Analisi di impatto ambientale con metodologia LCA della cattura di CO2 con sorbenti: confronto tra calcium looping e sorbenti a base di Li4SiO4

Negli ultimi decenni è emersa l'urgenza di limitare gli impatti ambientali dovuti all'emissione di gas serra, ed in particolare della CO2. Una delle tecniche individuate per contribuire a limitare queste emissioni nel settore della produzione elettrica è la Carbon Capture and Storage (CCS). La CO2 può essere rimossa dai fumi della combustione attraverso sorbenti solidi: in un primo reattore (il carbonator) i sorbenti solidi adsorbono la CO2 dalla corrente di fumi mentre in un secondo reattore (il calciner) i sorbenti vengono rigenerati. In questa tesi si confrontano due metodi di cattura con sorbenti: il calcium looping, in cui si impiega CaO, e l'uso di sorbenti a base di Li4SiO4. Il secondo metodo, emerso più di recente rispetto al primo, sembra presentare alcuni vantaggi nella fase di cattura della CO2, poiché la capacità sorbente di Li4SiO4 decade più lentamente rispetto a quella di CaO e poiché questi sorbenti innovativi necessitano di temperature minori per la rigenerazione. Il confronto dei due metodi di cattura della CO2 viene condotto tramite un'analisi LCA. Vengono individuati i flussi di materia ed energia necessari al funzionamento del sistema per catturare 1 tonnellata di CO2 da una centrale elettrica di taglia 500 MW e sulla base di queste quantità si ottengono gli impatti ambientali dovuti al funzionamento del sistema di cattura della CO2. Nell'analisi si modellano le filiere di produzione dei sorbenti, i trasporti, le forniture di elettricità e combustibile e lo smaltimento dei sorbenti esausti. Infine si analizzano i risultati dello studio LCA per individuare i processi più impattanti e si approntano modifiche procedurali, che vanno dall'allungamento della vita utile dei sorbenti al recupero dei materiali di scarto, per far sì che gli impatti ambientali del sistema di cattura siano minori.