi di cattura per tonnellata sono più elevati (Figura 1).
Il risultato è che la CCS statunitense si concentra su emettitori piuttosto piccoli. Nel 2021, la lavorazione del gas naturale, la produzione di etanolo e ammoniaca hanno rappresentato solo 83 milioni, ovvero il 3,3%, dei 2.483 milioni di tonnellate di emissioni di CO2 provenienti dalle principali fonti statunitensi a cui può essere applicata la CCS. Sia il numero limitato di impianti CCS in funzione che le basse emissioni di CO2 delle loro industrie fanno sì che oggi la CCS catturi solo circa 22 milioni di tonnellate, ovvero lo 0,4%, delle emissioni annuali totali di CO2 degli Stati Uniti (Figura 2).
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Nel sud-est asiatico la situazione è diversa. L’Agenzia internazionale per l’energia prevede una crescita vigorosa nell’area, compreso l’aumento della domanda di energia da gas naturale, petrolio e carbone da qui al 2030. L’area dispone di abbondanti risorse di combustibili fossili e di un parco di centrali termoelettriche che hanno principalmente meno di 10 anni e quindi probabilmente rimarranno in servizio per molti anni. Dato questo profilo, è sorprendente che i progetti CCS più attivi nel sud-est asiatico siano legati alla lavorazione del gas naturale, piuttosto che alla produzione di energia.
Questo perché nel sud-est asiatico esistono notevoli risorse di gas naturale, anche se provenienti da giacimenti ad alto contenuto di CO2. Wood Mackensie stima che nella sola Malesia vi siano oltre 15 miliardi di barili di petrolio equivalente (BOE) di risorse di gas, inclusi circa nove miliardi di BOE di gas non sviluppato a causa dell’elevato contenuto di CO2. Molti paesi del sud-est asiatico riconoscono l’importanza del gas naturale per stimolare lo sviluppo economico, ma sono comprensibilmente resistenti allo scarico su larga scala di CO2 nell’atmosfera in seguito alla separazione della CO2 dal flusso di gas naturale. L'amministratore delegato della PTTEP, la compagnia petrolifera nazionale tailandese, descrive così il suo approccio: "L'azienda continuerà ad espandere i propri investimenti nella produzione di gas naturale, ma allo stesso tempo incorporerà anche la questione delle emissioni di gas serra nel processo decisionale di nuovi progetti di gas". Il primo impianto CCS della Thailandia si trova nel giacimento di gas Arthit nel Golfo della Thailandia. Anche il primo grande progetto CCS della Malesia è legato alla lavorazione del gas naturale: il giacimento di gas Kasawari è in fase di sviluppo da parte di Petronas e si prevede che sarà operativo entro il 2025.
L’Europa è di nuovo diversa. Possiede il contesto normativo e politico più sviluppato per la CCS, compreso l'ETS e meccanismi di finanziamento innovativi come i "contratti per differenza". L’obiettivo dell’ETS è ridurre le emissioni di gas serra e consentire alle aziende di scambiare i diritti di emissione all’interno dell’UE. Il sistema copre circa il 45% delle emissioni di gas serra dell’UE. Uno studio del 2023 sugli effetti dell’EU ETS ha identificato una riduzione delle emissioni di carbonio nell’ordine del -10% tra il 2005 e il 2012 senza alcun impatto sui profitti o sull’occupazione per le aziende regolamentate, sebbene le operazioni di stoccaggio su larga scala debbano ancora essere sviluppate. Guardando al futuro, è probabile che l’Europa svilupperà una catena CCS più completa in una gamma più ampia di forme rispetto a quanto avviene attualmente in altre parti del mondo, con cementifici, raffinerie e centrali termoelettriche che sviluppano la CCS in una serie di hub e cluster ben sviluppati. Un modello molto innovativo, noto come Northern Lights, si è evoluto anche in Norvegia, sebbene fortemente sovvenzionato dal governo norvegese. Si tratta di un modello di smaltimento della CO2 open source in base al quale la CO2 trasportata dalle navi dai paesi che si affacciano sull'area del Mare del Nord può essere semplicemente smaltita geologicamente a pagamento.
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In Africa il dibattito sulla CCS può essere ancora molto diverso. Sebbene siano stati compiuti alcuni progressi nei settori CCS africani a livello politico. Le recenti esperienze in Namibia e Nigeria, parlando con accademici e professionisti e organizzando corsi di formazione, suggeriscono che molti accademici e professionisti nutrono dubbi sulla CCS. Questo non è perché non vogliono fare nulla riguardo al cambiamento climatico, o perché non riescono a vedere nuove tecniche
e opportunità scientifiche nella CCS. Il problema è piuttosto che la CCS è vista come una spesa aggiuntiva per le economie in difficoltà dove i costi energetici (e altri costi della vita) sono già elevati al punto da causare instabilità civile (ad esempio in Nigeria). C’è anche una crescente consapevolezza che la responsabilità dell’elevata concentrazione di CO2 nell’atmosfera ricade sul mondo sviluppato (il Nord del mondo). Questa responsabilità è stata ben riassunta da MacKay mostrando la dimensione cumulativa delle emissioni storiche di CO2, in netto contrasto tra Nord e Sud del mondo (Figura 3). La reazione di molti africani a questo è che il ricco Nord non dovrebbe ostacolare il diritto dell’Africa a sviluppare responsabilmente i suoi combustibili fossili, e che se la CCS e altri metodi di riduzione sono necessari per sviluppare questi combustibili, allora il Nord del mondo dovrebbe pagarli.
Cosa rivelano questi diversi modelli e atteggiamenti sullo stato della CCS? Innanzitutto potrebbe essere giusto dire che non c’è chiarezza riguardo allo scopo della CCS. Gli strumenti di politica economica sviluppati negli Stati Uniti hanno incoraggiato solo una piccola industria CCS che di fatto ignora i grandi emettitori e aumenta la produzione di combustibili fossili
attraverso un maggiore recupero del petrolio. Un risultato simile potrebbe essere previsto nel sud-est asiatico, dove la CCS – come parte del programma ambientale, sociale e di governance (ESG) di una compagnia nazionale di petrolio e gas – potrebbe portare a minori emissioni attraverso il venting, ma consente comunque il gas naturale come combustibile. Molti detrattori vedono la CCS come un fattore abilitante per i combustibili fossili e, nel caso degli Stati Uniti, questo potrebbe essere vero. Altrove in Europa, forse con i più sofisticati
politica e di regolamentazione che promuovono un sistema CCS più completo, l’avvio della CCS su larga scala è stato lento e non sono ancora operativi grandi progetti. In Africa la CCS sarà probabilmente lenta a causa dei suoi costi e perché potrebbe ostacolare il rapido sviluppo dei combustibili fossili considerati da molti vitali per la crescita dell'Africa.
La CCS è una tecnologia utile. È sicuro e tecnicamente realizzabile. Attualmente è anche l’unico modo in cui l’industria su larga scala può essere decarbonizzata e potrebbe essere utile per ridurre l’uso di combustibili fossili nel Sud del mondo, che ha grandi richieste energetiche. Tuttavia la sua commercializzazione, qualunque sia il percorso, a volte porta al fallimento
gli obiettivi sono confusi. Dobbiamo affrontare il fatto che la CCS costa denaro e i nostri leader devono essere onesti su chi dovrebbe pagarla e per cosa lo facciamo.
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L'articolo allegato, scritto anch'esso da Mike Stephenson, fornisce approfondimenti di esperti sulla CCS in tutti i continenti. Non sono necessarie conoscenze specialistiche pregresse: questo corso è la tua guida imparziale per padroneggiare CCS. Inizia a imparare oggi! Nozioni di base sulla cattura e lo stoccaggio del carbonio (su richiesta) – Wray Castle |
Ulteriori letture
1. V. Masson-Delmotte et al. (a cura di) IPCC, 2018: Sintesi per i policy maker. In: Riscaldamento globale di 1,5°C. An IPCC Special Report, Cambridge University Press, Cambridge, Regno Unito e New York, NY, USA, pp. 3-24. https://doi.org/10.1017/9781009157940.001.
2. https://www.iea.org/events/introducing-thesustainable-development-scenario
3. https://www.energy-transitions.org/publications/better-energy-greater-prosperity/
4. https://www.cbo.gov/publication/59345
Author: Stephanie Burrell
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