Cattura del carbonio per l’industria del cemento
I cambiamenti climatici, chiamati anche riscaldamento globale, sono già nettamente evidenti. La causa principale è la CO2 rilasciata nell'atmosfera dalle attività umane. Una fonte significativa è l’industria del cemento, responsabile di circa il 6-7 % delle emissioni. La maggior parte dell’inquinamento da carbonio dell’industria deriva dalla reazione chimica che sta alla base del prodotto. La materia prima, ossia il calcare, è composto quasi del tutto da carbonato di calcio che forma ossido di calcio se riscaldato, rilasciando nel processo grandi quantità di CO2. Il passaggio a fonti energetiche rinnovabili farà poca differenza in questo caso, quindi la maggior parte di qualsiasi potenziale riduzione delle emissioni deve derivare da tecnologie di cattura e stoccaggio del carbonio (CCS). Queste impediscono al carbonio rilasciato dai processi industriali di entrare nell’atmosfera. Tuttavia, la riqualificazione degli esistenti stabilimenti per il cemento con nuove tecnologie non è una faccenda semplice. Il progetto CEMCAP, finanziato dall’UE, ha messo a confronto le opzioni CCS disponibili per l’industria europea del cemento. Il team ha valutato cinque tecnologie candidate in base all’idoneità a differenti tipi di impianti. Il progetto ha confrontato le tecnologie dal punto di vista tecnico ed economico, e ha inoltre stabilito un quadro per rendere possibile questo confronto. Il collaudo su scala pilota ha confermato la fattibilità di tutte le tecnologie di cattura. Tecnologie candidate Il team ha testato tutte le tecnologie candidate, tranne una, in un laboratorio che riproduceva le condizioni industriali. L’eccezione, il raffreddamento del clinker, è stata testata in un impianto per il cemento funzionante. Questo processo comporta il raffreddamento del clinker, che è il componente principale del cemento, con la CO2 al posto dell’aria. I ricercatori hanno anche testato tre tecnologie post combustione. Il procedimento con ammoniaca in condizioni fredde rimuove la CO2 dai gas di scarico usando una soluzione di ammoniaca. Un secondo metodo, chiamato liquefazione della CO2 assistita da membrana, combina una membrana plastica che separa la CO2 con un procedimento di liquefazione della CO2. L’ultima tecnologia candidata, il procedimento a ossido di calcio, aggiunge questo composto al gas di scarico, al fine di formare carbonato di calcio con la CO2. Il team ha testato due versioni di questo procedimento. Tutte le tecnologie testate sono risultate più efficienti dal punto di vista energetico rispetto al metodo della cattura con ammina usato come riferimento, anche se l’ossicombustione era la più efficiente. I ricercatori hanno scoperto che le tecnologie post combustione sono più facili da installare a posteriori negli impianti esistenti, mentre le tecnologie integrate (ad es. l’ossicombustione con procedimento a ossido di calcio) sono più difficili da installare a posteriori. «Non abbiamo trovato un chiaro vincitore tra le tecnologie di cattura», sottolinea la dott.ssa Kristin Jordal che è a capo del progetto. «Tutte le tecnologie di cattura della CO2 esaminate in CEMCAP sono fattibili dal punto di vista tecnico, e sono pronte a procedere verso il collaudo sul campo o stanno già andando in quella direzione». La tecnologia di cattura ottimale sarà sempre specifica per il singolo caso, dipendendo dalla posizione e da altri fattori. Ulteriori test e diffusione Sulla scia di CEMCAP, il nuovo progetto dell’UE CLEANKER svilupperà il procedimento a ossido di calcio in vista di una dimostrazione completa sul campo. Analogamente, la European Cement Research Academy finanzierà una dimostrazione della cattura con ossicombustione in impianti in Austria e Italia. Per le altre tecnologie testate da CEMCAP, non vi sono attualmente piani per ulteriori dimostrazioni. Anche se il progetto ha dimostrato la fattibilità di tutti i candidati, rimane ancora molto da fare prima che sia possibile la loro realizzazione industriale. Il problema fondamentale è che tutti i procedimenti CCS aumentano del 50-90 % i costi di produzione del cemento. «Al momento, non ci sono giustificazioni economiche per la cattura della CO2 sulla terraferma in Europa», afferma la dott.ssa Jordal. L’Europa inoltre non possiede alcuna infrastruttura per il trasporto e lo stoccaggio della CO2 e nemmeno un appropriato ambiente legale e normativo. «Di conseguenza, nessuno sta al momento catturando la CO2 proveniente dagli impianti per il cemento, anche se la Norcem cement intende farlo se il governo norvegese copre parte dei costi.» Senza una giustificazione economica, è improbabile che i produttori commerciali di cemento adottino volontariamente le tecnologie CCS. La Commissione europea potrebbe dover legiferare per l’uso obbligatorio delle tecnologie. Se così fosse, CEMCAP avrà aiutato a semplificare quel processo.
Parole chiave
CEMCAP, CO2, cemento, tecnologie di cattura, ossicombustione, procedimento a ossido di calcio, inquinamento, liquefazione della CO2, procedimento con ammoniaca in condizioni fredde, CCS
