La cattura del carbonio può consentire una rimozione del 99+% di CO2 dalle centrali industriali ed elettriche?

Gli studi scientifici sui cambiamenti climatici sono giunti a una conclusione sconfortante. Non sarà sufficiente ridurre drasticamente le emissioni di anidride carbonica. Entro la seconda metà di questo secolo, tutti Le emissioni di CO₂ dovranno essere eliminate dal sistema energetico.

Questo requisito significa che non sarà sufficiente catturare il 90% delle emissioni di CO₂ delle centrali elettriche e degli impianti industriali. È necessario catturare praticamente tutta la CO₂ e ad un costo accessibile. La cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) sono all'altezza del compito più difficile? La risposta breve è sì.

Uno studio del 2019 pubblicato dall'Agenzia Internazionale dell'Energia (AIE) conclude che la cattura al 90% non è un limite massimo, ma "un limite artificiale" che è un "punto di riferimento storico, originariamente basato sull'economia della cattura". Lo studio conclude che la cattura del 99,1% di CO₂ negli impianti a gas e del 99,7% negli impianti a carbone aumenta il costo dell'elettricità solo del 7% rispetto alla cattura del 90%. La cattura del 99+% della CO₂ di un impianto rende le emissioni di CO₂ sostanzialmente nulle. In altre parole, la concentrazione di CO₂ presente nei fumi corrisponde a quella dell'aria ambiente, con le attuali concentrazioni atmosferiche di CO₂ di 410 ppm.

La tecnologia di cattura sta facendo progressi significativi verso questi tassi di cattura neutrali. Tre anni fa, la Parish Plant di NRG in Texas ha installato la cattura del carbonio su una parte dell'impianto da 240 MW. Il progetto, chiamato Petra Nova, è stato progettato per catturare il 90% della CO₂ a un tasso di progetto di 4776 tonnellate metriche di CO₂ al giorno. Il progetto è stato costruito nei tempi e nei costi previsti. Il DOE pubblicherà un rapporto sulle prestazioni operative dell'impianto nel corso dell'anno. Nel frattempo, CATF ha assunto un consulente per esaminare i dati sulle emissioni orarie che l'impianto ha presentato all'EPA nel 2017-2018. Abbiamo riscontrato che l'impianto ha avuto un discreto successo, catturando al tasso target per lunghi periodi. I dati hanno mostrato che l'impianto cogen (che fornisce vapore all'apparecchiatura di cattura) e l'apparecchiatura di cattura potevano essere avviati rapidamente. Come ci si può aspettare da una prima applicazione, i dati hanno anche mostrato periodi in cui l'apparecchiatura di cattura non era disponibile, e gli impianti futuri dovranno ridurre la frequenza dei tempi di inattività.

Il successo di Petra Nova sta portando a miglioramenti nei progetti futuri:

• La costruzione dei prossimi impianti costerà meno -Mitsubishi Heavy Industries (MHI) ha fornito le apparecchiature di cattura utilizzate a Petra Nova. MHI afferma che il prossimo impianto sarà più economico del 30% rispetto a Petra Nova, sulla base di quanto appreso. Parte di questa riduzione dei costi è dovuta a un nuovo solvente con prestazioni migliori, che porta a un'attrezzatura più efficiente e a una migliore integrazione.
• I prossimi impianti punteranno a tassi di cattura della CO₂ più elevati -A settembre, il DOE ha assegnato un finanziamento per studi ingegneristici sulla tecnologia di cattura degli impianti a carbone e a gas. Una di queste, l'unità da 816 MW dell'impianto Prairie State in Illinois, sarà progettata per catturare il 95% della CO₂ emessa dall'impianto.

Petra Nova illustra il potere di "imparare facendo". Più progetti significano più progressi in termini di prestazioni e costi. Con un numero sufficiente di nuovi progetti, progressi come il tasso di cattura del 99+% saranno standard per gli impianti industriali e le centrali elettriche di tutto il Paese.

Sappiamo per esperienza quanto possa essere potente "imparare facendo". Due decenni di normative federali sul biossido di zolfo hanno spinto le installazioni di scrubber a ridurre i costi del 50% e ad aumentare la rimozione dello zolfo da poco più del 70% a ben oltre il 95%. I costi dell'energia eolica sono scesi negli ultimi anni grazie agli incentivi federali e statali che hanno favorito lo sviluppo di progetti eolici. Un maggior numero di progetti CCS, tuttavia, dipenderà dall'approvazione da parte del Congresso di politiche più incisive che rendano economici i nuovi progetti di cattura. La stessa riduzione dei costi può avvenire con la cattura del carbonio se il Congresso ne ha la volontà politica.