Del: 8 Aprile 2021 Di: Daniele Di Bella Commenti: 0

Da circa cinquant’anni l’opinione pubblica prende graduale coscienza della crisi climatica in atto e della necessità di rivoluzionare l’attuale modo di vivere allo scopo di preservare caratteristiche del pianeta cruciali per la sopravvivenza della specie umana e delle altre forme di vita terrestri. Tale rivoluzione non interessa unicamente le abitudini dei singoli, ma comporta anche l’investimento di ingenti risorse in progetti di ricerca a livello nazionale ed internazionale. Ecco alcune iniziative alle quali Scientific American (volume 323, numero 6, dicembre 2020) consiglia di prestare attenzione.

1. Chimica ad energia solare

I processi di produzione di molti composti chimici richiedono il consumo di combustibili fossili, contribuendo conseguenzialmente all’emissione di CO2 ed al cambiamento climatico. Diversi laboratori come il Center for Artificial Photosynthesis (California Institute of Technology), il Lawrence Berkeley National Laboratory ed il Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion stanno indagando strategie per convertire la CO2 – sottoprodotto di molte attività umane – in diversi composti chimici tramite l’utilizzo dell’energia contenuta nella luce solare. L’obiettivo è ridurre le emissioni di anidride carbonica in due modi: utilizzandola come materia prima e impiegando la luce solare (e non i combustibili fossili) come fonte di energia. Anche l’elettricità potrebbe ricoprire questo ruolo, tuttavia è necessario che sia ottenuta da fonti rinnovabili altrimenti non godremmo di alcun beneficio.

2. Aviazione elettrica 

Secondo Scientific American, nel 2019 il trasporto aereo si è reso responsabile del 2.5% delle emissioni globali di carbonio: tale cifra potrebbe triplicare entro il 2050. Per evitare ciò molte compagnie (come Airbus Ampaire, MagniXe Eviation) si stanno impegnando a sviluppare motori elettrici al fine di ridurre le emissioni di contaminanti, ridurre i costi del carburante del 90%, i costi della manutenzione del 50% e ridurre il rumore del 70%. Ad oggi esistono alcuni modelli sperimentali pensati per uso privato, aziendale o a corto raggio in attesa dell’approvazione da parte della U.S. Federal Aviation Administration.

L’interesse di grandi compagnie aeree per questi veicoli di nuova generazione è testimoniato da dichiarazioni come quelle di Dan Wolf, CEO di CapeAir, che sostiene di voler acquistare il modello Alice proposto da Eviation sia per il ridotto impatto ambientale del mezzo che per i benefici economici che se ne trarrebbero: i motori elettrici sono più longevi di quelli alimentati da idrocarburi e richiedono interventi di revisione dopo 20 000 ore di utilizzo anziché 2000. Purtroppo la densità energetica delle batterie attuali non rende favorevole l’elettrificazione del settore aereo: le migliori batterie presenti sul mercato hanno una densità energetica pari a 250 wattora/kg contro i 12 000 wattora/kg dei motori alimentati a combustibili fossili. Per far volare un aereo alimentato ad elettricità sono richieste dunque batterie molto pesanti e che occupano molto spazio. Ciò nonostante, Airbus ritiene di poter avere un veicolo da 100 passeggeri pronto entro il 2030.

3. Cemento a basso impatto ambientale

L’industria del cemento è responsabile di circa l’8% delle emissioni globali annue di CO2 poiché i combustibili fossili sono impiegati per generare il calore necessario per la formazione di questo materiale. A causa dei fenomeni di urbanizzazione si prevede una produzione di cemento sempre più ingente così come la conseguente produzione di anidride carbonica. Fortunatamente negli ultimi anni sono nate diverse realtà che propongono soluzioni innovative per produrre cemento con un minore impatto sull’ambiente; Solidia, ad esempio, è un’azienda del New Jersey che utilizza un processo chimico autorizzato dalla Rutgers University al fine di ridurre del 30% le emissioni di anidride carbonica originate durante il processo di produzione del cemento.

CarbonCure, un’azienda di Dartmouth, propone di raccogliere la CO2 prodotta durante diversi processi industriali ed impiegarla per produrre cemento tramite un processo di mineralizzazione: in tal modo si impedisce a questo contaminante di disperdersi in atmosfera. Anche grandi e longeve aziende cementiere stanno attuando modifiche per contribuire alla rivoluzione verde: Norcem, colosso norvegese, si propone di diventare il primo produttore di cemento al mondo possessore di una fabbrica ad emissioni zero.

4. Idrogeno verde

Per decarbonizzare la nostra società è necessario avvalersi dell’idrogeno, poiché si tratta di un combustibile ad alta densità energetica il cui unico sottoprodotto di combustione è l’acqua. Avere a disposizione ingenti quantità di idrogeno ci consentirebbe di non fare affidamento sui combustibili fossili anche in settori in cui l’elettricità non è utilizzabile come quello navale e quello manifatturiero che richiedono molta energia in poco spazio. Ad oggi riusciamo a ricavare l’idrogeno tramite molti processi industriali identificati con diversi colori: l’idrogeno grigio si ricava sottoponendo i combustibili fossili a un flusso di vapore, con conseguente produzione di contaminanti atmosferici come l’anidride carbonica. Se a tali composti di scarto viene impedito di raggiungere l’atmosfera l’idrogeno si definisce blu. L’idrogeno verde viene invece ricavato senza l’ausilio di combustibili fossili: sottoponendo molecole d’acqua ad elettrolisi si ricavano idrogeno e ossigeno senza sottoprodotti.

Fino a pochi anni fa, le ingenti quantità di energia elettrica necessarie per il processo di elettrolisi potevano essere ricavate unicamente tramite metodi non carbon free, mentre oggi l’elettricità è più facilmente ricavabile da fonti rinnovabili e gli elettrolizzatori sono diventati più efficienti. Varie società stanno lavorando a elettrolizzatori che consentano di produrre idrogeno verde più economicamente dell’idrogeno blu o grigio, mentre altre realtà si occupano di produrre idrogeno verde su scala industriale. Condotto da un consorzio di società e patrocinato dal Department for Business, Energy & Industrial Strategy inglese, il progetto Gigastack mira ad integrare elettrolizzatori all’interno delle turbine eoliche di due stazioni offshore in modo da generare ingenti quantità di idrogeno verde. 

Daniele Di Bella
Sono Daniele, studio biologia, ma sono appassionato anche di fisica, chimica, storia,letteratura e filosofia. Da grande voglio fare il biochimico, esplorare la Rift Valley e lavorarein Artide e in Antartide. Al momento studio, leggo, faccio teatro e scrivo per Vulcano.

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