Come l’EPFL sfrutterà al meglio le sue emissioni di CO2

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Il dimostratore CCUS proposto sul sito dell’impianto di incenerimento dei
Il dimostratore CCUS proposto sul sito dell’impianto di incenerimento dei rifiuti Enevi, vicino al campus EPFL in Vallese. 2024 EPFL/MCV CC-BY-SA 4.0

Sostenendo un progetto su larga scala per la cattura, l’utilizzo e lo stoccaggio di CO2, l’EPFL ridurrà la propria impronta di carbonio dando al contempo impulso alle tecnologie emergenti.

Un sistema veramente sostenibile è una situazione win-win che si basa sull’economia circolare a lungo termine. Ad esempio, un modello che riduca le emissioni di CO2 catturandole alla fonte e riutilizzando questa CO2 per produrre vettori energetici, materie prime chimiche per prodotti a valore aggiunto, materiali da costruzione o depositi sotterranei. Un sistema del genere non esiste ancora. Ma l’EPFL ha tutte le competenze necessarie per realizzarlo. Ecco perché l’iniziativa Solutions4Sustainability, istituita dalla Scuola, sostiene la creazione di un dimostratore in Vallese e lo sviluppo di soluzioni pronte per essere scalate.

Raggiungere la neutralità del carbonio e quindi ridurre gli sconvolgimenti climatici implica inevitabilmente la riduzione dell’anidride carbonica nell’atmosfera. L’espansione delle energie rinnovabili consentirà di ridurre le emissioni, ma dobbiamo anche "ripulire" la nostra atmosfera da tutte le gigatonnellate già emesse. La soluzione sta nella cattura, nell’utilizzo e nello stoccaggio del carbonio (CCUS). Le tecnologie stanno emergendo in questi tre settori ed è essenziale dare loro un impulso affinché possano essere utilizzate a livello industriale ed economico.

Questa è l’ambizione del progetto SusEcoCCUS, che mira a creare un’economia circolare e sostenibile per la CCUS. Concretamente, l’obiettivo è costruire un dimostratore pilota su scala reale che coinvolga diversi campus dell’EPFL e sia in grado di catturare e trattare fino a una tonnellata metrica di CO2 al giorno. Lanciato lo scorso autunno, il progetto è finanziato con 9 milioni di franchi svizzeri per 6 anni e coinvolge 11 laboratori di tre campus dell’EPFL (Vallese, Losanna, Neuchâtel) e tre facoltà (Scienze di base, ENAC e STI).

Innanzitutto, la cattura di CO2. Il principio è quello di raccoglierla alla fonte, in questo caso presso l’impianto di incenerimento Enevi di Uvrier, in Vallese. A partire da quest’anno, l’impianto riscalderà l’edificio I17 dell’EPFL Valais Wallis a Sion attraverso un sistema di riscaldamento a distanza. Contribuendo a catturare la CO2 che esce dai camini, l’EPFL sta riducendo la sua impronta di carbonio, in linea con la sua strategia per il clima e la sostenibilità 2030. Il processo di cattura combina due tecnologie in cui l’EPFL è all’avanguardia: membrane di grafene che filtrano la CO2, sviluppate dal laboratorio di Kumar Agrawal, e spugne, sviluppate dalla professoressa Wendy Queen, in grado di trattenere le molecole filtrate. La CO2 sarà poi trattata chimicamente in modo da poter essere immagazzinata in forma liquida e adatta a diversi usi. Il progetto comprende anche ricerche per migliorare le tecnologie di cattura della CO2 direttamente dall’aria.

Condizioni per la diffusione su larga scala

La seconda area principale è la conversione e l’utilizzo dell’anidride carbonica. Il gruppo di Jan Van Herle è specializzato nei processi di elettrolisi. Alimentati da energie rinnovabili, gli elettrolizzatori sono in grado di scomporre le molecole d’acqua in ossigeno e idrogeno. Prodotto in questo modo, l’idrogeno verde combinato con CO2 può essere utilizzato per produrre gas sintetico, come il metano, che può essere trasportato, stoccato e iniettato nella rete di gas naturale esistente. Un piccolo dimostratore mostrerà anche come la CO2 possa essere utilizzata per produrre etilene, un gas che costituisce la base di molti materiali plastici.

Il terzo aspetto è lo stoccaggio. Il laboratorio di meccanica del suolo di Lyesse Laloui sta conducendo ricerche approfondite sull’interramento di CO2. Svilupperà un banco di prova unico per lo stoccaggio geologico di CO2 su una scala di un metro, per testare in particolare lo stoccaggio a breve e a lungo termine.

La quarta e ultima sezione, non certo la meno importante, affronta la questione dell’integrazione di queste tecnologie nei processi produttivi e nelle analisi del ciclo di vita. Il laboratorio di François Maréchal, in collaborazione con quello di Marina Micari, studierà le condizioni per la diffusione su larga scala di queste tecnologie nell’ambito della transizione energetica. Sascha Nick del Laboratorio di economia ambientale e urbana si occuperà degli aspetti economici e finanziari del CCUS. Infine, il progetto prevede un aspetto educativo, coinvolgendo direttamente gli studenti nel processo di sperimentazione.