Limenet, così la CO2 diventa bicarbonato di calcio in mare: la rivoluzione delle CCUS

Rimuovere l’anidride carbonica dall’atmosfera è un obiettivo cruciale per contrastare gli effetti del cambiamento climatico e centrare i propri target ESG. Ma non solo. L’innovazione tecnologica sta infatti dimostrando che si può lavorare per “ripulire” l’ambiente e, al contempo, fargli del bene. Migliorando il suo stato di salute anche da altri punti di vista.

Limenet – risultato di una lunga serie di ricerche scientifiche supportate dal Politecnico di Milano, in particolare dal gruppo di ricerca Desarc-Maresanus – è la prova proprio di questo: è riuscita infatti a trasformare l’anidride carbonica, raccolta dall’atmosfera o da altre sorgenti, in una soluzione acquosa di bicarbonati di calcio, attivando così un processo che dà origine a una soluzione di stoccaggio di CO₂ duratura e stabile (per oltre 10 mila anni) all’interno di mare e oceani.

Si tratta di un beneficio duplice, che sconfina oltre la causa del solo climate change: da una parte, infatti, Limenet trasforma l’anidride carbonica contrastando il cambiamento climatico, dall’altra, dissolvendo i composti carbonatici nell’acqua marina, ne aumenta l’alcalinità, cioè la capacità di resistere ai cambiamenti nei livelli di acidità, con potenziali benefici per l’intero l’ecosistema marino. 

“Dopo anni in cui sono stati coinvolti i dipartimenti di Chimica, Ambientale ed Aerospaziale – spiega Stefano Cappello, CEO e Founder di Limenet – abbiamo ingegnerizzato ed industrializzato la nostra tecnologia per la cattura e stoccaggio di CO2 realizzando un progetto pilota nel Centro di Supporto e Sperimentazione Navale (CSSN) della Marina Militare italiana di La Spezia, in collaborazione con il Politecnico di Milano e l’Università UNIGE di Genova. I lavori si sono conclusi a febbraio 2023, producendo i suoi primi 150 kg di emissioni negative di CO2″.

Cappello, su quali principi scientifici si basa la vostra soluzione?

“L’azione trasformativa di Limenet avviene anche in natura, solo su tempi estremamente più lunghi. È il cosiddetto ‘ciclo geologico del carbonio‘, un processo naturale attraverso il quale il carbonio presente nell’atmosfera viene scambiato con la geosfera (cioè il terreno), l’idrosfera (mari e oceani) e la biosfera (le acque dolci come laghi e fiumi). Prima che le emissioni legate alle attività dell’uomo sul pianeta raggiungessero i preoccupanti livelli attuali, per millenni, i processi naturali di assorbimento hanno mantenuto stabile l’equilibrio carbonico della nostra atmosfera. Questo perché i principali depositi di anidride carbonica del nostro pianeta sono proprio mari e oceani: l’acqua marina, infatti, permette l’assimilazione dell’anidride carbonica per poi neutralizzarne l’acidità grazie alle rocce carbonatiche”.

Ma come si passa dall’anidride carbonica al bicarbonato di calcio?

“Il processo della tecnologia Limenet prevede tre step.

• Fase 1: Frantumazione – Calcinazione – Idratazione: la materia prima calcarea (carbonato di calcio) viene triturata, calcinata e quindi trasformata in calce viva e anidride carbonica, attraverso la decomposizione termica all’interno di un forno elettrico alimentato da energia elettrica rinnovabile. La calce viva viene quindi idratata per ottenere calce spenta.
• Fase 2: Rimozione CO₂ della calcinazione con bicarbonati di calcio: poco più della metà della calce spenta ottenuta viene utilizzata per rimuovere l’anidride carbonica prodotta. Il processo avviene nel reattore di Limenet: mescolando anidride carbonica e idrossido di calcio in acqua di mare si ottiene bicarbonato di calcio, che conferisce all’ambiente marino le sue proprietà alcaline. L’altra metà della calce spenta è a disposizione per il sequestro di carbonio a valle nella fase 3.
• Fase 3: Rimozione CO₂ da fonti esterne con bicarbonati di calcio: la metà della calce spenta (decarbonizzata) viene utilizzata per stoccare, sempre in forma di bicarbonati di calcio, la CO₂ proveniente dall’atmosfera. Quest’ultima fase è quella che permette la vera e propria produzione di emissioni negative di CO₂. L’anidride carbonica può essere rimossa da contattori (ventilatori di grosse dimensioni) che filtrano l’aria atmosferica catturandone la CO₂ in eccesso o CO2 biogenica precedentemente catturata da biomassa. Successivamente la CO₂ viene fatta reagire con la calce spenta decarbonizzata prodotta da Limenet per generare bicarbonati di calcio. Questi, dispersi successivamente in mare, ne garantiscono l’aumento di alcalinità e quindi possibili benefici contrastando l’acidificazione”.

Qual è la spendibilità della soluzione in ambito ESG?

“I crediti di CO2 che vengono generati grazie alla soluzione Limenet sono venduti sul mercato del carbonio. Oggi sono due i mercati per questo tipo di crediti: uno regolamentato, chiamato ETS (European Union Emissions Trading System), e uno volontario. L’ETS si basa sulla carbon reduction, ovvero un sistema che vuole spingere le aziende a ridurre le proprie emissioni dirette, mentre il mercato volontario si basa sulla carbon removal, ovvero tecnologie come quella di Limenet che consentono di rimuovere la CO2 già presente in atmosfera. Entrambi questi sistemi sono importanti, ma riteniamo che il mercato volontario offra grandi opportunità a quelle industrie che non riescono a decarbonizzare del tutto i propri processi produttivi”.

Qual è oggi il grado di maturità delle tecnologie di rimozione dell’anidride carbonica? E quali, a vostro avviso, le prospettive di sviluppo?

“Ad oggi sono attivi qualche centinaio di progetti in varie fasi di sviluppo lungo tutta la catena del valore delle CCUS, ovvero le tecnologie di ‘Carbon Capture, Utilization and Storage‘, e sono in funzione diversi impianti di carbon removal in tutto il mondo, con una capacità di cattura annua totale di qualche decina di migliaia di tonnellate di CO2 rimosse. La strada per raggiungere la carbon neutrality al 2050 è appena iniziata”.

Quali sono gli obiettivi futuri di Limenet?

“Lo sviluppo della tecnologia è un processo lungo, suddiviso in differenti step tecnologici da 1 a 9 riassunti nel Technology Readiness Level (TRL). A La Spezia, abbiamo ingegnerizzato ed industrializzato la tecnologia a livello TRL6 in ambiente (industrialmente) rilevante dove abbiamo testato la capacità operativa di 1kg/h di produzione.

Attualmente stiamo per iniziare la costruzione dello step successivo ovvero un impianto a livello tecnologico TRL7, capace di stoccare 200kg/h di CO2 (circa 200 volte più grosso di quello fatto a La Spezia) che sarà realizzato ad Augusta in Sicilia. Successivamente, questo sarà integrato da un primo pilota commerciale da circa 4 mila tonnellate di CO2 catturate e stoccate annue”.

Il team di Limenet

A guidare Limenet è Stefano Cappello (CEO & Founder), ingegnere con la vocazione ambientalista che ha lasciato la carriera nel mondo corporate per dedicarsi alle tecnologie dedicate alle emissioni negative di anidride carbonica. A guidare la ricerca è invece Giovanni Cappello (CTO & Co-founder), uno dei più grandi esperti in Italia di gassificazione. A completare la compagine dei co-fondatori Enrico Noseda (Strategic Advisor & Co-founder), con trascorsi in Skype e Microsoft, già co-fondatore di startup di successo come HLPY e impegnato con Cariplo Factory in attività di Open Innovation e nello sviluppo internazionale di startup digitali.