Per ridurre le emissioni di CO2, l’industria dei materiali deve passare ad un’economia circolare

La transizione verso le energie rinnovabili è una parte essenziale della lotta al cambiamento climatico. Tuttavia, affronterà solo il 55% delle emissioni globali di gas serra. Per raggiungere l’azzeramento delle emissioni entro il 2050, per rispettare l’obiettivo fissato dall’Accordo di Parigi, è necessario affrontare anche il restante 45% delle emissioni prodotte dall’industria, dall’agricoltura e dall’uso del suolo. L’industria dei materiali, che comprende le aziende che producono materie prime come acciaio, alluminio, cemento e prodotti chimici, è responsabile di gran parte di queste emissioni rimanenti e ha quindi un ruolo chiave da svolgere.

A livello globale, la produzione di cemento è responsabile dell’8% delle emissioni di CO2, nel caso dell’ammoniaca ogni tonnellata prodotta emette 2,6 tonnellate di CO2, mentre per l’acciaio il rapporto è di 1:2. Complessivamente, l’industria dei materiali è responsabile del 27% delle emissioni globali di CO2 (comprese quelle legate all’energia). Per ridurre queste emissioni, l’industria dei materiali ha di fronte a sé un numero limitato di opzioni che possono comportare l’uso di energia a basse emissioni di carbonio, processi produttivi a basse emissioni di carbonio, cattura del carbonio o riciclo dei materiali. Tuttavia, la maggior parte di queste soluzioni non sono né efficaci né disponibili su scala. In alcuni settori dell’industria, l’uso di energia a basse emissioni di carbonio può avere solo un impatto limitato, poiché la maggior parte delle emissioni deriva da reazioni chimiche (le cosiddette “emissioni di processo”) piuttosto che dal consumo di energia durante il processo di produzione. Ad esempio, circa due terzi delle emissioni della produzione di cemento derivano dalla calcinazione, la reazione chimica che avviene quando il calcare viene esposto ad alte temperature.

La maggior parte dei processi produttivi a basse emissioni di carbonio deve ancora essere sviluppata. Le industrie pesanti hanno prosperato per oltre un secolo utilizzando processi produttivi in gran parte invariati. L’acciaio viene prodotto essenzialmente nello stesso modo da migliaia di anni, utilizzando il carbonio come riduttore chimico. L’ammoniaca viene prodotta da un secolo con il processo Haber-Bosch, che emette più CO2 di qualsiasi altra reazione chimica. Sebbene la cattura del carbonio dai processi industriali e la prevenzione della sua immissione nell’atmosfera siano promettenti, la maggior parte delle tecnologie non ha un chiaro business case o non è ancora disponibile in commercio.

Tra tutte le opzioni di decarbonizzazione, l’uso di materiali riciclati è probabilmente la più facilmente disponibile. La produzione di materiali riciclati, utilizzando processi diversi e consumando meno energia rispetto alla produzione primaria, emette meno gas serra. Ad esempio, la produzione di alluminio riciclato ha un’intensità di CO2 inferiore del 97% rispetto alla produzione primaria. La domanda di materiali riciclati di alta qualità per produrre prodotti di alta qualità è quindi destinata ad aumentare. Ad esempio, il conglomerato siderurgico globale ArcelorMittal, nel suo stabilimento di Fos-sur-Mer, in Francia, prevede di quintuplicare la quantità di acciaio riciclato lavorato entro il 2025. BASF, il produttore tedesco di prodotti chimici, punta a lavorare 250.000 tonnellate di materie prime riciclate e derivate dai rifiuti ogni anno a partire dal 2025.

Tuttavia, l’offerta di materiali riciclati è insufficiente sia in termini di quantità che di qualità. La maggior parte dei materiali che entrano nell’economia perdono gran parte del loro volume e valore dopo il primo utilizzo. Ad esempio, nell’Unione Europea, solo il 52% del valore dell’alluminio si conserva dopo un solo utilizzo. Le perdite quantitative sono dovute ai materiali che non vengono riciclati. Una buona parte dei materiali a fine vita viene smaltita in discarica, bruciata per produrre energia, persa nei processi di riciclaggio o non entra mai nel sistema di raccolta dei rifiuti. Le perdite di qualità sono dovute al mescolamento di diversi tipi di materiali e a varie forme di contaminazione durante il processo di riciclaggio. Ad esempio, la contaminazione da rame può incidere profondamente sulla resistenza e sulla qualità dell’acciaio. Gran parte dell’acciaio di alta qualità recuperato dai veicoli viene riciclato in un materiale di prezzo inferiore e riutilizzato per lo più in applicazioni di qualità inferiore, come edifici e infrastrutture.

Per aumentare la qualità e la quantità dei materiali riciclati, le aziende possono sfruttare una serie di tecnologie per migliorare la raccolta, la selezione e il riciclaggio dei rifiuti. Ad esempio, la spettroscopia a ripartizione indotta da laser consente di determinare la composizione dei pezzi di alluminio in modo rapido e affidabile durante il processo di selezione. Tuttavia, la tecnologia non sarà sufficiente. Un’offerta sufficiente di materiali riciclati richiederà cambiamenti trasformativi nell’industria dei materiali che comportino l’adozione di nuovi ecosistemi industriali, modelli di business e catene di approvvigionamento.

Leggi il documento originale su: To reduce CO2 emissions, the materials industry needs to transition to a circular economy