Il cammino verso la neutralità carbonica e il rispetto degli accordi di Parigi richiede soluzioni tecnologiche audaci, specialmente in quelle aree del pianeta dove le caratteristiche geologiche e climatiche rendono difficili i metodi tradizionali. La prestigiosa rivista scientifica Nature ha pubblicato oggi i risultati di uno studio rivoluzionario condotto da Eric H. Oelkers e un team internazionale di ricercatori, intitolato “ CO₂ subsurface mineral storage by its co-injection with recirculating water”. La ricerca documenta il successo di un progetto pilota su scala industriale in Arabia Saudita occidentale, dimostrando che è possibile sequestrare l’anidride carbonica nel sottosuolo trasformandola in roccia senza consumare preziose risorse idriche esterne.
La sfida del sequestro di carbonio in ambienti aridi
La cattura e lo stoccaggio del carbonio rappresentano una colonna portante per la riduzione delle emissioni antropiche, ma non tutte le regioni del mondo possiedono le trappole sedimentarie necessarie per l’iniezione tradizionale di CO₂ ad alta pressione. In assenza di queste strutture, una delle alternative più promettenti è la mineralizzazione, un processo geochimico in cui l’anidride carbonica disciolta in acqua reagisce con rocce silicatiche reattive per formare minerali carbonatici stabili. Tuttavia, questa tecnica presenta un limite critico per le nazioni desertiche, poiché richiede tipicamente tra le 20 e le 50 volte più acqua rispetto alla massa di CO₂ iniettata. L’Arabia Saudita occidentale, pur ospitando grandi impianti di desalinizzazione e raffinerie che emettono ingenti quantità di gas serra, è una regione povera d’acqua, rendendo l’approccio standard insostenibile su larga scala.
Il sistema di ricircolo: una soluzione a circuito chiuso
L’innovazione fondamentale presentata dal team di Oelkers risiede nell’eliminazione della necessità di acqua esterna attraverso un sistema di ricircolo dei fluidi sotterranei. Il progetto pilota è stato realizzato a Jizan, dove il sottosuolo è caratterizzato dalle rocce vulcaniche del Gruppo Jizan, risalenti a un periodo compreso tra i 21 e i 30 milioni di anni fa. Invece di iniettare nuova acqua dolce o salmastra, i ricercatori hanno utilizzato due pozzi posizionati a 130 metri di distanza l’uno dall’altro. L’acqua è stata estratta da un pozzo di produzione, saturata con CO₂ pura in superficie e immediatamente reiniettata attraverso un pozzo di iniezione. Questo processo ha creato un gradiente idraulico costante, permettendo al fluido carico di carbonio di circolare attraverso le fratture naturali del basalto, dove avvengono le reazioni chimiche necessarie alla fissazione del carbonio.
Dalla CO₂ alla roccia: i tempi della mineralizzazione
Uno degli aspetti più sorprendenti dello studio è la rapidità con cui il gas si trasforma in minerale solido. Grazie all’acidità dell’acqua caricata con CO₂, i silicati presenti nel basalto si dissolvono liberando cationi bivalenti come calcio, magnesio e ferro, che reagiscono con il carbonio disciolto. I dati raccolti tra marzo 2023 e aprile 2024 hanno mostrato che circa il 70% della CO₂ iniettata è stata mineralizzata entro soli dieci mesi. Le analisi condotte sui campioni solidi recuperati da una pompa sommersa hanno confermato la formazione di calcite, ankerite e siderite. Questi minerali carbonatici fungono da cemento, sigillando permanentemente il carbonio nel sottosuolo ed eliminando il rischio di fughe atmosferiche che tipicamente affligge i siti di stoccaggio gassoso.
Vantaggi energetici e scalabilità globale della tecnologia
Oltre al risparmio idrico, l’approccio basato sul ricircolo offre significativi vantaggi in termini di efficienza energetica e sicurezza operativa. Miscelare il carbonio con l’acqua del giacimento produce un fluido più denso dell’acqua originale, che tende a scendere naturalmente per gravità riducendo la pressione necessaria per l’iniezione. Il sistema operato a Jizan ha richiesto pressioni di consegna in superficie tra i 12 e i 14 bar, un valore fino a sedici volte inferiore rispetto a quello richiesto dai metodi di stoccaggio convenzionali. Questa drastica riduzione dei costi energetici, unita alla capacità di operare in regioni dove l’acqua è scarsa, rende questa tecnologia estremamente scalabile non solo per il Medio Oriente, ma per tutte le province basaltiche del mondo.
Prospettive future per l’ingegneria climatica
Il successo del progetto pilota di Jizan segna un punto di svolta per le strategie di mitigazione climatica nelle regioni vulcaniche. La dimostrazione che il basalto, anche se antico e parzialmente alterato, possiede una reattività sufficiente per la mineralizzazione apre le porte allo sfruttamento di vasti sink di carbonio precedentemente ignorati. Il team di ricerca suggerisce che questa infrastruttura a pozzi multipli possa essere ampliata per gestire volumi industriali di emissioni, fornendo una soluzione concreta e sicura per i grandi emittenti puntiformi situati lungo i margini vulcanici. Resta ora la sfida di ottimizzare il monitoraggio a lungo termine e di gestire la possibile riduzione della porosità delle rocce dovuta alla precipitazione minerale, ma la strada verso un futuro in cui il carbonio viene letteralmente “pietrificato” appare oggi molto più percorribile.