da Hardware Upgrade :
Trasformare l’anidride carbonica disciolta nel mare in una soluzione acquosa di bicarbonati di calcio, anche con potenziali effetti benefici per l’ecosistema marino: questa, la missione della startup Limenet, che ha presentato la propria tecnologia nel corso del convegno “Oceano amiCO2. Sequestro di CO2 in acque marine: motivazione, opportunità e metodi”.
L’evento divulgativo dedicato alle strategie di rimozione della CO₂ atmosferica con protagonista l’oceano si è svolto in collaborazione con il Politecnico di Milano e l’Università di Milano-Bicocca con un doppio appuntamento, l’8 e il 9 Maggio. La partecipazione era possibile sia in presenza sia in remoto, tramite registrazione sul sito.
Limenet ha alle spalle più di cinque anni di ricerca, diverse domande di brevetti già depositate e un impianto pilota realizzato a La Spezia: nella città ligure la start up ha industrializzato la propria tecnologia e rimosso i suoi primi 150 kg di anidride carbonica, con un impianto scalabile alle giga-tonnellate.
Conosciamo Limenet.
Come spiegato sul sito della start-up, Limenet si ispira al ciclo geologico del carbonio, un processo naturale con cui il carbonio viene scambiato tra le tre “sfere” che formano il Pianeta Terra e che costituiscono dei giganteschi serbatoi naturali di carbonio: geosfera [il terreno], idrosfera [mari e oceani], biosfera [acque dolci] e infine l’atmosfera terrestre. Come facilmente intuibile, da loro passa anche la CO₂.
Limenet si “limita” a replicare questo ciclo naturale, ma a una velocità sovra-naturale: la tecnologia è stata infatti progettata per accelerare esponenzialmente la dissoluzione del calcare, fino a scale giornaliere.
Questo processo non solo diminuisce la presenza di CO₂ nell’atmosfera ma, dissolvendo i composti carbonatici nell’acqua di mare, ne aumenta l’alcalinità, andando a controbilanciarne la crescente acidità.
Un aiuto per mari ed oceani.
Il fenomeno dell’acidificazione di mari e oceani è costantemente in crescita, con conseguenze devastanti: circa un quarto dell’anidride carbonica che si trova nell’atmosfera finisce negli oceani, e qui si trasforma in acido carbonico che ne altera pericolosamente il ph, inacidendoli e mettendo a repentaglio il biota marino, ovvero le migliaia di specie che vi abitano, prime fra tutti i coralli.
Da decenni questi ultimi stanno subendo il terribile processo di “morte bianca”, ovvero il coral bleaching, che ne comporta la perdita del colore [come succede ai capelli dopo la decolorazione tramite candeggina, a cui il nome fa rifermento] e spesso la morte, ma non solo.
L’acidificazione delle acque provoca anche lo scioglimento dei gusci calcarei di vongole, cozze, lumache di mare e plancton calcareo, specie da cui dipende, più o meno direttamente, l’alimentazione di moltissimi altri animali.
Per approfondimenti potete leggere lo studio “Surface ocean pH and buffer capacity: past, present and future” pubblicato nel 2019 su Nature.
Le fasi del processo.
Limenet lavora su tre fasi distinte:
1. Frantumazione – Calcinazione – Idratazione
2. Abbattimento CO₂ – Calcinazione e produzione di bicarbonato di calcio
3. Stoccaggio della CO₂
Nel primo step la materia prima calcarea [CaCO₃] viene triturata, calcinata e quindi scissa in CaO [calce viva] e CO₂, attraverso la decomposizione termica all’interno di un forno elettrico alimentato da energia elettrica rinnovabile.
Successivamente la calce viva viene idratata, divenendo calce spenta [Ca(OH)₂]. Metà del prodotto ottenuto viene immediatamente utilizzato per rimuovere l’anidride carbonica prodotta dalla calcinazione. Il processo avviene nel reattore Limenet, mescolando CO₂ e Ca(OH)₂ in acqua di mare: Ca(OH)₂ + 2CO₂ → Ca(HCO₃)₂
L’altra metà della calce spenta è a disposizione per il sequestro del carbonio a valle nella fase 3, ovvero lo stoccaggio. La calce spenta decarbonizzata viene infatti utilizzata per stoccare la CO₂ proveniente da fonti esterne in forma di bicarbonati di calcio. Il bicarbonato di calcio (Ca(HCO₃)₂) prodotto arricchisce l’acqua di mare con le sue proprietà alcaline.
Quest’ultima fase è estremamente importante per i motivi spiegati nei paragrafi precedenti ed è divenuta oggetto di ricerca da parte del Desarc-Maresanus, progetto nato per studiare e contrastare l’acidificazione di mari e oceani.
La stabilità dello stoccaggio e la sicurezza della blockchain.
Per oltre tre mesi è stata misurata la stabilità chimica a diverse concentrazioni della soluzione di bicarbonati di calcio prodotta dall’impianto industriale di Limenet, all’interno di piscine da 7.000 litri, al fine di garantire uno stoccaggio permanente della CO₂.
Uno stoccaggio è definito permanente quando la componente stoccata rimane in condizioni stabili – ovvero inalterate – per oltre 10.000 anni.
I risultati di questi esperimenti verranno a breve pubblicati dal Politecnico di Milano, che sta affiancando Limenet in questa particolare fase.
Il processo di trasformazione dell’anidride carbonica in bicarbonati di calcio – ossia la produzione di emissioni negative di CO₂ – viene tracciato da Limenet attraverso la blockchain. Ogni step di lavorazione all’interno dell’impianto viene registrato su database decentralizzati: così facendo resta una traccia di ogni operazione del processo – l’equivalente dell’impronta di una suola di scarpa – su Polygon, second layer di Ethereum.
I certificati di emissioni negative di Limenet sono realizzati attraverso un minting di NFT acquistabili [Not Fungible Token, ovvero dei “gettoni” non copiabili, ossia qualcosa di unico e insostituibile].
Per dare massima trasparenza alla sua azione, Limenet ha infine previsto la certificazione del suo processo e dei suoi NFT da parte di un soggetto terzo attraverso un sistema di monitoraggio MRV [Monitoring, Reporting & Verification].
Una tecnologia, diversi casi d’uso.
Limenet, tra i differenti use cases, sta studiando l’associazione della tecnologia proprietaria con filtri di ammine per la cattura di CO₂ da fumi di scarico navali, con a valle la produzione di bicarbonati di calcio.
É qui che si inserisce il progetto pilota attualmente in corso nel Centro di supporto e sperimentazione navale della Marina Militare italiana di La Spezia, in cui trovano coinvolgimento anche il Politecnico di Milano con il dipartimento di Chimica [Cmic], il dipartimento Ambientale [Dica] e il dipartimentoAerospaziale [Daer] e l’Università di Genova.
L’impianto è stato progettato e realizzato, con il supporto di Hyrogas, per rimuovere 10 kg/h di anidride carbonica in forma di bicarbonati di calcio. Durante i lavori, iniziati nella primavera 2022 e terminati a Febbraio 2023, la start up ha prodotto l’idrossido di calcio decarbonizzato che, fatto reagire con CO₂ proveniente da fonti esterne, ha portato alla produzione di bicarbonato di calcio.
Questi 150 kg rappresentano a tutti gli effetti le prime emissioni negative di CO₂ realizzate attraverso la tecnologia di Limenet.
I prossimi passi.
I creatori di Limenet – ovvero: Stefano Cappello [CEO & Founder], Giovanni Capello [CTO & Co-founder] ed Enrico Noseda [Strategic Advisor & Co-founder] – prevedono di scalare la tecnologia raggiungendo la milestone del TRL 9 [l’ultimo stadio dello sviluppo tecnologico] con un impianto da circa 40.000 tonnellate di CO₂ rimosse annualmente.
Successivamente, attraverso la standardizzazione di un impianto da 500.000 tonnellate, intendono raccogliere capitali per costruire una serie di impianti capaci di assorbire centinaia di milioni di tonnellate di anidride carbonica all’anno, la fase giga-scale.
“Limenet nasce da un sogno: trovare una soluzione efficace alla sfida epocale del cambiamento climatico. Dopo anni di ricerca ed esperimenti, siamo finalmente pronti a fare la nostra parte nella grande partita della decarbonizzazione. La nostra tecnologia, già testata a La Spezia, è pronta e, grazie agli investimenti che stiamo raccogliendo, contiamo di arrivare entro 5 anni ad impianti in grado di rimuovere centinaia di migliaia di tonnellate all’anno”, ha commentato con orgoglio Stefano Cappello.