I poli di decarbonizzazione e l'opportunità di una riduzione profonda e rapida del carbonio
Nel momento in cui il mondo cerca di affrontare la complessa sfida della costruzione di sistemi energetici decarbonizzati, la riduzione delle emissioni di CO₂ derivanti dalle attività industriali è fondamentale, poiché queste rappresentano circa il 23% delle emissioni di CO₂, secondo i dati dell'Agenzia Internazionale dell'Energia (AIE). In base alla traiettoria attuale, il consumo finale di energia in Europa non dovrebbe diminuire drasticamente nei prossimi tre decenni. Ancora peggio, i dati sulle emissioni globali del dicembre 2020 mostrano un aumento di 60 milioni di tonnellate rispetto all'anno precedente. Ciò significa che le nostre possibilità di ridurre le emissioni di CO₂ si stanno riducendo, mentre la finestra di opportunità per prevenire i peggiori effetti del cambiamento climatico si sta chiudendo.
Gli sforzi devono essere attuati immediatamente per iniziare a ridurre le emissioni attuali e accelerare il percorso verso la decarbonizzazione. Gli sforzi devono iniziare utilizzando tecnologie e approcci collaudati e pronti a passare all'azione pragmatica, continuando a investire nella ricerca e nella creazione di concetti. L'industria dispone di metodi per la riduzione delle emissioni al fine di raggiungere gli obiettivi climatici prefissati, ma al momento non esistono motivazioni commerciali per gli investimenti privati. La creazione di un quadro politico adeguato può cambiare questa situazione.
Spesso travisata come una nuova tecnologia, la cattura, la rimozione e lo stoccaggio del carbonio è un approccio collaudato per la riduzione delle emissioni. Questa serie di tecnologie di controllo delle emissioni si affianca alle infrastrutture esistenti per evitare che la CO₂ raggiunga l'atmosfera. L'industria può utilizzare questa tecnologia per ridurre le emissioni di CO₂ di svariati milioni di tonnellate. Il Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico (IPCC) delle Nazioni Unite ha fornito un quadro della portata della cattura di CO₂ necessaria, includendo le tecnologie in tre dei quattro scenari illustrativi. Il raggiungimento di questo obiettivo sarà possibile solo attraverso la diffusione delle tecnologie di cattura, rimozione e stoccaggio del carbonio e la relativa approvazione politica, in modo da poter realizzare il potenziale di riduzione delle emissioni su scala significativa.
Sistemi condivisi di infrastrutture di trasporto e stoccaggio geologico della CO₂ consentiranno di raggiungere la scala necessaria attraverso la creazione di hub per la riduzione della CO₂. L'approccio degli hub consente la collaborazione e la condivisione delle infrastrutture. In questo modo si collegano più siti di cattura della CO₂ presso impianti industriali a luoghi di stoccaggio geologico sicuri, utilizzando reti di trasporto condivise, consentendo una più rapida implementazione della cattura, rimozione e stoccaggio del carbonio. Se applicata su scala, questa tecnologia può portare i processi ad alta intensità energetica verso un futuro decarbonizzato. La decarbonizzazione delle industrie ad alto valore aggiunto, come quelle siderurgiche, chimiche, di raffinazione e del cemento, contribuisce a mantenere i posti di lavoro locali che forniscono una serie di prodotti essenziali per la vita quotidiana.
Tuttavia, la lenta adozione di questi impianti è dovuta all'elevato costo della tecnologia di riduzione delle emissioni e solo colmando questo gap di finanziamento attraverso partenariati pubblico-privati si potrà assistere a una significativa realizzazione delle infrastrutture.
Informare i responsabili politici sui benefici della cattura, rimozione e stoccaggio del carbonio è un processo continuo e l'approvazione delle politiche consentirà l'adozione su larga scala della riduzione della CO₂ e dei suoi benefici.
La costruzione di industrie decarbonizzate richiede anche l'inclusione dell'idrogeno, che è stato evidenziato come un ruolo chiave nella decarbonizzazione. Affinché ciò avvenga, è necessario che vi sia spazio per la produzione e la diffusione dell'idrogeno come fonte di combustibile e che il governo dia all'industria il via libera per l'adeguamento degli impianti di produzione di idrogeno esistenti con attrezzature per la cattura del carbonio. Ciò consentirà ai settori industriali di ridurre le emissioni di carbonio con particolare attenzione alla costruzione di infrastrutture per la cattura e lo stoccaggio di CO₂, che costituiranno anche il quadro di riferimento per l'espansione dell'uso dell'idrogeno e delle infrastrutture utilizzate dall'idrogeno verde in futuro.
Una strategia climatica realistica che realizzi una decarbonizzazione profonda deve garantire che la commercializzazione delle tecnologie sia al centro della strategia politica, dove il settore pubblico e quello privato possano collaborare per una diffusione su larga scala. L'approvazione di una serie diversificata di metodi di decarbonizzazione consente di costruire infrastrutture e di indirizzare le risorse verso metodi di decarbonizzazione comprovati. Ciò significa politiche armonizzate e specifiche e meccanismi di finanziamento che consentano l'adozione su larga scala delle tecnologie, nonché il sostegno all'adeguamento degli impianti industriali esistenti.
Gli hub di decarbonizzazione possono essere interconnessi in una rete di CO2
Un approccio di tipo hub presenta numerosi vantaggi, tra cui sistemi di trasporto interconnessi che raccolgono CO₂ da più fonti di cattura per consegnarla a siti di stoccaggio condivisi. Questi hub di decarbonizzazione condivisi consentono alle emissioni provenienti da diverse attività industriali di utilizzare un'infrastruttura di rete condivisa e di accedere a strutture di stoccaggio geologico sicure.
L'infrastruttura condivisa con l'accesso alla capacità di stoccaggio disponibile significa che le industrie che producono emissioni possono accedere al servizio della rete CO₂ con maggiore facilità, riducendo al minimo le barriere amministrative poiché le attività sono già autorizzate all'interno della rete. Ciò consente all'industria di pianificare progetti incentrati sulle attività di riduzione delle emissioni di carbonio, anziché dover investire nell'intera catena di cattura, rimozione e stoccaggio del carbonio. Ciò è particolarmente importante in quanto lo stoccaggio geologico adatto non esiste in tutti i Paesi europei, pertanto un servizio condiviso per il trasporto e lo stoccaggio di CO₂ offrirà ai siti industriali di tutta Europa la possibilità di ridurre le emissioni.
Gli effetti di rete sono ben noti. Il coordinamento degli investimenti crea ulteriori collegamenti, producendo sinergie commerciali che consentono un'adozione più rapida, poiché è più conveniente costruire grandi infrastrutture per il trasporto e lo stoccaggio della CO₂ piuttosto che molteplici strutture più piccole.
Gli operatori del settore hanno progettato hub industriali, reti e cluster che dimostrano la cattura, il trasporto e l'immagazzinamento della CO₂ per una profonda riduzione delle emissioni nella produzione industriale di ferro, acciaio, cemento e prodotti chimici. I Paesi che hanno ricevuto finanziamenti e sostegno politico sono stati in grado di avviare progetti di prima generazione, consentendo all'industria di iniziare a investire in infrastrutture a zero emissioni, mantenendo al contempo funzioni economiche e sociali critiche.
Ad esempio, in Norvegia e nel Regno Unito la politica nazionale ha fornito sussidi governativi per progetti specifici e ha permesso alle industrie di avviare la pianificazione di progetti. Anche i Paesi Bassi e la Danimarca si sono impegnati a utilizzare la cattura, l'eliminazione e lo stoccaggio del carbonio per raggiungere gli obiettivi nazionali di riduzione delle emissioni, e anche in questo caso sono emerse attività progettuali.
In Norvegia, Northern Lights sarà il primo hub operativo CCS in Europa, dimostrando una rete transfrontaliera di infrastrutture di trasporto e stoccaggio di CO₂ open-source che offrirà alle aziende di tutta Europa l'opportunità di stoccare la propria CO₂ in modo sicuro e permanente sotto il fondale marino. Inoltre, un gruppo di aziende ad alta intensità energetica sta lavorando insieme per costruire una rete di stoccaggio di CO₂ a Teesside, nel Regno Unito. Il ruolo della cattura, rimozione e stoccaggio del carbonio è stato enfatizzato dal governo britannico come strategia chiave per la decarbonizzazione, con obiettivi nazionali per la diffusione e strumenti di finanziamento, che consentono all'industria di fornire una soluzione alle proprie emissioni di carbonio attraverso la pianificazione di hub CCS. Nei Paesi Bassi è previsto un hub di stoccaggio nel porto di Rotterdam per fornire un servizio di trasporto e stoccaggio della CO₂ catturata da diverse aziende. La decisione finale di investimento è prevista per il 2022.
Sebbene questi primi progetti siano una dimostrazione positiva di ciò che è possibile realizzare, gli sforzi del governo finora non hanno fornito il quadro per sviluppare un sistema di mercato per la cattura, la rimozione e lo stoccaggio del carbonio per decarbonizzare l'industria su scala di massa. È importante sviluppare ulteriormente questi progetti in una strategia e un'azione regionale attraverso partenariati che includano obiettivi di diffusione comuni, hub regionali, cluster e opportunità di progetti chiave per la cattura, la rimozione e lo stoccaggio del carbonio, nonché un atlante regionale congiunto per lo stoccaggio permanente della CO₂.
Sono ora necessari meccanismi politici che permettano al governo e all'industria di lavorare insieme per ottenere una decarbonizzazione su larga scala delle attività industriali.
È necessario un sostegno politico per promuovere l'espansione dei poli di decarbonizzazione
L'aggiunta di applicazioni per la cattura, la rimozione e lo stoccaggio del carbonio agli impianti industriali consuma energia supplementare e aumenta i costi di produzione, e questo è in parte il motivo per cui è stato particolarmente difficile sviluppare un modello di finanziamento efficace. È ben chiaro che si tratta di un percorso intersettoriale verso le emissioni nette a zero, tuttavia è necessaria una diffusione su larga scala, che non è possibile senza un considerevole sostegno agli investimenti.
Ma questo non è un problema esclusivo della cattura, del trasporto e dello stoccaggio del carbonio.
Prendiamo le auto elettriche. Per incoraggiarne l'adozione è stato necessario il sostegno del governo per i costi e l'installazione delle reti di ricarica. Il sostegno agli investimenti iniziali è necessario per installare l'infrastruttura abilitante che dà il via a un nuovo mercato, riducendo i rischi dei progetti e garantendo l'accettabilità da parte del pubblico. Gli incentivi individuali e la disponibilità di infrastrutture hanno incoraggiato il settore privato ad aumentare la produzione e i consumatori ad acquistare veicoli elettrici (EV). Ad esempio, la leadership del governo norvegese ha favorito lo sviluppo del mercato dei veicoli elettrici, introducendo un programma di joint venture con il settore privato in base al quale il governo locale ha pagato le aziende per installare e gestire le stazioni di ricarica. Altri esempi sono la Germania, dove sono stati prorogati i sussidi per i veicoli elettrici, e i Paesi Bassi, dove i sussidi per i veicoli elettrici sono aumentati nel 2021.
L'impegno politico del governo invia un segnale positivo di investimento al settore privato per avviare la costruzione di un nuovo mercato e incoraggiare l'aumento della produzione attraverso la sicurezza degli investimenti.
Un sostegno politico e investimenti simili sono necessari per attivare il mercato della cattura, rimozione e stoccaggio del carbonio e replicare la curva dei costi seguita da altre nuove tecnologie climatiche. È necessario un sostegno specifico per il prossimo gruppo di hub e per affrontare separatamente i flussi di capitale e i mercati.
Sebbene diversi fattori di successo si siano allineati per lo sviluppo di progetti dimostrativi in Europa, non abbiamo ancora una tabella di marcia per la diffusione su larga scala. Abbiamo assistito ad alcuni impegni di finanziamento, all'aumento del sistema di scambio delle quote di emissione dell'UE (ETS), agli obiettivi "net zero", all'aumento delle sanzioni sulle emissioni di CO₂ e a modelli commerciali favorevoli che hanno permesso di realizzare questi progetti e di creare delle porte per un mercato della CO₂. Tuttavia, per replicare questa situazione in tutta Europa è necessario che i responsabili politici stabiliscano condizioni prevedibili. L'industria si è ora rivolta ai governi per ottenere il sostegno necessario a far crescere le reti di decarbonizzazione a un ritmo e a una scala adeguati.
Implementazione della rete di hub di decarbonizzazione
Affinché la cattura del carbonio possa decollare in modo significativo, è necessaria una diffusione intelligente delle reti di decarbonizzazione. I politici devono rispondere all'industria, che ha i mezzi per decarbonizzare ma ha bisogno di un quadro di riferimento per l'attuazione. Ciò significa certezza del ruolo di queste tecnologie e metodi in un futuro decarbonizzato, con un'approvazione armonizzata per la cattura, la rimozione e lo stoccaggio del carbonio come metodo di riduzione delle emissioni, in modo che l'industria possa pianificare un'adozione su larga scala. La politica deve affrontare sia lo sviluppo di infrastrutture per il trasporto e lo stoccaggio del CO₂ su scala reale, sia fornire incentivi per la diffusione della tecnologia di cattura per le strutture che catturano il loro carbonio.
- Incentivi finanziari. Sono necessari incentivi finanziari specifici a sostegno dell'implementazione e della realizzazione di infrastrutture per il trasporto e lo stoccaggio del CO₂. Sebbene il Fondo per l'innovazione dell'UE stia promuovendo alcuni investimenti fornendo un sostegno in conto capitale per le tecnologie innovative, questi fondi sono ripartiti tra una serie di tecnologie, quindi l'importo non è sufficiente per la commercializzazione su larga scala della cattura, rimozione e stoccaggio del carbonio. Poiché la prima tornata di domande è stata superata, potrebbero essere utili ulteriori sovvenzioni in conto capitale che forniscano finanziamenti specifici per progetti di cattura, rimozione e stoccaggio del carbonio. Inoltre, il regolamento sulle reti energetiche transeuropee (TEN-E) è fondamentale per le reti di trasporto transfrontaliere di CO₂ e per la creazione di infrastrutture transfrontaliere di CO₂ in Europa. Sebbene sia incoraggiante vedere che la Commissione europea ha segnalato il sostegno alla cattura, rimozione e stoccaggio del carbonio come metodo a zero emissioni per l'industria nella sua proposta di includere le condutture transfrontaliere di CO₂, il quadro è incompleto poiché l'intera catena di valore della cattura e dello stoccaggio del carbonio non è riconosciuta dalla TEN-E. Ciò significa includere il sostegno a tutte le opzioni di trasporto del CO₂ e allo stoccaggio geologico del CO₂. Ciò è particolarmente importante per la progettazione di hub e cluster di progetti, poiché la CO₂ catturata potrebbe dover attraversare diversi confini nazionali in Europa per raggiungere i siti di stoccaggio. Per rendere possibile un sistema di mercato per la cattura e lo stoccaggio del biossido di carbonio, il quadro politico dell'UE deve consentire e permettere a tutte le parti della catena del valore di fornire certezze per lo sviluppo dei progetti e incentivare gli investimenti mostrando l'impegno del governo per le infrastrutture necessarie. È necessario investire nella cattura del carbonio e nelle infrastrutture per il trasporto e lo stoccaggio del CO₂, in modo che gli Stati membri possano accedere alle risorse di stoccaggio geologico.
- Integrazione del sistema ETS. I responsabili politici devono trovare il modo di colmare il divario tra i costi operativi effettivi della cattura, rimozione e stoccaggio del carbonio e il prezzo attuale del sistema europeo di scambio delle quote di emissione. Questo tipo di sostegno politico è necessario per incentivare gli investimenti nella cattura del carbonio nel breve termine. I CFD possono essere assegnati in base alla riduzione delle emissioni di CO₂, ad esempio attraverso contratti di carbonio per differenza. Le CFD hanno sostenuto con successo la commercializzazione delle tecnologie per le energie rinnovabili sotto forma di tariffe di alimentazione e hanno tracciato un percorso per integrare gli obiettivi dell'innovazione nella politica climatica.
- Obiettivi e tempistiche. Obiettivi chiari per l'industria per ridurre le emissioni, con scadenze per l'introduzione e volumi richiesti per la cattura, la rimozione e lo stoccaggio del carbonio. Gli obiettivi devono essere supportati da una contabilità dei gas serra stabilita per gli approcci di rimozione del carbonio, incentivata da certificati per la rimozione del carbonio che forniranno trasparenza.
- Prezzi del carbonio più alti. I politici devono continuare a spingere per ottenere prezzi del carbonio molto più alti, mentre la cattura, l'eliminazione e lo stoccaggio del carbonio non sono commercialmente praticabili. Sebbene il sistema di scambio di quote di emissione (ETS) dell'UE abbia fissato un prezzo per il carbonio e abbia creato il primo grande mercato del carbonio al mondo, il suo prezzo non è sufficientemente alto da incentivare l'adozione senza politiche complementari, come indicato sopra.
Conclusione
L'Europa può realizzare il potenziale di trasformazione della sua industria energetica definendo standard, modelli e regolamenti che il resto del mondo seguirà.
La Commissione europea ha stanziato finanziamenti per sei progetti di reti di trasporto e stoccaggio di CO₂ in cinque Paesi europei. I fattori critici di successo sono allineati affinché l'Europa [PDF] possa beneficiare del potenziale degli hub. Il passo successivo è fornire al mercato un modello di business e un meccanismo di sostegno alle entrate per stimolare gli investimenti privati nell'adozione di progetti su larga scala. I modelli innovativi che riducono al minimo i rischi dei progetti per i finanziamenti di capitale a lungo termine riducono materialmente il rischio dei progetti e incoraggiano gli investitori privati che sono guidati dall'allineamento della legislazione esistente con gli obiettivi climatici.
Il Consiglio europeo ha fissato una riduzione delle emissioni di gas serra di almeno il 55% entro il 2030 rispetto ai livelli del 1990; il raggiungimento di questo obiettivo dipende dalle misure attuate. La tabella di marcia deve essere accompagnata da un impegno politico e il coordinamento è essenziale per massimizzare le economie di scala e i benefici di trascinamento tra Paesi e regioni. La maggior parte dei percorsi di decarbonizzazione prevede la necessità di catturare, rimuovere e stoccare il carbonio, il che significa che dobbiamo porre le basi per l'adozione da parte del mercato. Questi sistemi saranno l'infrastruttura portante necessaria per raggiungere la scala necessaria di un mercato decarbonizzato, creando un'industria a sé stante.
