Come voleremo a impatto climatico zero in futuro?

? stato deciso politicamente ed è necessario, per motivi di protezione del clima, che la nostra intera economia diventi a impatto climatico zero nei prossimi decenni. Questo vale anche per i viaggi aerei. ? tecnicamente possibile e ci sono numerosi modi per raggiungere questo obiettivo. L'ETH Marco Mazzotti e il suo team hanno confrontato le opzioni che sembrano più facili da attuare nel breve e medio termine e le hanno valutate, tra l'altro, in termini di sostenibilità economica.

La conclusione dei ricercatori dell'ETH: ? più vantaggioso continuare a utilizzare i combustibili fossili per gli aerei anche in futuro, ma immagazzinare la CO₂ dall'atmosfera in impianti di cattura e di stoccaggio permanente nel sottosuolo (cattura e stoccaggio del carbonio, CCS). "La tecnologia è già pronta. E gli impianti di stoccaggio sotterraneo sono in funzione da anni nel Mare del Nord e altrove", afferma Viola Becattini, postdoc nel gruppo di Mazzotti e autrice principale dello studio.

"L'approccio può diventare una soluzione economicamente vantaggiosa per un'aviazione a impatto climatico zero se, ad esempio, un'emissione di CO₂-La ragione principale è l'introduzione di una carbon tax o di uno scambio di emissioni sui combustibili fossili per aerei, o se i governi dovessero creare incentivi finanziari per l'uso della CCS e il raggiungimento degli obiettivi climatici", afferma l'ETH professor Mazzotti.

Direttamente o indirettamente dall'aria

In principio, esistono due modi per ridurre le emissioni di CO₂ direttamente dall'aria o indirettamente in un luogo dove gli organi vengono inceneriti, ad esempio in un impianto di incenerimento dei rifiuti. "All'incirca, metà del carbonio contenuto nei rifiuti inceneriti in un impianto di incenerimento proviene da fonti fossili, come la plastica prodotta dal petrolio greggio. L'altra metà è costituita da materiale organico come il legno o da materiali prodotti da esso, come carta e cartone", spiega Mazzotti.

Per la quota di carbonio proveniente da fonti fossili, la cattura e lo stoccaggio sono un gioco a somma zero dal punto di vista della protezione del clima: il carbonio dal sottosuolo viene trasportato di nuovo da dove proviene. Per la percentuale di carbonio proveniente da fonti organiche vale quanto segue: le piante hanno originariamente assorbito questo carbonio dall'aria sotto forma di CO₂ registrato. Se questo carbonio viene separato e stoccato, la CO₂ dall'aria. La CCS è quindi adatta a riportare a terra il carbonio dei combustibili fossili per l'aviazione. Il traffico aereo può così diventare effettivamente a impatto climatico zero.

Nel loro studio, gli scienziati dell'ETH sono riusciti a dimostrare che la cattura indiretta del carbonio dai gas di incenerimento dei rifiuti è significativamente migliore in termini di costi rispetto alla cattura diretta del carbonio dall'aria, che è anche già tecnicamente fattibile.

Carburante sintetico più costoso

Come ulteriore opzione, gli scienziati hanno studiato la produzione sintetica di carburante per l'aviazione a partire da CO₂,che viene catturato direttamente o indirettamente dall'aria (cattura e utilizzo del carbonio, CCU). Poiché la sintesi chimica del combustibile a partire dalla CO₂ ad alta intensità energetica e quindi più costoso, questo approccio è in ogni caso meno economico dell'uso di combustibili fossili e della CCS. Indipendentemente dal fatto che sia necessaria un'infrastruttura per lo stoccaggio della CO₂ Se il carburante sintetico viene catturato direttamente o indirettamente, la CCU è circa tre volte più costosa della CCS.

L'ETH Mazzotti sottolinea anche uno svantaggio della CCU: A seconda della fonte energetica, questo approccio può essere addirittura controproducente dal punto di vista della protezione del clima, in particolare se per produrre il combustibile si utilizza l'elettricità delle centrali elettriche a combustibili fossili. "Anche con l'attuale mix elettrico della Svizzera o della Francia, che ha un'alta percentuale di energia nucleare, la CCU ad alta intensità energetica è più dannosa per il clima rispetto allo status quo con i combustibili fossili per l'aviazione - e ancora di più con l'attuale mix elettrico medio dell'UE con una percentuale più alta di combustibili fossili", afferma Mazzotti. Dal punto di vista della protezione del clima, la CCU sarebbe interessante solo se praticamente tutta l'elettricità utilizzata provenisse da fonti a impatto climatico zero.

Più lungo è, più gratificante è

"Nonostante questa limitazione e i costi fondamentalmente elevati, ci possono essere regioni del mondo in cui la CCU ha senso. Ad esempio, dove si produce molta elettricità da fonti rinnovabili e non sono disponibili siti di stoccaggio della CO₂-e non sono disponibili siti di stoccaggio adatti", afferma Becattini.

I ricercatori dell'ETH hanno calcolato i costi delle varie opzioni per un impatto climatico zero non solo per il presente, ma anche per il periodo fino al 2050, prevedendo che le tecnologie CCS e CCU diventeranno più favorevoli con il progresso tecnico e le economie di scala. Chi siamo il prezzo delle emissioni di CO₂-Le emissioni di anidride carbonica sono destinate ad aumentare. A causa di questi due sviluppi, i ricercatori prevedono che CCS e CCU diventeranno sempre più utili.

sia necessaria un'infrastruttura

I ricercatori sottolineano che esistono altri modi per rendere i viaggi aerei a impatto climatico zero. Ad esempio, sono in corso ricerche su aerei alimentati a elettricità o idrogeno. Questi sforzi dovrebbero essere presi sul serio, dice Mazzotti. Tuttavia, questi approcci presentano anche degli svantaggi. Ad esempio, è improbabile che gli aerei a propulsione elettrica siano adatti a voli a lungo raggio a causa del peso elevato delle batterie. Inoltre, per utilizzare l'idrogeno come carburante, gli aerei e le infrastrutture di rifornimento dovrebbero essere sviluppati e costruiti da zero. Poiché questi approcci sono ancora in fase di sviluppo e molte domande rimangono senza risposta, gli scienziati dell'ETH non li hanno inclusi nella loro analisi e si sono concentrati sui combustibili liquidi.

Tuttavia, i ricercatori sottolineano che anche per la CCS è necessaria un'infrastruttura. I luoghi in cui la CO₂ può essere catturata in modo efficiente e i siti di stoccaggio per la CO₂ possono essere molto distanti tra loro, ecco perché un'infrastruttura di trasporto per la CO₂ necessità. La scienza, l'industria e la politica dovranno lavorare sodo nei prossimi anni per pianificare e sviluppare questa infrastruttura, e non solo per la CO₂ ma anche per quello di altre emissioni di CO₂-settori ad alta intensità di emissioni, come l'industria chimica o l'industria del cemento.