Ottimizzazione della cattura del carbonio

La cattura del carbonio è il processo che prevede la cattura delle emissioni di anidride carbonica (CO2) alla fonte, o direttamente dall’aria, impedendone l’ingresso nell’atmosfera. Una volta catturata, la CO2 viene purificata, liquefatta e utilizzata per altri prodotti industriali e commerciali. In alternativa, può essere trasportata in un luogo di stoccaggio adatto per l’isolamento a lungo termine dall’atmosfera.

A seconda del processo industriale e della concentrazione di carbonio nella materia prima o nel carburante d’origine, esistono tre principali metodi di estrazione:

• Cattura post-combustione: la CO2 viene rimossa dopo la combustione del combustibile fossile e catturata dai gas di scarico, soprattutto nelle centrali elettriche, ma anche in altri punti di origine. Tale metodo si utilizza principalmente per fonti di energia a combustione più pulita e con concentrazioni di carbonio inferiori, come il gas naturale e i biocombustibili.
• Cattura pre-combustione: l’ossidazione parziale del combustibile fossile prima della combustione produce monossido di carbonio. Il vapore aggiunto produce CO2, che viene catturata, e idrogeno, che può essere usato come combustibile. Questo metodo è utilizzato per fonti a media concentrazione di carbonio.
• Combustione in ossigeno: il combustibile fossile viene bruciato in ossigeno puro, creando un gas di scarico costituito quasi interamente da CO2. Questo metodo si utilizza per le fonti con i più alti livelli di concentrazione e più difficili da decarbonizzare.

Il successo della cattura del carbonio dipende in gran parte da tre fattori:

• ottimizzazione dell’efficienza e della convenienza del processo di cattura;
• riduzione dei costi di trasporto;
• assicurazione del contenimento affidabile di gas e liquidi.

Ognuno di questi elementi pone delle sfide. Per il processo di cattura in sé, queste includono la gestione attenta del consumo energetico e il controllo delle reazioni chimiche volatili ad alta temperatura e a pressione estrema, con l’obiettivo di massimizzare i tassi di cattura. Per avere operazioni di trasporto costantemente sicure, sono fondamentali prevenzione dei guasti di compressori e pompe, gestione del processo di liquefazione e prevenzione dell’instabilità della fase e della perdita di contenimento in cilindri, serbatoi e tubazioni. Lo stoccaggio di CO2 richiede una valutazione accurata della capacità, garantendo l’efficienza del processo di iniezione e mantenendo la sicurezza e l’integrità dei siti di stoccaggio sotterranei, come i diapiri salini.