Inspiration

Le elevate emissioni di anidride carbonica (CO2) derivate dallo sfrenato uso di combustibili fossili hanno dato come conseguenza sia l’aumento della temperatura media terrestre e marina, che l’acidificazione dei mari. Gli ecosistemi marini sono messi quindi a dura prova, ed è necessario agire il prima possibile per ridurre le emissioni di CO2. Per ridurre le emissioni, il primo passo è di sicuro la decarbonizzazione grazie alle energie rinnovabili ed è necessario aiutare questa transizione verde con la cattura e lo stoccaggio dell’anidride carbonica. In futuro per rispettare gli obiettivi 13 e 14 dell’Agenda 2030 dell’ONU per lo Sviluppo Sostenibile, la tecnologia di cattura e stoccaggio di CO2 prelevata dall’atmosfera sarà necessaria per ridurre le concentrazioni atmosferiche di CO2 contrastando così i cambiamenti climatici e preservando la vita sott’acqua. Attualmente, in Italia si prevede lo stoccaggio geologico della CO2, ma questo richiede lunghi tempi di realizzazione, è adatto unicamente per grandi impianti, ed ha una capacità comunque limitata.

What it does

Il nostro progetto sviluppa la tecnologia già proposta da Rau e Caldeira nel 1999, che si basa sull’accelerazione del processo naturale di “dilavamento delle rocce” (Enhanced Weathering of Limestone) per stoccare CO2 in ambiente marino.

Miscelando calcare (carbonato di calcio) e anidride carbonica con acqua marina, si ottiene un’acqua ricca di ioni calcio e ioni bicarbonato: facendo avvenire questa reazione all’interno di una lunga tubatura è possibile reimmettere direttamente questa acqua nelle profondità marine. A differenza del processo di acidificazione che sta avvenendo negli ambienti superficiali marini, la CO2 viene immessa nelle profondità marine e reagisce con il carbonato di calcio contrastando lo spostamento del pH verso l’acidità. Per gli scenari già modellati, questa acqua ha infatti un pH comparabile a quello marino (compreso tra 7 e 8) e un’elevata potenzialità per contrastare l’acidificazione grazie all’elevata presenza di ioni bicarbonato (che danno un elevato effetto tampone).

Rispetto alla tecnologia già presente in letteratura, le innovazioni introdotte sono:

  1. Una riduzione del consumo di acqua marina: passando da 3'800 a 500 m3 d’acqua necessari per ogni tonnellata di CO2 rimossa.
  2. Un’elevata efficienza nello stoccaggio della CO2: la tecnologia iniziale prevedeva un rilascio dell’acqua in superfice e non in profondità. L’elevata pressione che si ha naturalmente ad elevate profondità garantisce che la CO2 non venga rilasciata in atmosfera.
  3. Un minore impatto sugli ecosistemi: la maggior parte degli ecosistemi marini è presente nella parte più superficiale del mare, quindi uno scarico in superfice rappresenta maggiori rischi.

La tecnologia da noi elaborata può essere utilizzata con diverse configurazioni, in base alla profondità del fondale: raggiungendo i 4'000 – 5'000 m si è già passata la Carbon Compensation Depth (CCD), ovvero la profondità al di sotto della quale il carbonato ancora presente nella miscela si dissolve automaticamente. In territori come l’Italia, la CCD non viene mai raggiunta e visto che nella tubatura il calcare non reagisce totalmente è stata valutata una diversa configurazione. Al di sotto della CCD lo scarico può avvenire senza ulteriori accorgimenti, mentre se la profondità marina non è sufficiente alla dissoluzione naturale del calcare, bisogna installare un reattore alla fine della tubatura. Un semplice reattore cilindrico crea già un ambiente semi-confinato, ma garantisce un effetto venturi e quindi un rapporto di diluizione (stimato 15:1) tale da far avvenire totalmente la reazione tra calcare e anidride carbonica, prima dell’effettivo rilascio. La tecnologia è stata brevettata da CO2APPS e si rivolge a tutte le aziende che desiderano ridurre la propria impronta carbonica stoccando la CO2 generata durante le loro attività produttive. Tra i vari settori, la nostra tecnologia è adatta per la produzione di idrogeno blu, cioè l’idrogeno prodotto da combustibili fossili con cattura e stoccaggio della CO2. La produzione di idrogeno è destinata a crescere in un mondo decarbonizzato dato che l’idrogeno va a sostituire i combustibili fossili in vari settori tra i quali il trasporto marittimo.

How we built it

Sono state valutate sulle diverse configurazioni del processo:

  1. dimensionamento preliminare,
  2. analisi sulle caratteristiche chimiche dello scarico utilizzando il software PHREEQC,
  3. analisi preliminare dei costi (25-36$ per tonnellata di CO2 stoccata).

Challenges we ran into ## Accomplishments that we're proud of ## What we learned

Partecipando all’Oceanthon abbiamo affrontato alcune delle sfide che era necessario superare per lo sviluppo della nostra idea. Abbiamo allargato il nostro team a un nuovo componente esperto di scienze marine che ha contribuito con le sue conoscenze all’idea. Durante l’Oceanthon abbiamo inoltre affrontato due aspetti necessari allo sviluppo dell’idea: la comunicazione e il marketing. Grazie al confronto con gli esperti presenti all’Oceanthon abbiamo imparato a presentare la nostra idea in modo più efficace e orientata ai diversi attori coinvolti dal nostro progetto cioè possibili finanziatori, cittadinanza costiera coinvolta dal nostro progetto e tutta la popolazione, dato che il problema, che si affronta, è globale con impatti su tutti!

What's next for DESARC MARESANUS

I Prossimi Passi Con un team composto principalmente da Ingegneri ed una tecnologia già brevettata, i prossimi passi non possono esimersi da continuare ad approfondire la parte di ricerca e sviluppo: simulando nuovi scenari di utilizzo della tecnologia, e verificando i possibili impatti ambientali della tecnologia. Stiamo sviluppando un possibile impianto pilota a scala di laboratorio, che entro un anno ci potrà dare conferma delle nostre previsioni. Dopodiché vorremmo costruire un vero e proprio impianto pilota in Italia entro due anni, che offre diversi luoghi adatti all’applicazione della nostra tecnologia: un esempio tra tutti è il golfo di Genova che combina un fondale adatto ad un’intensa attività produttiva costiera.

Il Team Il nostro team è composto da 5 persone, 3 ingegneri ambientali ed un ingegnere energetico che hanno già lavorato attivamente, in ambito universitario (Politecnico di Milano) e professionale, all’elaborazione e allo sviluppo della tecnologia. Inotre, grazie all’Oceanthon abbiamo acquisito un nuovo membro con un background da ingegnere energetico e studioso di scienze marine. Il nostro team multidisciplinare che ha partecipato all’Oceanthon è composto da: • Francesco Campo – Dottorando in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio al Politecnico di Milano. • Selene Varliero – Laureanda in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio al Politecnico di Milano. • Davide Righi – Neolaureato in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio al Politecnico di Milano. • Alessandro Gibertini – Ingegneria Energetico al Politecnico di Milano e laureando in Scienze Marine all’università degli studi di Milano-Biccoa- • Giovanni Cappello – Ingegnere Energetico, ideatore della tecnologia e fondatore della start-up CO2APPS.

Built With

Share this project:

Updates