Carbon dioxide removal enables climate planetary boundary compliance in cost-effective energy-industry transition pathways
Questo studio dimostra che il raggiungimento del limite planetario climatico sicuro e giusto di 1,0°C attraverso l'eliminazione dei combustibili fossili e la rimozione su larga scala dell'anidride carbonica è fattibile con costi energetici ed economici aggiuntivi minimi, richiedendo meno del 5% in più di energia primaria e un ulteriore 0,25% del PIL globale rispetto agli scenari da 1,5°C.
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La Terra ha un insieme di limiti naturali, molto simili ai corrimano di sicurezza su un ponte, oltre i quali l'ambiente diventa troppo instabile affinché la civiltà umana possa prosperare in sicurezza. Gli scienziati chiamano questi limiti "confini planetari". Uno di questi confini riguarda il clima, nello specifico la quantità di anidride carbonica nell'atmosfera. Mentre i leader mondiali hanno concordato di cercare di evitare che il pianeta si riscaldi di più di 1,5 gradi Celsius, un limite più rigoroso, derivato scientificamente, per un clima veramente sicuro e giusto si attesta in realtà più vicino a 1,0 grado Celsius. Questo limite più severo corrisponde a una concentrazione inferiore di anidride carbonica nell'aria. Attualmente, il pianeta si è già riscaldato oltre questa zona sicura e la concentrazione di anidride carbonica è molto più alta di quanto sia considerato sicuro. Per risolvere questo problema, l'umanità deve non solo smettere di aggiungere nuovi inquinanti, ma anche rimuovere attivamente l'eccesso di anidride carbonica già presente nell'atmosfera, un processo noto come rimozione dell'anidride carbonica.
Un team di ricercatori della Lappeenranta University of Technology in Finlandia ha mappato come il mondo potrebbe transizionare i suoi sistemi energetici e industriali per soddisfare questo obiettivo più rigoroso di 1,0 grado entro la fine del secolo. Hanno costruito un modello informatico dettagliato che simula il sistema energetico globale ora per ora, testando come diversi metodi di rimozione dell'anidride carbonica influenzerebbero il costo, l'offerta di energia e l'economia complessiva. Il loro lavoro esplora se sia possibile pulire il clima secondo questo standard più elevato senza mandare in bancarotta o esaurire l'energia. Lo studio non si limita a guardare all'arresto delle emissioni; calcola il massiccio sforzo richiesto per estrarre il carbonio dall'aria e immagazzinarlo permanentemente, testando vari portafogli tecnologici per vedere quali combinazioni di energia solare, pompe di calore e macchine per la cattura del carbonio funzionino meglio.
I ricercatori hanno scoperto che puntare all'obiettivo più rigoroso di 1,0 grado è effettivamente possibile, ma richiede un'espansione massiccia delle tecnologie di rimozione del carbonio. Per raggiungere questo scopo, il mondo dovrebbe schierare un sistema fortemente dipendente dall'elettricità rinnovabile, in particolare l'energia solare, per alimentare le macchine che aspirano il carbonio dall'aria. Uno dei metodi più promettenti identificati prevede l'uso di macchine chiamate unità di cattura diretta dell'aria, che estraggono l'anidride carbonica direttamente dal cielo. Queste macchine hanno bisogno di calore per rilasciare il carbonio catturato in modo che possa essere conservato sottoterra. Lo studio ha scoperto che l'uso di pompe di calore altamente efficienti, alimentate da elettricità solare economica, è il modo più efficace per fornire questo calore. Questo approccio evita la necessità di bruciare altro combustibile e mantiene gestibile la domanda energetica complessiva.
Contrariamente alla paura che pulire il clima a questo livello richiederebbe una quantità impossibile di energia, le simulazioni hanno mostrato che l'energia extra necessaria è sorprendentemente piccola. Passare dall'obiettivo di 1,5 gradi a quello di 1,0 grado richiede meno del 5 percento di energia primaria in più rispetto a quanto richiesto per lo scenario a 1,5 gradi. Ciò accade perché il sistema energetico sta diventando così efficiente e così dominato dall'energia solare a basso costo da poter assorbire facilmente il carico aggiuntivo delle macchine per la rimozione del carbonio. Infatti, lo studio suggerisce che l'abbondanza di energia solare economica è la chiave abilitante che rende fattibile questa ambiziosa restaurazione climatica. Senza questa energia economica, le macchine per la rimozione del carbonio sarebbero troppo costose e dispendose dal punto di vista energetico per essere scalate.
Il quadro economico è altrettanto incoraggiante. Sebbene l'aggiunta della rimozione del carbonio al sistema energetico globale costi denaro, lo studio calcola che il costo totale di gestione di questo nuovo sistema energetico pulito diminuirebbe in percentuale rispetto all'economia globale nel tempo. Attualmente, il mondo spende circa il 6 percento della sua produzione economica totale in energia e industria. Entro la fine del secolo, anche con il costo aggiunto per rimuovere enormi quantità di carbonio, questa cifra potrebbe scendere a circa l'1,5 percento. Il costo specifico della rimozione del carbonio in sé sarebbe inferiore allo 0,6 percento dell'economia globale. Inoltre, il costo extra per elevare l'ambizione da 1,5 gradi a 1,0 grado è minimo, aggiungendo meno dello 0,25 percento all'onere economico globale. Ciò suggerisce che il ripristino del clima a uno stato più sicuro non è un onere finanziario che paralizzerebbe l'economia, ma piuttosto un investimento gestibile che potrebbe in definitiva portare a una società più prospera e stabile.
Lo studio ha anche testato diversi tipi di tecnologie di rimozione del carbonio per vedere quali funzionerebbero meglio sotto diverse preferenze societarie. Alcuni scenari davano priorità al costo più basso, mentre altri si concentravano sul deposito più sicuro o sul minor uso di suolo. I risultati hanno mostrato che, sebbene alcuni metodi, come piantare vaste foreste, siano utili, sono limitati dalla quantità di terra disponibile. La via più scalabile ed efficace prevede un mix di tecnologie, con la cattura diretta dell'aria che gioca un ruolo fondamentale, specialmente se abbinata all'abbondante energia solare e alle pompe di calore efficienti. I ricercatori hanno sottolineato che fare affidamento sulla piantagione su larga scala di colture energetiche per nutrire le macchine per la cattura del carbonio non è una soluzione sostenibile a lungo termine a causa dei vincoli fondiari e dei potenziali conflitti con la produzione alimentare. Invece, il futuro risiede nell'uso della tecnologia per catturare il carbonio direttamente dall'aria e immagazzinarlo in sicurezza sottoterra o nelle rocce, alimentato da una rete di energia rinnovabile.
In definitiva, questa ricerca fornisce una tabella di marcia chiara per un futuro in cui il clima venga restaurato a uno stato più sicuro. Dimostra che la transizione verso un sistema energetico pulito non deve essere una lotta contro la scarsità. Al contrario, l'abbondanza di energia solare economica può guidare l'intero processo, rendendo la rimozione dell'anidride carbonica una parte centrale del sistema energetico piuttosto che un onere separato e impossibile. Le scoperte suggeriscono che l'umanità possiede i mezzi tecnici ed economici per riportare il pianeta entro i suoi limiti operativi sicuri, a condizione che vi sia la volontà politica di implementare queste tecnologie alla scala necessaria. La strada da seguire non è scegliere tra crescita economica e sicurezza climatica, ma realizzare che un clima stabile è il fondamento per un'economia prospera.
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