Una collaborazione tra mondo accademico e mondo industriale per lo stoccaggio di CO2 subsuperficiale
Una cattura e uno stoccaggio efficaci di CO2 dall’atmosfera richiedono una stretta collaborazione tra il mondo accademico e industriale. Se, da un lato, le istituzioni accademiche possiedono l’esperienza sperimentale e analitica necessaria per quantificare i tassi e gli effetti delle interazioni fluido-solido ricchi di CO2, dall’altro, il settore industriale vanta eccellenti capacità in termini di applicazione dei risultati di tali lavori nel processo di iniezione di CO2 nella subsuperficie. Il progetto CO2-REACT (stoccaggio geologico di carbonio), finanziato dall’UE, ha riunito sei team accademici e sei team di ricerca industriale ai fini della conduzione di una serie di iniziative di ricerca interconnesse che miravano alla caratterizzazione dei tassi di reazione per la creazione di minerali contenenti CO2. I membri del consorzio hanno collaborato con il progetto gemello CARBFIX, finanziato dall’UE, allo scopo di sviluppare e di dimostrare il processo di cattura e di stoccaggio rapido di CO2 come un minerale che si forma nella subsuperficie. L’iniziativa CO2-REACT ha unito i risultati delle osservazioni relative a nuclei di roccia reali e degli esperimenti sulle esplorazioni delle interazioni tra i fluidi minerali nel tentativo di prevedere i risvolti futuri e gli effetti della CO2 iniettata nella subsuperficie. I risultati sono stati testati sul campo presso il sito pilota di CARBFIX, a Hellisheidi, in Islanda, e su nuclei di calcare e gesso. “Abbiamo sviluppato una nuova tecnologia in grado di accelerare il processo di carbonatazione della CO2 nella subsuperficie dissolvendo dapprima questo gas in acqua e iniettandolo successivamente nella subsuperficie,” afferma il dott. Eric Oelkers, coordinatore del progetto. “Questa tecnica presentava due vantaggi: da un lato, il fatto che l’acqua carica di CO2, più densa rispetto all’acqua pura, tende ad affondare; dall’altro, il fatto che l’acqua acida carica di CO2 favorisce le reazioni nella subsuperficie, specialmente la dissoluzione del basalto che, a sua volta, conduce alla fissazione del carbonio come le fasi minerali stabili,” spiega l’esperto. Una soluzione sicura ed economica Dopo essersi trasformato in minerale, il carbonio diventa immobile nell’arco di ere geologiche, rappresentando una soluzione sicura e a lungo termine per lo stoccaggio di CO2. Inoltre, studi economici dimostrano che questa soluzione si tradurrebbe in una spesa di 30-40 dollari statunitensi (USD) per tonnellata, che non supera di certo quella prevista per alternative meno sicure. “Dai risultati emerge la rapida carbonatazione del carbonio iniettato nel basalto reattivo su scala industriale. È stato dimostrato che l’iniezione originale è in grado di fissare oltre il 90 % delle 170 tonnellate iniettate di CO2 pura come i minerali carbonati stabili in meno di 18 mesi,” riferisce il dott. Oelkers. I ricercatori hanno anche sviluppato e testato sul campo nuovi strumenti portatili per membrane per la separazione dei gas allo scopo di valutare la potenziale fuoriuscita di CO2 attraverso le rocce di copertura (“caprock”) sulla superficie. I risultati sono stati utilizzati per la taratura dei modelli informatici di trasporto di CO2 sulla subsuperficie. Gli scienziati hanno anche sviluppato modelli di trasporto reattivo bidimensionali potenziati ai fini della previsione degli effetti futuri e delle conseguenze a lungo termine dell’iniezione di CO2 nelle tipiche falde acquifere subsuperficiali. Entrambi i modelli garantiranno uno stoccaggio sicuro e a lungo termine di CO2. “La tecnologia sviluppata nell’ambito del progetto CO2-REACT offre un’alternativa sicura alla cattura e allo stoccaggio di altri gas acidi, come l’acido solfidrico, che potrebbero rappresentare un importante sbocco per la nostra ricerca,” afferma il dott. Oelkers. Nell’ambito dell’iniziativa sono stati formati 13 ricercatori in vari settori, tra cui sintesi di minerali, energia geotermica, modellizzazione chimica e stoccaggio di gas e rifiuti radioattivi, ed è stato messo in evidenza il legame tra esperimenti di laboratorio e applicazioni pratiche. Si tratta di un contributo importante che gioverà alla prossima generazione di scienziati nel settore accademico, industriale e governativo che dovranno fare i conti con le sfide correlate allo stoccaggio del carbonio. Per concludere, il dott. Oelkers afferma quanto segue: “È necessario che la più ampia comunità accademica comprenda l’importanza di una forte collaborazione con il settore industriale. Se, da un lato, il mondo accademico provvede a elaborare e a dimostrare le idee, dall’altro, è solo grazie ai partner industriali che queste idee possono essere applicate concretamente per risolvere problemi di vasta portata.”
Parole chiave
Iniezione di CO2, subsuperficie, stoccaggio del carbonio, CO2-REACT, CARBFIX
