Mappare il costo della cattura e dello stoccaggio del carbonio in Europa

Mentre l'Europa si sforza di raggiungere l'ambizioso obiettivo della neutralità climatica entro il 2050, si riconosce sempre più che la cattura e lo stoccaggio del carbonio saranno fondamentali per ridurre le emissioni alla velocità e su scala necessarie. Nell'ottobre 2022, la Commissione europea ha annunciato che nel 2023 avrebbe formalmente lanciato una comunicazione su una visione strategica per la cattura del carbonio in Europa. 

La cattura e lo stoccaggio del carbonio sono uno strumento di decarbonizzazione per molte delle centinaia di grandi fonti di_CO2, tra cui siti industriali pesanti e centrali elettriche, che contribuiscono a circa la metà delle emissioni totali di_CO2 della regione. Come possiamo determinare quali siti potrebbero essere potenzialmente "frutti a portata di mano" per la cattura e lo stoccaggio del carbonio - dove grandi volumi possono essere eliminati al costo più basso? E quanto è grande la barriera dei costi affrontata da quegli impianti che si prevede abbiano bisogno della cattura e dello stoccaggio del carbonio per decarbonizzarsi? 

Un nuovo strumento interattivo sviluppato da Carbon Limits per CATF vuole aiutare a rispondere a queste domande e ad altre ancora, visualizzando il costo della cattura, del trasporto e dello stoccaggio della_CO2 di 2.170 impianti industriali e di produzione di energia situati nello Spazio economico europeo e nel Regno Unito. Questi siti emettono ciascuno almeno 100.000 tonnellate di inquinamento da carbonio all'anno e, complessivamente, ammontano a oltre 1,2 miliardi di tonnellate di emissioni catturabili. Lo strumento consente inoltre di esplorare, attraverso tre distinti cruscotti, come un maggiore sviluppo delle infrastrutture_{per la CO2} possa contribuire a ridurre i costi. 

Il costo totale per ogni emettitore è una combinazione di due fattori principali: il "costo di cattura", determinato dalla difficoltà relativa di separare la_CO2 dagli altri gas, e il costo del trasporto e dello stoccaggio permanente della_CO2 nel sottosuolo. Per riflettere il grado di incertezza e variabilità di questi due costi, lo strumento offre una scelta di stime alte e basse basate sulla letteratura di ricerca: il valore più alto è probabilmente più rappresentativo di progetti first-mover con scarse economie di scala, mentre il valore basso è indicativo di processi più ottimizzati e infrastrutture condivise. 

Una mappa di calore dei costi di trasporto e stoccaggio 

• I progetti annunciati lasciano alcune regioni interne con scarso accesso allo stoccaggio di_CO2, in particolare nell'Europa centrale e orientale. 
• Lo sviluppo di altre aree con una geologia adatta potrebbe fornire alla maggior parte dell'Europa un accesso a basso costo, con un massimo di 60 euro per tonnellata di CO2. 
• I nuovi gasdotti_{per la CO2} sono un'altra strada per ridurre significativamente i costi di trasporto. 

Il primo cruscotto dello strumento si concentra sul modo in cui i costi di trasporto_{della CO2} variano nella regione, mostrati sotto forma di una mappa di calore in cui i colori più scuri rappresentano i costi più elevati. Le stime dei costi di trasporto rappresentano una combinazione tra la distanza dal sito di stoccaggio_{di CO2} più vicino e la modalità di trasporto della_CO2 più accessibile per l'emettitore, che può essere la ferrovia, il gasdotto, la chiatta fluviale o la nave. Considerando solo i siti di stoccaggio attualmente annunciati - la maggior parte dei quali si trova nel Mare del Nord - ci sono molte zone dell'Europa interna e orientale in cui l'attuale mancanza di infrastrutture e l'accesso limitato allo stoccaggio locale rendono i costi di trasporto proibitivi.  

Tuttavia, l'Europa è benedetta da vaste aree geologiche adatte allo stoccaggio di_CO2. Selezionando lo scenario "a lungo termine" si scopre come i costi di trasporto potrebbero essere drasticamente ridotti se si riuscissero a sviluppare siti di stoccaggio nelle aree in cui la geologia e le normative vigenti lo consentono, e ora quasi tutta la regione mostra costi inferiori a 60 euro per tonnellata (anche con le stime più alte). Questi siti potrebbero non essere disponibili oggi, ma molti potrebbero essere pronti entro il 2030 se la pianificazione iniziasse presto. Lo strumento di mappatura consente inoltre all'utente di lasciare che il modello costruisca nuove condutture, riducendo ulteriormente i costi per la maggior parte dei siti ed eliminando eventuali zone con costi eccessivi. Questa potrebbe essere un'opzione importante per le aree che non gestiscono o scelgono di sviluppare siti di stoccaggio nelle vicinanze. 

Mappatura dei costi per ogni fonte 

• Il costo totale per tutte le fonti varia da circa 70 a 250 euro per tonnellata di CO2 (stima bassa) solo utilizzando i siti di stoccaggio attualmente previsti.
• Se tutte le aree con una geologia adatta possono stoccare la_CO2 e sono possibili nuovi gasdotti, il 98% degli impianti ha un costo totale inferiore a 120 euro per tonnellata (stima bassa). Con la stima alta, il 60% degli impianti ha un costo inferiore a 150 euro per tonnellata. 

• Nel settore dei minerali non metalliferi, consentire un maggiore sviluppo di siti di stoccaggio potrebbe permettere di quintuplicare il numero di impianti per soddisfare un costo di 90 euro per tonnellata, coprendo il 70% dei siti europei. 

Passando al secondo cruscotto dello strumento, gli impianti che emettono vengono ora introdotti in questo paesaggio sottostante di costi di trasporto variabili, con la dimensione di ogni cerchio che rappresenta il volume delle emissioni e i colori più scuri che indicano ancora una volta costi più elevati. Il costo della cattura della_CO2 viene ora aggiunto al totale per ogni fonte, sulla base di intervalli di costo tipici di ogni settore. Ogni fonte è anche classificata in base al costo in una curva di costo marginale di abbattimento che - nella stima più bassa - va da circa 70 euro per tonnellata a circa 250 euro per tonnellata se ci limitiamo ai siti di stoccaggio attualmente in fase di sviluppo. Ai prezzi attuali del carbonio, pari a circa 100 euro per tonnellata, l'utilizzo della cattura e dello stoccaggio del carbonio può già avere un senso economico per gli emettitori che si trovano all'estremità inferiore di questo intervallo. Questo è in parte il motivo per cui i piani di cattura del carbonio dell'industria sono aumentati in modo vertiginoso nell'ultimo anno (come evidenziato dalla nostra mappa dei progetti di cattura del carbonio), anche se questi primi progetti richiedono generalmente incentivi più mirati per procedere. L'impostazione del cursore "costo totale di cattura e stoccaggio del carbonio" a 90 euro per tonnellata, leggermente più prudente, limita la selezione ai siti in grado di soddisfare questo parametro, che sono principalmente siti di produzione di petrolio e gas offshore, raffinerie e centrali elettriche, raggruppati intorno al Mare del Nord e ai pochi siti di stoccaggio proposti nell'Europa meridionale. 

Passando allo scenario a lungo termine, il quadro cambia completamente. Con un prezzo del carbonio di 90 euro per tonnellata, potrebbe essere sensato per quasi la metà degli impianti installare la cattura del carbonio, in quanto ora sono in grado di accedere a siti di stoccaggio in molti luoghi dove la geologia lo consente.  

Lo strumento consente anche di esaminare più da vicino quei settori che avranno particolare bisogno della cattura del carbonio per decarbonizzarsi, come il cemento e la calce (definiti "minerali non metallici"), per i quali non esistono altre opzioni praticabili. Questi siti possono spesso essere situati lontano dalle coste e dall'accesso al trasporto di_CO2. Degli oltre 343 impianti di cemento e calce, solo 42 sono sufficientemente ben posizionati per raggiungere la soglia dei 90 euro per tonnellata sulla base dello stoccaggio e del trasporto esistenti, ma la cifra sale a 238 siti se si ipotizza uno sviluppo più diffuso dello stoccaggio. Il quadro è più difficile se si considera la fascia alta delle stime dei costi della letteratura per questo settore; in base a queste stime, i costi del carbonio dovrebbero aumentare a 150 euro per tonnellata per lo stesso numero di siti per rendere redditizia la cattura del carbonio. In realtà, affinché il settore del cemento europeo sia in grado di decarbonizzarsi, sarà necessaria una combinazione di questi fattori: processi di cattura e trasporto della_CO2 ottimizzati dal punto di vista dei costi, una maggiore diffusione dei siti di stoccaggio, un segnale forte e crescente del prezzo del carbonio e altri incentivi per colmare il divario prevalente dei costi e ridurre il rischio di investimento per i progetti di prima mano. 

Focus sulla Germania 

Lo strumento consente anche di selezionare un singolo Stato membro, per avere un quadro più chiaro della distribuzione dei costi nei diversi settori e per mostrare quali siti possono avere un migliore accesso allo stoccaggio nel breve e nel lungo periodo. I grafici seguenti si concentrano sulla Germania e su tre settori che probabilmente richiederanno la cattura e lo stoccaggio del carbonio per la decarbonizzazione: minerali non metalliferi, termovalorizzazione dei rifiuti e prodotti chimici e petrolchimici. 173 questi siti sono distribuiti in modo abbastanza uniforme in tutto il Paese, con costi che vanno da 88 a 205 euro per tonnellata nel caso di stima bassa, ed è chiaro che i costi di cattura settoriali non sono la causa principale di questa variazione (anche se i prodotti chimici sono molto più competitivi nel caso di costi più elevati). Impostando il cursore dei costi a 120 euro per tonnellata, ci si concentra sui siti all'estremità inferiore dell'intervallo, situati in prossimità di opzioni di trasporto come la costa del Mare del Nord, il fiume Reno o i gasdotti esistenti che potrebbero essere riutilizzati per la_CO2. 

Quanta_CO2 si può abbattere? 

• La produzione di energia elettrica e calore è quella che cattura più_CO2, seguita dal settore del cemento. 
• I settori della produzione di petrolio e gas e della raffinazione presentano i costi totali medi più bassi, rispettivamente 82 e 101 euro per tonnellata di CO2 (stima bassa, siti di stoccaggio previsti). 
• Sulla base degli attuali piani dei siti di stoccaggio, i Paesi del Mare del Nord offrono i costi medi più bassi, ma la Polonia e la Germania sono grandi emittenti con costi medi relativamente elevati. 

L'ultimo cruscotto aiuta a visualizzare i volumi totali di_CO2 che possono essere catturati a un determinato costo per ogni Paese e settore. Sebbene il settore energetico sia di gran lunga il maggior responsabile, la maggior parte di queste emissioni dovrebbe essere eliminata con la transizione dell'Europa verso le energie rinnovabili e le forme di energia non fossili. Il settore del cemento è il prossimo obiettivo più importante, con 136 Mt all'anno di emissioni catturabili; passando il mouse su questo riquadro, si possono notare anche i costi medi per questo settore, pari a 136 e 206 euro per tonnellata nei casi basso e alto. Osservando la ripartizione per Paese, i costi più bassi a breve termine offerti dagli Stati del Mare del Nord, come il Regno Unito, il Belgio e i Paesi Bassi, sono particolarmente evidenti nel caso di costi elevati. Tuttavia, i due maggiori emettitori - Germania e Polonia - hanno urgentemente bisogno di un migliore accesso allo stoccaggio se vogliono che le loro industrie inquinanti siano in grado di decarbonizzare a parità di costi. 

Messaggi chiave 

I costi reali della cattura, del trasporto e dello stoccaggio del carbonio varieranno in modo significativo in base a fattori specifici del sito, agli sviluppi tecnologici, all'accesso relativo ai finanziamenti e alle economie di scala che potrebbero essere raggiunte attraverso infrastrutture condivise. Questo strumento mira a dare un'indicazione di dove potrebbe trovarsi il maggior potenziale per questa tecnologia di abbattimento, a identificare le aree prioritarie per le infrastrutture e a evidenziare il ruolo che la politica può svolgere nell'accelerare la diffusione ottimizzata dei costi; per esempio, attraverso il sostegno a infrastrutture_{per la CO2} più diffuse e di libero accesso e attraverso una forte tariffazione del carbonio o forme di sostegno più mirate. Con i prezzi del carbonio chiaramente ancora al di sotto dei livelli necessari per spingere la diffusione in diversi settori chiave che necessiteranno della cattura del carbonio, ulteriori incentivi come i contratti di carbonio per differenza saranno fondamentali per contribuire a colmare questo divario di costi, promuovendo l'innovazione ed evitando di perdere tempo nello sviluppo e di accumulare emissioni. Molte di queste sfide dovranno essere affrontate a livello europeo e dovrebbero essere affrontate con attenzione da una strategia europea sulla cattura del carbonio, come indicato nel rapporto CATF, Una strategia europea per la cattura e lo stoccaggio del carbonio. 

CATF continuerà ad aggiornare e perfezionare lo strumento man mano che i piani infrastrutturali europei per la_CO2 si svilupperanno e i nuovi progetti inizieranno a fornire maggiore chiarezza sui costi settoriali.