Carbon capture and storage (CCS): come funzionano le tecnologie per la cattura e lo stoccaggio della CO2

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Nella strategia climatica dell’Unione europea, le tecnologie per la cattura e lo stoccaggio della CO2 (CCS) rivestono un ruolo importante per la decarbonizzazione delle industrie hard to abate. Vediamo come funzionano, le opportunità e i limiti.

Contenere l’aumento della temperatura media globale entro la fine del secolo ben al di sotto dei 2 gradi centigradi rispetto ai livelli pre-industriali, facendo tutto il possibile per non superare gli 1,5 gradi. È l’obiettivo principe dell’Accordo di Parigi¹ ed è solidamente basato sulla scienza. Ma, ad oggi, è ancora molto lontano.

L’Unione europea, che pure si pone come leader globale nella lotta contro i cambiamenti climatici ed è già riuscita a sforbiciare le proprie emissioni nette di gas serra del 23% tra il 1990 e il 2018², al ritmo attuale ridurrà le emissioni del 32% entro il 2030 (l’elaborazione è di The European House – Ambrosetti³). La sua intera strategia climatica per questo decennio, tuttavia, si impernia su un obiettivo molto più ambizioso: meno 55% entro il 2030³. Sarebbe la tappa intermedia per raggiungere la carbon neutrality nell’intero Continente entro il 2050⁴, salvaguardando il clima, ma anche il sistema economico e la stessa qualità della vita della popolazione. Stando all’Agenzia europea per l’ambiente, infatti, negli ultimi quarant’anni gli eventi meteo estremi – ondate di calore in primis – hanno causato tra gli 85mila e i 145mila decessi in Europa, con perdite economiche stimate in circa 500 miliardi di euro⁵.

Accelerare la decarbonizzazione, dunque, è un’assoluta priorità. L’adozione di nuove tecnologie senza dubbio potrà e dovrà contribuire; e tra quelle di cui si discute di più in ambito industriale e scientifico c’è la cosiddetta carbon capture and storage (CCS).

Pannelli solari su un prato con dietro skyline di una città.

Pannelli solari su un prato con dietro skyline di una città.

Cos’è la tecnologia carbon capture and storage (CCS)

CCS è un acronimo che sta per carbon capture and storage, in italiano “cattura e stoccaggio della CO2”. Semplificando molto, questa espressione racchiude tutti quei sistemi che separano l’anidride carbonica (CO2) dagli impianti di generazione elettrica, da giacimenti di gas naturale o dai processi industriali, per trasportarla (di solito attraverso pipeline) in un sito in cui viene stoccata a lungo termine. Così facendo, quella CO2 non si accumula in atmosfera e dunque non contribuisce all’effetto serra. Lo stoccaggio è una delle opzioni: si parla di CCU (carbon capture and use) quando la CO2 catturata viene nuovamente inserita all’interno di processi industriali ed energetici, per realizzare prodotti chimici, materiali da costruzione e carburanti.

Le fasi: cattura, trasporto, stoccaggio, uso

Come spiega l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo sostenibile (Enea)⁶, ci sono varie metodologie per catturare la CO2. All’interno di appositi impianti, si può effettuare un particolare trattamento dei combustibili fossili per catturare la CO2 pre-combustione; viceversa, si parla di cattura post-combustione quando la CO2 viene ricavata dai fumi. La terza possibilità è la cosiddetta ossi-combustione: i combustibili fossili si bruciano in ossigeno, e non in aria, e così facendo emettono un flusso di CO2 molto concentrata che può essere facilmente separata dal vapore.

Dopodiché, bisogna procedere al trasporto del gas dal sito di produzione a quello di stoccaggio. Il metodo più testato, soprattutto negli Stati Uniti, è quello attraverso pipeline (gasdotti); un’altra opzione, ad oggi non adottata su scala commerciale, è quella del trasporto della CO2 in stato liquido a bordo di navi cisterna.

La terza fase è quella dello stoccaggio. I siti geologici adatti sono prevalentemente giacimenti di petrolio e gas naturale esauriti, formazioni saline profonde, giacimenti di carbone o campi geotermici non sfruttabili. Questa strada è praticabile solo a seguito di rigorosi test di carattere geologico, geofisico e petrofisico, nonché di un costante monitoraggio sismico. L’alternativa è rappresentata dallo stoccaggio di CO2 nei fondali oceanici profondi.

Come ricordato, la CO2 – anziché immagazzinata a tempo indeterminato – può anche essere reimmessa in alcuni cicli produttivi, nello specifico nel settore siderurgico, del cemento, dell’ammoniaca e dei fertilizzanti. Un altro comparto in cui può la CCS può avere un ruolo è quello dell’idrogeno. Questo vettore energetico, infatti, può essere prodotto a partire dal gas naturale attraverso un processo chiamato steam methane reforming (SMR), durante il quale si riscalda il metano con il vapore. La CO2 è un sottoprodotto di tale processo: si parla dunque di idrogeno grigio quando finisce in atmosfera e di idrogeno blu quando viene parzialmente catturata attraverso la CCS.

Quali sono le principali tecnologie di CCS

Nel linguaggio comune e giornalistico si parla di CCS per riferirsi genericamente a qualsiasi sistema sia in grado di catturare e immagazzinare CO2 ma, in realtà, le tecnologie in fase di sviluppo sono piuttosto eterogenee. A seconda del metodo di cattura della CO2, per esempio, si distingue tra:

CCS, fin qui descritta, che cattura l’anidride carbonica generata da impianti industriali o centrali elettriche e la immagazzina nel sottosuolo.
BECCS (Bio-energy with Carbon capture and storage) che produce energia e calore bruciando legno, alghe o altri materiali organici, per poi catturare e stoccare la CO2 emessa dalla combustione, ottenendo così una rimozione netta di CO2 dall’atmosfera.
DAC (Direct air capture), cioè rimozione diretta della CO2 dall’aria attraverso appositi filtri solidi che si legano chimicamente a tale gas.

Il ruolo della CCS nel percorso europeo di decarbonizzazione

All’interno del piano per la gestione delle emissioni dell’industria⁷, l’Unione europea assegna alla CCS un ruolo determinante: la previsione è quella di rimuovere l’atmosfera almeno 50 milioni di tonnellate di CO2 all’anno entro il 2030, 280 milioni entro il 2040, 450 milioni entro il 2050. Per avere un termine di paragone, 400 milioni di tonnellate di CO2 sono quelle che il sistema economico italiano rilascia in atmosfera nell’arco di un anno. Nello scenario disegnato dalle istituzioni europee per la metà del secolo, circa 140 milioni di tonnellate di CO2 saranno catturati dai processi industriali, 55 dalle centrali alimentate a combustibili fossili e 230 (circa la metà del totale) attraverso le altre due tecnologie in fase di sviluppo, cioè la produzione di energia da biomasse e la rimozione diretta dall’aria. Sempre sul totale di 450 milioni di tonnellate, il piano prevede che 250 milioni siano stoccati sottoterra e gli altri siano reimpiegati nell’industria⁸. Chiaramente, la cattura e stoccaggio della CO2 è soltanto uno dei tasselli che compongono il percorso di decarbonizzazione, fianco a fianco con l’efficienza energetica, le fonti rinnovabili, l’elettrificazione e la compensazione.

Quali sono le industrie per cui è necessaria la cattura della CO2

I sistemi di cattura e stoccaggio della CO2 sono molto complessi, costosi e – a seconda delle specifiche tecnologie adottate – a stadi di maturazione più o meno avanzati. Sarebbe antieconomico sfruttarli per quei settori per cui il percorso di decarbonizzazione è già tracciato: il loro primo ambito di applicazione, infatti, sono le cosiddette industrie hard to abate, cioè quelle in cui ridurre in modo significativo le emissioni è estremamente complicato dal punto di vista tecnico o economico. Si tratta di raffinerie, industrie chimiche, siderurgiche, minerali non metalliferi (cioè cemento, vetro, gesso, ceramica, calce e dolomite) e cartiere.

Stando ai dati di The European House-Ambrosetti (che escludono però le cartiere), questi comparti in Italia generano 63,7 milioni di tonnellate di CO2 l’anno, cioè il 20% delle emissioni nazionali⁹. Il nodo del problema sta nel fatto che una buona parte di questi gas serra (addirittura il 66% nel caso del cemento) deriva dalle reazioni fisiche o chimiche indispensabili per i processi produttivi: ridurre i consumi di energia degli impianti o alimentarli con fonti rinnovabili, dunque, non incide per nulla su questa larga fetta di emissioni. Oltretutto, sussistono ancora grosse criticità nell’uso delle rinnovabili o dell’idrogeno per fornire calore ad alta temperatura, necessario per esempio per gli altiforni.

Il contesto normativo

Lo sviluppo di questa tecnologia su scala commerciale non può prescindere dall’esistenza di un contesto normativo favorevole. L’Unione Europea ha aperto la strada con la prima direttiva per lo stoccaggio geologico della CO2, che risale al 2009, per poi attribuire alla CCS un ruolo centrale all’interno della strategia per la decarbonizzazione dell’industria. Raccomandando anche ai singoli Stati di menzionarla all’interno dei propri Piani nazionali per l’energia e il clima (Pniec). Tra i Ventisette, Danimarca, Germania e Paesi Bassi spiccano in quanto a chiarezza della strategia nazionale e dei fondi stanziati, si legge in un rapporto di The European House-Ambrosetti.

Il primo progetto di CCS in Italia, a Ravenna

È il territorio di Ravenna a ospitare il primo progetto di CCS italiano¹⁰, gestito da una joint venture tra Eni e Snam. La fase 1, avviata a settembre 2024, prevede di catturare la CO2 emessa dalla centrale di trattamento del gas naturale di Casalborsetti, gestita da Eni: il volume stimato si aggira sulle 25mila tonnellate all’anno. Attraverso i vecchi gasdotti, opportunamente riconvertiti, la CO2 viene trasportata fino alla piattaforma offshore di Porto Corsini Mare Ovest, per poi essere stoccata a 3mila metri di profondità nell’omonimo giacimento di gas, ormai esaurito. La centrale di Casalborsetti, alimentata peraltro da fonti rinnovabili, vede così un abbattimento di oltre il 90% della CO2 in uscita dal camino.

La fase 2, in partenza nei prossimi anni, vuole ampliare il progetto per riuscire a stoccare fino a 4 milioni di tonnellate l’anno entro il 2030. L’ambizione di Eni e Snam è quella di trasformare Ravenna nel polo italiano per la decarbonizzazione delle industrie hard to abate, con tutto ciò che comporta in termini di nuovi posti di lavoro. Il possibile riutilizzo futuro della CO2 catturata è un altro capitolo ancora da scrivere, in collaborazione con centri di ricerca e università dell’area emiliana-romagnola.

I limiti di questa tecnologia

L’Agenzia internazionale dell’energia, nella sua tabella di marcia per il net zero al 2050¹¹, descrive come cruciale l’apporto delle tecnologie CCS. Al tempo stesso, però, dice chiaramente che “servono rapidi progressi entro il 2030. La storia della CCUS è stata largamente caratterizzata da performance inferiori alle attese. Nonostante risulti incoraggiante il recente aumento dei progetti annunciati che riguardano la CCUS e l’idrogeno, la maggior parte deve ancora raggiungere la decisione finale di investimento e necessita di ulteriore sostegno istituzionale per far crescere la domanda e agevolare le nuove infrastrutture abilitanti”. Così facendo, l’Agenzia internazionale per l’energia si fa portavoce della principale critica mossa a tali sistemi, che si concentra sulla loro immaturità.

Al momento, in Europa sono in funzione due impianti che stoccano 1,7 milioni di tonnellate di CO2 all’anno. Altri undici sono in fase di sviluppo, per una capacità complessiva di quasi 30 milioni di tonnellate all’anno. Entro la fine del decennio, stando ai piani delle istituzioni dell’Unione, bisognerà arrivare a immagazzinarne 50 milioni di tonnellate; ad oggi non ci sono ancora gli elementi per poter prevedere se lo sviluppo sarà sufficientemente rapido e se i progetti in costruzione riusciranno a entrare in funzione nei tempi e nei modi previsti.

Un’altra critica, mossa soprattutto dalle organizzazioni ambientaliste, vede la CCS come un escamotage per poter continuare a estrarre e bruciare combustibili fossili, abbattendo successivamente le loro emissioni. Cosa che, di fatto, rallenterebbe gli investimenti nelle fonti rinnovabili. D’altra parte, lo stesso documento finale della Cop28 di Dubai (il Global Shocktake) prevede di “accelerare gli sforzi per il graduale abbandono del carbone unabated”, cioè delle centrali non sottoposte a sistemi di cattura e stoccaggio della CO2 emessa. In linea teorica, dunque, quelle provviste di tali sistemi potrebbero continuare a operare nel pieno rispetto dei trattati sul clima. Affinché la CCS sia un’alleata e non un’avversaria della transizione energetica, dunque, è essenziale che sia applicata soltanto ai settori hard to abate, cioè quelli per i quali non esistono alternative valide.

Fonti
Data consultazione: aprile 2026

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