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“Uno sguardo all’impietoso rapporto costi-benefici di una tecnologia che rischia di essere un’altra foglia di fico per giustificare altri decenni di estrazione delle fonti fossili.”
La settimana scorsa, l’azienda svizzera Climeworks ha comunicato di aver avviato le operazioni del più grande impianto di “cattura diretta dell’aria” del mondo, situato su un altopiano lavico nel sud dell’Islanda.
L’impianto di cattura diretta dell’aria (DAC Direct Air Capture) è una variante della cattura e stoccaggio del carbonio (CCS-Carbon Capture and Storage), si chiama Mammoth, e si trova a Hellisheiði, non lontano dalla capitale Reykjavík. Una volta completato sarà in grado di sequestrare fino a 36mila tonnellate di CO2 all’anno, secondo la società.
“Mammut è un’altra pietra miliare nel percorso di Climeworks per raggiungere una capacità di rimozione del carbonio su scala di milioni di tonnellate entro il 2030 e di miliardi di tonnellate entro il 2050, necessaria per combattere il riscaldamento globale”, ha scritto l’azienda svizzera in un comunicato.
L’impianto è costruito con un design modulare. Sono stati installati e accesi per ora 12 dei 72 “container di cattura” previsti, impilati orizzontalmente in quattro file di tre che assomigliano a gigantesche tende veneziane, come mostra la foto in alto, tratta da Climeworks. La società punta a far funzionare l’impianto a pieno regime entro la fine di quest’anno.
“Solo pochi anni fa, molte persone non avrebbero creduto che questo sarebbe potuto accadere, e così rapidamente”, ha dichiarato a Canary Media Erin Burns, direttore esecutivo dell’organizzazione no-profit Carbon180, a proposito dell’inaugurazione dell’impianto di Mammoth.
Come funziona l’impianto DAC (Direct Air Capture – Geoingegneria Carbon Dioxide Remotion CDR)
Enormi “ventilatori” aspirano l’aria nei collettori e la fanno passare attraverso un materiale filtrante solido per separare l’anidride carbonica. Una società partner di Climeworks, Carbfix, tratta la CO2 così intercettata, facendola reagire con roccia basaltica e intrappolando il gas in forma solida sotto terra in maniera permanente.
Il sistema è alimentato da energia rinnovabile elettrica e termica generata da una vicina centrale geotermica, in modo da minimizzare le emissioni di CO2 che l’azienda, a sua volta, genera nel tentativo di catturare e immagazzinare la CO2 presente nell’aria.
Progetti futuri di Climeworks
Mammut è il secondo impianto commerciale DAC con stoccaggio di CO2 costruito da Climeworks ed è circa dieci volte più grande del precedente, chiamato Orca.
L’apertura del nuovo impianto islandese intende gettare le basi per l’ulteriore sviluppo negli Stati Uniti di un polo di impianti di cattura diretta dell’aria.
Il sistema più grosso sviluppato da Climeworks dovrebbe sorgere in Louisiana e avere una capacità di cattura di 3 milioni di tonnellate di CO2 l’anno, secondo l’azienda, che riceverà 600 milioni di dollari di fondi pubblici dal governo Usa per l’intero polo, nell’ambito di un “DAC hub” da 3,5 miliardi di dollari.
Gli elevati costi della DAC
La DAC continua a essere la soluzione più costosa per l’eliminazione della CO2. Il motivo è che l’anidride carbonica è presente in quantità estremamente diluite nell’atmosfera, per cui gli impianti devono utilizzare enormi quantità di energia per assorbire quantità altrettanto grandi di aria, da cui “setacciare” piccole quantità di CO2, prima di sequestrarla permanentemente o utilizzarla per produrre carburanti sintetici o materiali industriali.
Nel 2023, Climeworks venderà crediti a JPMorgan Chase per un valore di circa 800 dollari per tonnellata di CO2 rimossa, come parte di un accordo di 20 milioni di dollari per nove anni con il gigante bancario americano. Questa cifra per tonnellata è circa otto volte più costosa di quella che il settore generalmente considera il punto di riferimento per raggiungere la redditività economica.
Il co-amministratore delegato della società, Jan Wurzbacher, ha dichiarato che è troppo presto per fornire numeri precisi sui costi per tonnellata per il funzionamento di Mammoth a piena capacità.
“A livello approssimativo, siamo più vicini alla soglia dei 1.000 dollari per tonnellata che a quella dei 100 dollari per tonnellata”, ha dichiarato il manager alla stampa. Ma i futuri impianti che utilizzano la tecnologia Dac di nuova generazione dell’azienda dovrebbero avvicinarsi ai 300-350 dollari per tonnellata di CO2 catturata entro il 2030, ha aggiunto.
Tra lo sviluppo di Orca e Mammoth, l’azienda ha registrato una riduzione del 10-20% della spesa capitale per tonnellata di CO2 catturata. Inoltre, ha dimezzato i costi operativi e di manutenzione. Ma anche con questi miglioramenti, la costruzione dell’impianto è costata “centinaia di milioni”, ha detto Douglas Chan, direttore operativo di Climeworks.
Prospettive per il clima
La quantità cumulativa di CO2 immessa nell’atmosfera dalle attività umane a partire dalla rivoluzione industriale, cioè dal 1850, e fino al 2022 era di circa 2.550 miliardi di tonnellate, secondo il “Global Carbon Budget 2023” del Servizio di monitoraggio dell’atmosfera del programma spaziale dell’Unione europea Copernicus.
In parte, tali emissioni cumulative sono state già state smaltite, cioè assorbite dai “pozzi di carbonio” nell’ambito dei cicli naturali. Bisogna quindi guardare al saldo nel bilancio del carbonio fra nuova CO2 emessa e “vecchia” CO2 già emessa e di volta in volta assorbita naturalmente dai pozzi di carbonio o “carbon sink”.
Per avere almeno il 50% delle possibilità di limitare il riscaldamento globale a 1,5, 1,7 o 2 °C, dovremmo smaltire un saldo negativo, cioè un eccesso di nuova CO2 emessa rispetto alla vecchia CO2 smaltita naturalmente, pari, rispettivamente, a 275, 625 o 1.150 miliardi di tonnellate (Gt) a partire dal gennaio 2024.
Questi budget di carbonio residui medi per gli obiettivi di surriscaldamento sopracitati corrispondono, rispettivamente, a circa 7, 15 e 28 anni dall’inizio del 2024, al livello di emissioni totali di CO2 antropogenica del 2023.
Azzerare le emissioni nette di CO2 entro il 2050 significa ridurre le emissioni antropiche totali di 1,5 Gt di CO2 in media ogni anno. Tuttavia, azzerare le emissioni nette annuali entro il 2050 non corrisponde ad avere “rimborsato” il debito complessivo della CO2 già “spesa”. Vuol dire solo che dal 2050 non creiamo più nuovo “debito”. Fino ad allora continueremo a aggiungere quantità nette di nuova CO2 nell’atmosfera, che dovremo continuare a “ripagare”, cioè a catturare.
Anche raggiungendo il “net zero” al 2050, si genererebbero comunque emissioni cumulative nel periodo 2024-2050 di 550 Gt di CO2, ben al di sopra del budget di carbonio rimanente di 275 Gt per limitare il riscaldamento globale a 1,5 °C, a meno che la traiettoria delle emissioni globali non diventi nettamente negativa, vale a dire che i pozzi di CO2 antropogenici assorbano più di quanto l’umanità emetta.
Il percorso net zero ci consentirebbe però di rientrare nel budget rimanente di 625 Gt per limitare il riscaldamento a 1,7 °C, coerente con l’ambizione di restare “ben al di sotto di 2 °C” dell’Accordo di Parigi, secondo il “Global Carbon Budget”.
Il gioco vale la candela?
Nello scenario “Emissioni nette zero” entro il 2050 curato dalla Iea, le tecnologie Dac catturano oltre 85 milioni di tonnellate di CO2 nel 2030 e circa 980 milioni di tonnellate di CO2 nel 2050. Ciò vuol dire che, se tutto va bene, si riuscirà a catturare appena il 5,6% del target a partire dal 2030, e solo il 65% del target di 1,5 miliardi di tonnellate a partire dal 2050, rimanendo quindi ancora lontani dalla traiettoria del +1,7 °C anche nel 2050.
Non esattamente un contributo decisivo, e soprattutto, a quale costo, considerando che la Dac non raggiungerebbe la capacità necessaria stimata neanche a metà del secolo?
I costi di queste tecnologie possono stabilizzarsi entro il 2050 intorno ai 100-600 dollari per tonnellata ($/t), risultando comunque maggiori degli obiettivi di 100 $/t definiti da Paesi come gli Stati Uniti, secondo un recente articolo pubblicato da ricercatori scozzesi e americani sulla rivista scientifica One Earth.
Se prendiamo i costi citati prima dall’amministratore delegato di ClimeWorks, pari a poco meno di 1.000 $/t adesso e a 300-350 $/t di CO2 entro il 2030, facendo una semplice media molto grezza dei valori più bassi, possiamo ipotizzare ottimisticamente un costo medio da qui al 2030 di circa 625 $/t.
Moltiplicando questa cifra per gli 1,5 Gt di CO2 da rimuovere ogni anno per raggiungere il net zero al 2050 e limitare il surriscaldamento a fine secolo a +1,7 °C, si incappa in costi medi pari a 937,5 miliardi di dollari l’anno per i sei anni dal 2024 al 2030, pari a 5,62 trilioni di dollari (5.625 mld $) al 2030.
Per dare un termine di paragone, gli investimenti mondiali dell’intero sforzo di transizione energetica verso basse emissioni di CO2 sono ammontati nel 2023 a 1.769 miliardi di dollari (1,77 trilioni di dollari), secondo l’Energy Transition Investment Trends 2024 di BloombergNEF.
Ciò vuol dire che, se si volesse seguire una traiettoria di spesa che dia alla Dac una qualche possibilità di mantenere le sue promesse, bisognerebbe prendere circa il 59% degli investimenti complessivi in tutte le rinnovabili e tecnologie verdi dell’anno scorso a livello globale per reindirizzarli in blocco verso una soluzione immatura e dalle prospettive più che incerte, visto che rema contro le leggi della termodinamica.
Sempre sulla base dei costi citati prima, e ammettendo che al 2050 calino attorno ai 150-200 $/t, cioè nella fascia bassa indicata dallo studio menzionato sopra, si può ipotizzare, ottimisticamente, che nel periodo 2030-2050 il costo medio della DAC scenderebbe a circa 225 $/t, pari a 337,5 miliardi di dollari l’anno o 6.750 miliardi di dollari in 20 anni.
Gli investimenti complessivi da qui al 2050 ammonterebbero dunque a circa 12.375 miliardi di dollari (12,37 trilioni), per una tecnologia che però è ancora molto lontana dall’essere provata su grande scala e che comunque non sarebbe sufficiente a centrare gli obiettivi climatici.
Senza dimenticare che andrebbero installati circa 24 GW addizionali di capacità rinnovabile dedicata per alimentare la cattura di 1,5 Gt di CO2 l’anno, con consumi della tecnologia di ClimeWorks di circa 747 TWh/anno, pari a due volte e mezzo i consumi elettrici annuali del nostro Paese.
Conclusioni
Difficile dare torto ai critici, secondo cui la cattura della CO2 e la DAC su vasta scala rischiano di distogliere finanziamenti, di per sé insufficienti, dagli obiettivi ben più urgenti di produrre più energia pulita, sostituire le fossili con le rinnovabili e ridurre drasticamente le emissioni.
Il timore fondato è che questi progetti costituiscano in realtà una foglia di fico, una cortina di fumo per le compagnie petrolifere e del gas per continuare a estrarre grandi quantità di combustibili fossili per decenni a venire, attuando una tattica di distrazione di massa che da un punto di vista termodinamico non ha alcun senso.
A voler essere maligni, è il nome stesso del nuovo impianto islandese, Mammut, che sembra tradire la volontà di mantenere al centro dell’attenzione un mastodontico fossile, che i più vorrebbero invece fosse lasciato, sempre di più indisturbato, sottoterra.
Fonte: Qualenergia
English translate
CO2 CAPTURE, THE LARGEST DIRECT AIR CAPTURE SYSTEM IN THE WORLD HAS BEEN TURNED ON IN ICELAND
“A look at the merciless cost-benefit ratio of a technology that risks being another fig leaf to justify further decades of fossil fuel extraction.”
Last week, Swiss company Climeworks announced that it had started operations of the world’s largest “direct air capture” facility, located on a lava plateau in southern Iceland.
The direct air capture (DAC) plant is a variant of carbon capture and storage (CCS), it is called Mammoth, and is located in Hellisheiði, not far from the capital Reykjavík. Once completed it will be able to sequester up to 36,000 tonnes of CO2 per year, according to the company.
“Mammoth is another milestone on Climeworks’ journey to achieve million-ton-scale carbon removal capacity by 2030 and billion-ton scale by 2050, needed to combat global warming,” wrote the Swiss company in a statement.
The plant is built with a modular design. So far, 12 of the 72 planned “capture containers” have been installed and turned on, stacked horizontally in four rows of three that resemble giant Venetian blinds, as shown in the photo above, taken from Climeworks. The company aims to have the plant operating at full capacity by the end of this year.
“Just a few years ago, many people wouldn’t have believed that this could happen, and so quickly,” Erin Burns, executive director of the non-profit organization Carbon180, told Canary Media about the grand opening of the Mammoth plant.
How the DAC (Direct Air Capture – Geoengineering Carbon Dioxide Remotion CDR) system works
Huge “fans” draw air into the collectors and pass it through a solid filter material to separate the carbon dioxide. A partner company of Climeworks, Carbfix, treats the intercepted CO2, reacting it with basalt rock and trapping the gas in solid form permanently underground.
The system is powered by renewable electrical and thermal energy generated by a nearby geothermal power plant, so as to minimize the CO2 emissions that the company, in turn, generates in an attempt to capture and store the CO2 present in the air.
Future plans from Climeworks
Mammut is the second commercial DAC plant with CO2 storage built by Climeworks and is about ten times larger than the previous one, called Orca.
The opening of the new Icelandic plant intends to lay the foundations for the further development in the United States of a hub of direct air capture plants.
The largest system developed by Climeworks is expected to be built in Louisiana and have a capacity to capture 3 million tons of CO2 per year, according to the company, which will receive $600 million in public funds from the US government for the entire hub , as part of a $3.5 billion “DAC hub”.
The high costs of DAC
DAC continues to be the most expensive solution for CO2 elimination. The reason is that carbon dioxide is present in extremely dilute quantities in the atmosphere, so plants must use enormous amounts of energy to absorb equally large quantities of air, from which to “sieve” small quantities of CO2, before sequestering it permanently or use it to produce synthetic fuels or industrial materials.
In 2023, Climeworks will sell credits to JPMorgan Chase worth around $800 per ton of CO2 removed, as part of a nine-year, $20 million deal with the American banking giant. This figure per ton is about eight times more expensive than what the industry generally considers the benchmark for achieving economic profitability.
Company co-CEO Jan Wurzbacher said it was too early to provide precise numbers on per-tonne costs for operating Mammoth at full capacity.
“On a rough level, we are closer to the $1,000 per tonne threshold than to the $100 per tonne mark,” the manager told the press. But future plants using the company’s next-generation DAC technology are expected to approach $300-$350 per ton of CO2 captured by 2030, he added.
Between the development of Orca and Mammoth, the company saw a 10-20% reduction in capital spending per ton of CO2 captured. Furthermore, it halved operating and maintenance costs. But even with these improvements, the plant cost “hundreds of millions” to build, said Douglas Chan, chief operating officer of Climeworks.
Climate prospects
The cumulative amount of CO2 released into the atmosphere by human activities starting from the industrial revolution, i.e. from 1850, and until 2022 was approximately 2,550 billion tons, according to the “Global Carbon Budget 2023” of the Atmosphere Monitoring Service of European Union space program Copernicus.
In part, these cumulative emissions have already been disposed of, that is, absorbed by “carbon sinks” as part of natural cycles. We must therefore look at the balance in the carbon balance between new CO2 emitted and “old” CO2 already emitted and naturally absorbed from time to time by carbon sinks.
To have at least a 50% chance of limiting global warming to 1.5, 1.7 or 2 °C, we should dispose of a negative balance, i.e. an excess of new CO2 emitted compared to the old CO2 disposed of naturally, equal, respectively, to 275, 625 or 1,150 billion tonnes (Gt) as of January 2024.
These average residual carbon budgets for the above-mentioned warming targets correspond, respectively, approximately 7, 15 and 28 years from the start of 2024, to the 2023 level of total anthropogenic CO2 emissions.
Reducing net CO2 emissions to zero by 2050 means reducing total anthropogenic emissions by 1.5 Gt of CO2 on average each year. However, zeroing annual net emissions by 2050 does not correspond to having “repaid” the overall CO2 debt already “spent”. It just means that from 2050 we will no longer create new “debt”. Until then we will continue to add net quantities of new CO2 into the atmosphere, which we will have to continue to “pay off”, i.e. capture.
Even reaching “net zero” by 2050, it would still generate cumulative emissions over the 2024-2050 period of 550 Gt of CO2, well above the remaining carbon budget of 275 Gt to limit global warming to 1.5°C, unless the global emissions trajectory becomes net negative, i.e. anthropogenic CO2 sinks absorb more than humanity emits.
However, the net zero path would allow us to fall within the remaining budget of 625 Gt to limit warming to 1.7 °C, consistent with the ambition of staying “well below 2 °C” of the Paris Agreement, according to the “Global Carbon Budget”.
The game is worth the candle?
In the “net zero emissions” scenario by 2050 curated by the IEA, the DAC technologies capture over 85 million tonnes of CO2 in 2030 and around 980 million tonnes of CO2 in 2050. This means that, if all goes well, it will be possible to capture just 5.6% of the target from 2030, and only 65% of the 1.5 billion tonnes target from 2050, thus still remaining far from the +1.7°C trajectory even in 2050 .
Not exactly a decisive contribution, and above all, at what cost, considering that the DAC would not reach the estimated necessary capacity even by the middle of the century?
The costs of these technologies may stabilize by 2050 at around $100-600 per tonne ($/t), still higher than the $100/t targets set by countries such as the United States, according to a recent article published by Scottish researchers and Americans in the scientific journal One Earth.
If we take the costs mentioned earlier by the CEO of ClimeWorks, equal to just under $1,000/t now and $300-350/t of CO2 by 2030, taking a simple, very rough average of the lowest values, we can optimistically assume an average cost between now and 2030 of approximately $625/t.
Multiplying this figure by the 1.5 Gt of CO2 to be removed every year to reach net zero by 2050 and limit overheating at the end of the century to +1.7 °C, we run into average costs of 937.5 billion dollars per year for the six years from 2024 to 2030, equal to $5.62 trillion ($5,625 billion) in 2030.
For comparison, global investments from the entire low-carbon energy transition effort amounted to $1,769 billion ($1.77 trillion) in 2023, according to BloombergNEF’s Energy Transition Investment Trends 2024 .
This means that if you wanted to follow a spending trajectory that gives DAC any chance of delivering on its promises, you would need to take around 59% of overall investments in all renewables and green technologies last year globally to redirect them en masse towards an immature solution with more than uncertain prospects, given that it goes against the laws of thermodynamics.
Again on the basis of the costs mentioned above, and admitting that by 2050 they will fall to around $150-200/t, i.e. in the low range indicated by the study mentioned above, we can hypothesize, optimistically, that in the period 2030-2050 the average cost of the DAC it would drop to around $225/t, equivalent to $337.5 billion per year or $6,750 billion over 20 years.
Overall investments between now and 2050 would therefore amount to approximately 12,375 billion dollars (12.37 trillion), for a technology which, however, is still very far from being proven on a large scale and which in any case would not be sufficient to achieve the climate objectives.
Without forgetting that approximately 24 GW additional renewable capacity should be installed to fuel the capture of 1.5 Gt of CO2 per year, with consumption of the ClimeWorks technology of approximately 747 TWh/year, equal to two and a half times the electricity consumption annuals of our country.
Conclusions
It’s difficult to blame the critics, according to whom large-scale CO2 capture and DAC risk diverting funding, which is in itself insufficient, from the much more urgent objectives of producing more clean energy, replacing fossil fuels with renewables and drastically reducing emissions .
The well-founded fear is that these projects actually constitute a fig leaf, a smokescreen for oil and gas companies to continue extracting large quantities of fossil fuels for decades to come, implementing a tactic of mass distraction that from a From a thermodynamic point of view it makes no sense.
To be malicious, it is the very name of the new Icelandic plant, Mammut, which seems to betray the desire to keep a mastodontic fossil at the center of attention, which most would instead like to be left, increasingly undisturbed, underground.
Source: Qualenergia
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