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Stoccaggio di anidride carbonica sotto l'oceano
Un modo per combattere il cambiamento climatico globale è catturare direttamente l'anidride carbonica, il principale gas serra, non appena viene emessa, e conservarla in sicurezza. Ma i metodi di sequestro dell'anidride carbonica, in particolare il pompaggio del gas in strutture geologiche sotterranee come i giacimenti di petrolio esaurito, non sono pratici in molte aree e fanno temere che l'anidride carbonica immagazzinata fuoriesca.
Un modo migliore per immagazzinare l'anidride carbonica: pomparla nel fondo del mare in forma liquida. Lì l'alta pressione e il freddo lo rendono più denso dell'acqua nella roccia circostante, impedendole di risalire in superficie. (Fonte: Daniel Schrag. Artista: Jared T. Williams)
Ora i ricercatori della Harvard University e della Columbia University hanno proposto un nuovo metodo per intrappolare quantità quasi illimitate di anidride carbonica, una tecnica che dicono sarà sicura, nonché un'opzione pratica per le aree situate lontano dai serbatoi sotterranei.
I ricercatori, in un articolo pubblicato online questa settimana negli Atti della National Academy of Sciences, propongono che l'anidride carbonica venga pompata nel sedimento poroso a poche centinaia di metri nel fondo marino in parti profonde dell'oceano (più di 3000 metri di profondità ), in quella che uno dei ricercatori, Dan Schrag, professore di geochimica ad Harvard, chiama una soluzione abbastanza semplice e permanente.
La chiave è stata trovare un punto debole, dove la pressione e la temperatura dell'ambiente circostante rendono l'anidride carbonica più densa dei fluidi circostanti, intrappolandola così sul posto. Questa situazione si verifica sul fondo dell'oceano a causa di una combinazione di alta pressione e basse temperature, un fatto che altri hanno notato nelle proposte per immagazzinare l'anidride carbonica in parti profonde dell'oceano.
Ma tali iniezioni ucciderebbero la vita oceanica e, a meno che non venga sequestrato in profonde fosse, l'anidride carbonica potrebbe essere trasportata dalle correnti in aree poco profonde, dove potrebbe rientrare nell'atmosfera.
L'intuizione dei ricercatori è stata che le iniezioni nel fondo del mare potrebbero sfruttare la pressione e la temperatura dell'oceano, evitando gli effetti collaterali negativi delle proposte precedenti. L'anidride carbonica, in forma liquida, verrebbe portata al sito di sequestro tramite nave o oleodotto, e convogliata nel fondo del mare con apparecchiature come quelle utilizzate dall'industria petrolifera per la perforazione di pozzi in acque profonde. Una volta sotto il fondo del mare, l'anidride carbonica interagirebbe con i fluidi circostanti e produrrebbe cristalli di ghiaccio idrato, che ostruirebbero i pori della roccia, fungendo da tappo secondario sull'anidride carbonica. Nel corso di centinaia di anni, l'anidride carbonica si dissolverebbe nell'acqua circostante e quindi avrebbe solo il potenziale di fuoriuscire per diffusione, un processo lento che richiederebbe milioni di anni, affermano i ricercatori. Entro i prossimi cinque anni sperano di eseguire un test sul campo su larga scala di questo nuovo approccio.
Mentre aumentano le preoccupazioni per l'impatto delle emissioni di anidride carbonica sui cambiamenti climatici globali, i ricercatori sono sempre più alla ricerca di modi per liberare l'atmosfera dai gas serra. Ma, finora, i progetti su scala industriale sono stati limitati. Tra questi, il gigante petrolifero BP e GE hanno recentemente annunciato un progetto per costruire centrali elettriche in Scozia e California che ricavano l'idrogeno dai combustibili fossili e sequestrano il sottoprodotto dell'anidride carbonica. E Statoil a Stavanger, in Norvegia, separa l'anidride carbonica in eccesso nel gas naturale estratto nelle sue operazioni minerarie nel Mare del Nord e la inietta in giacimenti sotterranei. Mentre questi serbatoi sono sotto l'oceano, sono sotto troppo poca acqua e troppo in profondità sotto il fondo del mare per usare i meccanismi descritti da Schrag e dai suoi colleghi.
Il metodo di stoccaggio più importante al giorno d'oggi (il progetto di Statoil ne è un esempio) prevede il deposito di anidride carbonica in formazioni geologiche sotterranee come i giacimenti di petrolio esauriti. Qui le dinamiche tra anidride carbonica e fluidi circostanti sono diverse da quelle del fondo marino, dove l'oceano mantiene freschi i fluidi. Piuttosto, queste formazioni sono riscaldate dalla crosta terrestre e l'alta temperatura rende l'anidride carbonica meno densa dell'acqua nella roccia circostante, rendendola incline a risalire in superficie, afferma Schrag di Harvard.
Le iniezioni nel fondale marino offrono anche un'immensa quantità di capacità di stoccaggio. Se tutti i giacimenti geologici conosciuti per lo stoccaggio convenzionale fossero utilizzabili, potrebbero immagazzinare tutta l'anidride carbonica attualmente prodotta ogni anno, e continuare a farlo per 80 anni agli attuali tassi di emissione. Al contrario, lo stoccaggio sul fondo del mare intorno agli Stati Uniti da solo potrebbe immagazzinare migliaia di anni di produzione di anidride carbonica negli Stati Uniti, stimano i ricercatori.
Robert Socolow, co-direttore della Carbon Mitigation Initiative della Princeton University, osserva che il metodo di iniezione sul fondo del mare ha il vantaggio di essere intrinsecamente sicuro. Ma dice che i giacimenti ben mappati, lontano da aree sismicamente attive, possono essere efficacemente chiusi per impedire la fuoriuscita di gas serra, e quindi questi metodi continueranno ad avere un posto.
In effetti, i costi per il nuovo metodo sul fondo del mare varieranno, afferma Schrag, ma saranno probabilmente leggermente superiori a quelli per lo stoccaggio a terra. Potrebbe, tuttavia, essere più economico per le aree vicino all'oceano, specialmente quelle lontane da un bacino geologico noto. Se sei seduto proprio accanto a un grande lavabo, probabilmente è leggermente più costoso. Se sei nel New Jersey e devi pompare l'anidride carbonica per 300 miglia per raggiungere un bacino del genere, allora direi di no. Nota che il costo per qualsiasi metodo di sequestro su larga scala non è ancora chiaro.
La necessità di schemi di sequestro del carbonio robusti e potenzialmente economici è enorme, afferma Nathan Lewis, professore di chimica al Caltech. Sebbene richieda ancora una convalida sperimentale, afferma che il lavoro di Schrag è potenzialmente molto importante. Dovrebbe essere considerato molto seriamente.