CO2-Bosco

L’assorbimento fotosintetico della CO2. Innovazioni tecnologiche complementari alla riforestazione. Il caso del prototipo “BioBosco Urbano”

 


Abstract

As recently discussed and institutionally clearly emphasized, facing needs for CO2 captur, reforestation represents a potentially important tool to improve air quality, carbon abatement and reducing the impact of climate change and may also provide valuable biodiversity benefits. However, the economic returns are critical in determining whether it will be a viable land use and this is highly sensitive to assumptions around upfront establishment cost. The application of these principles and directives in urban areas, especially if densely populated in confined spaces, is, however, very difficult and denotes important opportunity costs precisely in the high value of the areas possibly affected by the urban reforestation strategy. But technology can provide solutions. The high efficiency of micro-algae in CO2 fixation determines the producibility of effective tools functional to CO2 fixation in the growth of algal biomass.

Keywords: Carbon Capture, Sustainable Policy, Green technological, Green Innovation, urban forest, green infrastructure, algae cultivation, photosynthesis, re-forestation.

Parole chiave: Cattura della CO2, Politiche per la sostenibilità, tecnologie sostenibili, innovazione verde, Foresta Urbana, Infrastrutture verdi, coltivazione algale, fotosintesi, riforestazione.
 


Global Warming e strategie di “cattura” della CO2

Il pianeta sul quale si è sviluppata la nostra vita è caratterizzato da una biosfera che desta meraviglia per il suo straordinario equilibrio intrinseco, tanto articolato e complesso da sembrare delicato come un cristallo; purtuttavia, quella biosfera, essendo vitale, non è ferma cristallizzazione di miliardi d’interazioni, bensì è un “sistema aperto” in continua evoluzione. Ha conosciuto rivoluzioni epocali ed è soggetta a diverse ciclicità. E’ indubbio che da quasi un paio di secoli, ovvero all’indomani dell’affermazione della Rivoluzione Industriale e della diffusione della way-of-life consumistica su aree crescenti della superficie terrestre, l’uomo scarica in quel delicato equilibrio dinamico naturale che è la biosfera i byproduct della sua funzione obiettivo: la massimizzazione del soddisfacimento di masse umane cresciute di sette volte in poco più d’un secolo. Ad una pressione demografica insostenibile per le “date” risorse della terra, si è aggiunta la pressione dello sviluppo industriale e, necessariamente, consumistico delle contemporary-way-of-life: secondo modalità storiche diseguali sul Pianeta, ogni area del globo ha conosciuto differenti momenti o fasi di sviluppo e, quindi, si trova in punti differenti sia della traettoria dello sviluppo economico che della mole emessa di CO2, parametro universalmente riconosciuto a simbolo dell’impatto ambientale delle attività antropiche [1].
La preoccupazione mondiale per gli effetti negativi dei cambiamenti climatici sull'uomo e sull'ambiente ha indotto una crescente enfasi non solo nella ricerca e diffusione di fonti primarie d’energia rinnovabili e sostenibili [2], ma, anche, sulla ricerca e implementazione di tecnologie in grado di catturare i Gas Effetto Serra (GreenHouse Gas = GHG) [3],  principali fattori antropici determinanti il  sovrariscaldamento globale [4]. Le emissioni di GHG d’origine antropica sono statisticamente correlate alla crescita dell’attività economica all’indomani della prima rivoluzione industriale. Tale dinamica di aumento delle emissioni ha accompagnato gli ultimi 150 anni della vita economica dell’uomo sulla Terra. Le emissioni globali di GHG (escluse quelle derivanti dall'uso del suolo) hanno continuato ad aumentare lentamente di circa lo 0,5 per cento annuo, fino a raggiungere circa 49,3 gigatonnellate di CO2 equivalente (GtCO2eq) nel 2016. L'aumento progressivo di GHG è sia il derivato d’una naturale ciclicità terrestre, sia dello stratificarsi pluridecennale d’uno sviluppo carbon intensive. Ora, quando si parla di GHG, si fa riferimento alle emissioni di: anidride carbonica (CO2), metano (CH4), protossido di azoto [5]  (N2O), idrofluorocarburi [6] (HFCs), perfluorocarburi (PFC), esafluoruro di zolfo (SF6), e trifluoruro di azoto NF3, oltre al vapore acqueo [7]. Tuttavia, tipicamente, ma non certo esclusivamente, quando si affronta il tema dell’impatto ambientale delle attività antropiche si finisce con l’evidenziare solo il pur rilevante tema delle emissioni di sostanze GreenHouse Gases (GHG) quali quelle di CO2 [8].

Dal Protocollo di Kyoto all'Accordo di Parigi fino alla recente COP 26 di Glasgow, si sono condivise, fra diversi Paesi, una serie di azioni politiche volte a frenare l'impatto del cambiamento climatico di presunta fonte antropica, sia attraverso la riduzione delle emissioni di CO2, sia stimolando l’implementazione di strategie e tecnologie in grado di sequestrare e stoccare la CO2 emessa.

La ricerca tecnologica verso la cosiddetta “cattura della CO2” è già arrivata a proporre efficaci ed efficienti soluzioni, fra le quali primeggiano le strategie fisico-chimiche di Carbon Capture and Storage (CCS) [9], che attuano, in tre fasi determinate, cattura, trasporto e stoccaggio di CO2. La cattura della CO2 viene effettuata da fonti puntiformi di grandi dimensioni come ad esempio centrali elettriche e impianti di produzione di cemento. La separazione della CO2 così catturata da altri componenti di scarico avviene solitamente nei seguenti modi:
(i) assorbimento chimico;
(ii) adsorbimento fisico;
(iii) separazione a membrana;
(iv) distillazione criogenica.
La CO2 viene, quindi, compressa e trasportata ai punti di stoccaggio e, una volta stivata in serbatoi, destinata allo stoccaggio geologico, oppure allo stoccaggio oceanico (iniettata in profondità nell'oceano) o in formazioni saline, falde acquifere o pozzi di  petrolio/gas esauriti.  La  prospettiva  tecnologica di  CCS  permetterebbe l’uso  sostenibile di maggiori rendimenti delle tecnologie generative d’energia da fonte fossile, ma mitigandone le esternalità negative nella biosfera. Per questo motivo CCS può essere vista come un’opzione di mitigazione importante nella transizione globale verso un’economia sostenibile, low-carbon, sia nel settore della produzione di energia che nell’industria [10].

Per quanto ogni stadio di CCS sia tecnicamente disponibile e utilizzato in differenti settori commerciali da anni [11] e l’International Energy Agency (IEA) abbia definito CCS una parte essenziale del set tecnologico capace di ridurre le emissioni di GHG, purtuttavia l’applicazione congiunta di queste tecnologie è ancora troppo penalizzante in termini energetici ed economici, limitandone quindi l’uso su vasta scala. Permangono inconvenienti, l’onerosità delle operazioni necessarie, il rischio di perdite di CO2 a lungo termine e altre incertezze. Inoltre, i metodi fisico-chimici di CCS sono efficaci solo per catturare CO2 da fonti puntiformi che producono alte concentrazioni di CO2, ovvero non è possibile catturare emissioni diffuse e non puntuali e basse concentrazioni di CO2. Con politiche mirate e riformate, si potrebbe contribuire all’abbattimento di circa un quinto del totale delle emissioni da ridurre entro il 2050. Nonostante il potenziale sia significativo e coinvolga il processo di raffinazione, generazione di energia ed estrazione di idrocarburi in tutto il mondo, sono presenti molte incertezze sul ruolo effettivo che CCS giocherà nei prossimi anni.

Nel futuro, si stima che CCS giocherà un ruolo critico su impianti industriali, coprendo circa il 50% del totale, anzi, per alcune industrie CCS sembra essere l’unica vera soluzione percorribile (in primis per i cementifici) e, oggi, la tecnologia CCS è matura (anche per grossi volumi) ma non ancora largamente applicata. L’evidenza empirica segnala che:

  • diverse tecnologie sono a disposizione, con sviluppi articolati e buone prospettive di cost-savings (oggi tra 60 e 200 Euro/t);
  • esistono sufficienti localizzazioni per lo stoccaggio a livello mondiale;
  • oggi, i principali incentivi per progetti CCS derivano dell’applicazione di Carbon Tax e affermazione dei Carbon Permit Pricing del sistema ETS;
  • nell’ambito di un ritorno d’interesse verso l’idrogeno come combustibile pulito, la produzione di idrogeno da gas naturale con CCS è oggi la soluzione più economica.

Ad oggi diverse tecnologie CCS, con diversi gradi di maturità, sono in competizione fra loro. Essa si prospetta quale soluzione efficace ed economicamente abbordabile, così da rendere l’intero processo applicabile su vasta scalaVerso la biofissazione della CO2: le soluzioni possibili.
 



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Opposti giudizi sui risultati della Cop26 a Glasgow. Ma c’è qualche risultato su cui sperare?

Dal 31 ottobre al 13 novembre 2021 i leader mondiali si sono riuniti a Glasgow (Regno Unito) per la COP 26, il vertice sui cambiamenti climatici


La Cop26, ovvero la 26a Conferenza sul clima delle Nazioni Unite, si è chiusa lo scorso 13 novembre con un fallimento totale, secondo Greta Thundberg e gli ambientalisti più intransigenti, mentre: “La storia è stata fatta qui a Glasgow”, ha detto il Presidente della Cop26 Alok Sharma, giustificando i punti mancanti dell’accordo con “capisco la delusione, ma è vitale proteggere questo pacchetto”, sostenuto nell’entusiasmo da Boris Johnson che parla di un grande passo in avanti. Anche se è immancabile la delusione per le grandi speranze disattese, alcuni punti fermi sono stati raggiunti e sottoscritti da tutti i 197 Paesi.
La delusione è stata causata soprattutto dal ridimensionamento, nel documento finale, degli accordi che sembravano raggiunti nel corso dei negoziati. In una bozza iniziale infatti era stato inserito, per la prima volta nella storia delle COP, l’impegno a uscire dal carbone e ad eliminare i sussidi alle fonti fossili. Invece, per l’opposizione di Cina e India, che non vogliono rinunciare in modo definitivo alle fonti fossili, in sede di firma finale l’impegno a uscire dal carbone si è trasformato in un deludente compromesso: il termine “eliminazione graduale del carbone” è stato sostituito con “riduzione graduale”. Per quanto riguarda poi la mancata eliminazione dei sussidi alle fonti fossili, Pechino e Nuova Delhi hanno sostenuto che non è compito dell’ONU dare prescrizioni sulle fonti energetiche e che i Paesi in via di sviluppo hanno diritto ad una quota “equa” di emissioni di carbonio (carbon budget).

Le decisioni che fanno sperare

Pur senza lasciarci trascinare dall’entusiasmo del ministro britannico Alok Sharma e di Boris Johnson, possiamo condividere l’opinione di quanti sostengono che alcuni traguardi sono stati raggiunti grazie all’impegno a mantenere l’innalzamento della temperatura entro gli 1,5 gradi centigradi rispetto all’era preindustriale; l’impegno a ridurre entro il 2030 le emissioni di CO2 del 45% rispetto ai livelli del 2010 e a dimezzarle entro il 2050; l’impegno a riformulare entro il 2022 i piani nazionali per la decarbonizzazione.
Inoltre  i capi di più di 100 paesi, che comprendono l’86% delle foreste mondiali, hanno sottoscritto la “Glasgow Leaders’ Declaration on Forest and Land Use“, impegnandosi a interrompere e invertire i processi di deforestazione e di degrado del suolo entro il 2030, con importatni impegni finanziari governativi ma anche privati.
 

Segnaliamo qui di seguito dei link utili per approfondire l’argomento: 

COP26 DAY BY DAY – Lettere da Glasgow, di Italy for Climate presente alla COP26 con il giornalista Antonio Cianciullo che, giorno dopo giorno ha raccontato in esclusiva gli accadimenti in tempo reale di questa storica conferenza.
https://italyforclimate.org/cop-26-day-by-day-lettere-da-glasgow/

Gli accordi della Cop26 di Glasgow sul clima spiegati in 10 punti da (WIRED)
https://www.wired.it/article/clima-cop26-accordo-glasgow-cosa-deciso/

Clima, vertice di Glasgow chiude con un accordo al ribasso (Qui finanza)
https://quifinanza.it/green/clima-vertice-di-glasgow-chiude-con-un-accordo-al-ribasso/556124/

COP26: perché è un evento di importanza globale? (National Geografic)
https://www.nationalgeographic.it/ambiente/2021/10/cose-la-cop26-e-perche-e-un-evento-di-grande-portata

Cop26, un’intesa ai supplementari per rispondere alle sfide del climate change (Il Sole 24ore)
https://www.ilsole24ore.com/art/cop26-un-intesa-supplementari-rispondere-sfide-climate-change-AEAgrnw?refresh_ce=1

Cop26, che cosa è stato deciso alla conferenza (Ansa.it)
https://www.ansa.it/cop26/notizie/news/2021/11/14/cop26-che-cosa-e-stato-deciso-alla-conferenza_09947229-a96b-4feb-9ebb-efbdb4c0a9bc.html

Fine della COP26 a Glasgow: nonostante i buoni progressi, occorre fare di più. (consilium.europa.eu/it)
https://www.consilium.europa.eu/it/policies/climate-change/paris-agreement/cop26/#

5 facts about the EU's goal of climate neutrality (consilium.europa.eu/en)
https://www.consilium.europa.eu/en/5-facts-eu-climate-neutrality/

 

NOTE  

Per COP si intende “Conferenza delle Parti”, cioè le 197 Nazioni appartenenti alla Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UN Framework Convention on Climate Change, UNFCCC).

La Convenzione quadro Onu sui cambiamenti climatici era stata firmata a Rio de Janeiro, in Brasile, nel giugno del 1992; è entrata in vigore nella primavera del 1994; la prima Cop si è svolta l’anno dopo, nel 1995.
Leggi. “Dalla conferenza di Rio alla COP26: la storia a tappe del negoziato climatico”  di Valerio Calzolaio in "Il Bo live" – Università di Padova:
https://ilbolive.unipd.it/it/news/dal-protocollo-rio-cop26-storia-tappe-cambiamento

 

festival Galileo 2021

Festival Galileo. Si è conclusa a Padova la Settimana della Scienza e dell’Innovazione

Dall’11 al 17 ottobre 2021 si è svolta a Padova un’appassionante maratona tra Scienza e Innovazione conclusasi al teatro Verdi, domenica 17, con l’assegnazione del  Premio letterario Galileo per la divulgazione scientifica
 


Da lunedì 11 a sabato 16 ottobre si sono succeduti 55 eventi con 150 relatori e con l’impegno di centinaia di studenti e giovani volontari. La maggior parte degli eventi si sono svolti in presenza e in streaming, esclusi quelli che prevedevano visite guidate come al Museo Bernardi e al Museo di Archeologia. Gli incontri hanno interessato diversi luoghi simbolo della città di Padova, da Palazzo Moroni con le sue sale pubbliche, al Caffè Pedrocchi, al Museo delle macchine Bernardi, al Museo di Archeologia, al Teatro Verdi. Per una settimana la città si è colorata del giallo degli striscioni e delle magliette di studentesse e studenti universitari e degli Istituti Superiori che hanno guidato e illustrato la prassi di accesso in sicurezza ai tanti eventi. Stretta la collaborazione con l’Ateneo, alcuni incontri sono stati organizzati proprio dai Dipartimenti universitari che hanno messo a disposizione le migliori menti tra docenti e ricercatori. Dalle molecole alle stelle, dalla democrazia dei numeri al dubbio come metodo della scienza, dal passato dei fossili al presente della tecnologia applicata, dalla tutela e gestione dell’ambiente alla medicina, dall’alimentazione alla sostenibilità. Il filo conduttore di tutte le iniziative si è dipanato tra Scienza-Politica-Innovazione Tecnologica-Impresa. Tutte le branche della Scienza sono state coinvolte: Fisica e astrofisica, Biologia e microbiologia, geologia e tecnologia, filosofia, economia, comunicazione e diffusione nella complessità del sistema di cui facciamo parte come società umana e come minuscoli componenti dell’Universo. La città di Padova ha dimostrato di saper coniugare i grandi temi scientifici con le problematiche attuali relative alla sostenibilità ambientale e alla sua gestione anche dal punto di vista politico. Impossibile elencare tutti gli interventi per i quali si rimanda al link https://www.galileofestival.it/programma/.

Tra i tanti interventi ne segnaliamo  uno che permette di ritrovare nell’universo il nome della città di Padova: la scoperta e il successivo studio delle Stelle Padua, individuate da un team internazionale di astronomi guidato da Yazan Al Momany, ricercatore dell’Istituto nazionale di astrofisica a Padova. Le ha raccontate Simone Zaggia, astronomo e ricercatore INAF Osservatorio Astronomico di Padova, nell’incontro con il pubblico dal titolo “Piccole, bisbetiche e indomate.https://www.media.inaf.it/2020/06/01/stelle-padua/
La maratona della settimana della Scienza si è conclusa domenica 17 al teatro Verdi con l’assegnazione del "Premio letterario Galileo per la divulgazione scientifica" a Pierpaolo Di Fiore, Fondatore di IFOM Milano, docente di Patologia generale presso l’Università degli Studi di Milano e direttore del «Programma di Novel Diagnostics» dell’Istituto Europeo di Oncologia, con il libro Il prezzo dell’immortalità (Il Saggiatore, 2020). La giuria interna presieduta dalla Prof.ssa Maria Chiara Carrozza è stata affiancata anche da una giuria esterna costituita da studenti universitari  selezionati nell’ambito del Progetto Giovani del Comune di Padova.