Di solito l’anidride carbonica viene vista soltanto come una conseguenza negativa. In realtà può diventare una materia prima di grande interesse per l’industria. All’Università di Trento c’è infatti un gruppo di ricerca del Dipartimento di Fisica impegnato nel trovare il modo di trasformare la CO2 da problema in risorsa. “Risolvere i problemi legati al riscaldamento globale costituisce una delle principali sfide del XXI secolo. L’aumento di temperatura della superficie terrestre è correlato all’accumulo in atmosfera di gas serra, tra i quali l’anidride carbonica (CO2) riveste un ruolo predominante. La strategia per la gestione della CO2 si basa su tre azioni: attenuazione delle emissioni, immagazzinamento e utilizzazione chimica della CO2” commenta Paolo Tosi, professore di Fisica sperimentale al Dipartimento di Fisica e coordinatore del gruppo di Fisica atomica e molecolare.

Il team ha in corso su questi temi varie collaborazioni internazionali. Quest’anno la Commissione Europea ha finanziato un progetto (Pioneer – Plasma catalysis for CO2 recycling and green chemistry, H2020) per il coordinamento a livello europeo di diverse scuole di dottorato, con Trento unica università italiana, per la formazione di una nuova generazione di ricercatori e ricercatrici nel campo dell’energia rinnovabile.
Il gruppo coordinato da Tosi è concentrato sulle modalità per trasformare l’anidride carbonica da scarto in risorsa. Le metodologie possono essere diverse. Il team trentino usa scariche elettriche per dissociare l’anidride carbonica e promuoverne l'idrogenazione.

Tosi spiega: “Uno scenario energetico non più dominato dai combustibili fossili è il principale risultato da realizzare nel futuro prossimo venturo. In tale contesto si inserisce il progetto Pioneer, il cui obiettivo principale è sviluppare una tecnologia al plasma per la trasformazione di energia elettrica rinnovabile in energia chimica, convertendo CO2 in combustibili e composti chimici per l’industria. Tale strategia può realizzare due obiettivi: accumulare energia rinnovabile in combustibili e trasformare CO2 da prodotto di scarto a materia prima per l’industria chimica. Entrambi questi obiettivi vanno nella direzione di una minore dipendenza dalle fonti fossili di carbonio”.

In pratica la ricerca scientifica si sta attivando dove i governi stanno fallendo, ovvero ridurre sensibilmente la presenza di CO2 in atmosfera per rimanere entro i limiti previsti dall’accordo di Parigi. I dibattiti sugli obiettivi climatici di Parigi sono spesso incentrati sulla fornitura di energia elettrica. Eppure, anche in un mondo di politiche climatiche rigorose e di una generazione di energia pulita, il restante uso di combustibili fossili nell'industria, nei trasporti e nel riscaldamento degli edifici potrebbe ancora causare emissioni di CO2 sufficienti a mettere in pericolo gli obiettivi climatici concordati dalla comunità internazionale, un internazionale gruppo di ricercatori trova. Su Nature Climate Change a fine giugno è stato pubblicato uno studio condotto dal Potsdam Institute for Climate Impact Research che per primo si concentra nell’analisi delle emissioni residue di combustibili fossili nei settori che difficili da integrare in efficaci politiche di decarbonizzazione come il settore della produzione di cemento o acciaio, quello dell’autotrazione (dalle automobili al trasporto merci) e quello del riscaldamento e raffrescamento degli edifici.

Per Shinichiro Fujimori dell'Università di Kyoto in Giappone. "Questi settori sono molto più complicati da decarbonizzare rispetto al nostro approvvigionamento energetico, poiché non ci sono opzioni così ovvie disponibili come la generazione di energia eolica e solare". Si scopre che queste sono le attività che determinano in modo cruciale la quantità di anidride carbonica che verrà emessa in questo secolo; se e quanto il mondo dovrà fare affidamento sulle emissioni negative e, in ultima analisi, se gli obiettivi climatici concordati a livello internazionale potranno essere raggiunti.

Il limite di innalzamento della temperatura di 1,5 ° C e le emissioni negative di CO2 non sono più un'opzione ma una necessità.

Gli obiettivi di Parigi di mantenere il riscaldamento globale ben al di sotto dei 2 ° C e forse anche a 1,5 ° C implicano un limite stretto alle emissioni cumulative di CO2 fino al 2100. Per mettere questo in prospettiva: il budget rimanente per l'obiettivo di 1,5 ° C potrebbe essere basso come 200 Gigatoni di CO2, in netto contrasto con i 4.000 Gigatoni di CO2 che verrebbero emessi se le tendenze attuali continuassero. Gli sforzi di mitigazione promessi finora sono inadeguati a ridurre sufficientemente le emissioni. Ciò fa sorgere preoccupazioni sulla crescente dipendenza da tecnologie incerte e potenzialmente rischiose per le cosiddette emissioni negative di CO2, estraendo i gas serra dall'atmosfera aumentando le coltivazioni di bioenergia o la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS).

Per lo studio i ricercatori hanno esplorato diversi percorsi di decarbonizzazione verso gli obiettivi climatici di Parigi. Con risultati deludenti: "Abbiamo scoperto che anche con enormi sforzi da parte di tutti i paesi, incluso il rapido e sostanziale rafforzamento dei previsti contributi determinati a livello nazionale, i nostri calcoli mostrano che le emissioni residue di carbonio fossile rimarranno a circa 1000 Gigatoni di CO2" spiega Gunnar Luderer del Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK, membro dell'Associazione Leibniz), autore principale dello studio. "Questo sembra essere un limite inferiore di ciò che può essere raggiunto anche con le più severe politiche climatiche, perché gran parte delle emissioni residue sono già bloccate nel sistema a causa delle infrastrutture esistenti e delle dipendenze dai combustibili fossili. Puntare all'ambizioso obiettivo di 1,5 ° C per il riscaldamento di fine secolo significherebbe che era necessaria una quantità enorme di almeno 600 Gigatoni di rimozione di CO2", sottolinea Luderer. "Quindi le emissioni negative non sono più una scelta, ma piuttosto una necessità".

Il team di modellisti provenienti da tutta Europa, dagli Stati Uniti e dal Giappone ha lavorato con sette framework all'avanguardia per la valutazione integrata (IAM) - sofisticate simulazioni al computer che descrivono le interazioni sociali ed economiche che determinano i cambiamenti climatici e le opzioni per stabilizzare il clima riducendo le emissioni di gas serra, tenendo conto degli obiettivi di temperatura, dei costi economici e delle opzioni tecnologiche. Il loro studio è il primo confronto multi-modello alla luce dell'accordo di Parigi che mette in contrasto gli scenari di un rapido rafforzamento delle ambizioni politiche in linea con gli obiettivi di 1,5 -2 ° C con scenari che non prevedono alcun rafforzamento degli impegni climatici dei paesi (NDC) prima del 2030 .

L'incapacità di accelerare sta bloccato il mondo con infrastrutture basate su fonti fossili

"La nostra analisi mostra che al di là di una completa e rapida decarbonizzazione dei sistemi di produzione di energia, il riscaldamento globale stabilizzato nella gamma tra 1,5-2 ° C richiede anche sostanziali riduzioni nei settori della domanda energetica come industria, trasporti e edifici", sottolinea Zoi Vrontisi dell'E3MLab del National Technical Università di Atene. "Per raggiungere le ulteriori riduzioni di combustibili fossili necessarie per la stabilizzazione di 1,5 ° C, dobbiamo accelerare i miglioramenti dell'efficienza energetica e una diffusa elettrificazione della domanda di energia".

"La mitigazione del clima potrebbe essere una sfida complessa, ma alla fine si riduce a una matematica semplice: se gli obiettivi di Parigi devono essere raggiunti, le future emissioni di CO2 devono essere contenute in un budget limitato", riassume Elmar Kriegler. "Più il budget aumenta, più le tecnologie di rimozione del biossido di carbonio diventano importanti e con grandi incertezze. Mentre può ancora essere difficile determinare il bilancio di CO2 rimanente esatto per 1,5 ° C, una cosa è molto chiara: le ambizioni per ridurre le emissioni di combustibili fossili devono essere aumentate notevolmente e presto per mantenere le porte aperte per raggiungere gli obiettivi di Parigi".