Un’economia circolare “a prova di carbonio”? Per Jennifer Holmgren non è un compito impossibile. LanzaTech sta lavorando per creare un progetto industriale su vasta scala di sequestro e utilizzo del carbonio (Carbon Capture and Usage, CCU). Con due obiettivi: incrementare i profitti e salvare il pianeta. Materia Rinnovabile ha incontrato Jennifer Holmgren per comprendere la filosofia di LanzaTech riguardo all’economia circolare intelligente sul carbonio e discutere dei progetti dell’azienda per tagliare le emissioni di CO₂. 

Qual è l’idea alla base del riciclo del carbonio?

“L’idea è di riusare quanto più carbonio possibile. LanzaTech raccoglie le emissioni carboniche da acciaierie e raffinerie e le riusa per creare altri prodotti. Riciclo del carbonio significa usare il carbonio ‘ancora una volta’, ‘ancora una volta’, ‘ancora una volta’, finché è possibile.”

Perché è importante creare progetti di CCU?

“Recentemente l’Ipcc ha rimarcato quanto è importante ridurre praticamente a zero la nostra dipendenza dai combustibili fossili entro il 2050. L’unico modo per continuare ad avere un’economia del carbonio vitale è non usare nuovo carbonio fossile ogni volta che facciamo qualcosa. Dobbiamo imparare a riciclare e creare un mercato secondario per il carbonio e usarlo più volte possibile. In questo modo non si deve sempre partire da una nuova molecola di carbonio.”

Qual è il potenziale del mercato del riciclo del carbonio?

“Pensiamo di poter soddisfare tra il 25 e il 30% del fabbisogno odierno di carburante per i trasporti usando emissioni di carbonio riciclate. Solo dal carbonio riciclato oggi disponibile potremmo produrre centinaia di milioni di galloni di carburante. Quindi riteniamo che non si tratti di una nicchia di mercato, ma una grande opportunità. Siamo i primi, ma speriamo che non restare gli unici. È in corso una crisi del carbonio: il mio obiettivo è ispirare altre aziende che stanno riciclando il carbonio a concentrarsi veramente su di esso e trattarlo con la massima serietà.”

Quali progetti avete avviato finora?

“Abbiamo già un impianto su scala commerciale funzionante in Cina, che produce 16 milioni di galloni (un gallone corrisponde a 3,78 litri, ndr) di etanolo con circa il 45% delle emissioni di monossido di carbonio. Questo è il primo impianto commerciale di LanzaTech che ricicla carbonio trasformandolo in etanolo. Stiamo anche costruendo un impianto commerciale in Europa in un’acciaieria di proprietà di Arcelor Mittal. In questo caso si tratterà di un’acciaieria a basse emissioni di CO₂ e quindi sarà un progetto più complesso, ma mostrerà la possibilità di estendere la nostra tecnologia. Inoltre abbiamo in programma la realizzazione in India di un impianto commerciale con la Indian Oil Corporation e stiamo implementando un progetto negli Stati Uniti nel quale riciclare il carbonio contenuto negli scarti agricoli, in particolare nei resti delle mandorle. Tutti questi progetti che stiamo portando avanti sono basati sul modello dell’impianto cinese perché impiegheranno la stessa tecnologia applicandola alle diverse situazioni.”

Qual è il processo che consente di trasformare la CO₂ in etanolo da riutilizzare come biocarburante?

“Lo facciamo utilizzando un batterio che mangia monossido di carbonio, idrogeno e anidride carbonica. E questo è tutto ciò che fa. Non ha bisogno di zuccheri o altro. Mangia questi tre gas e li converte in etanolo. Quindi quello che abbiamo fatto è ottimizzare i batteri attraverso una selezione evolutiva, proprio come si fa con le piante, senza modificarli geneticamente. Inoltre per farli lavorare bene abbiamo sviluppato uno speciale bioreattore. Se paragoniamo il bioreattore di LanzaTech con la classica fermentazione a zucchero, dove lo zucchero è solubile in acqua e il lievito deve solo catturarlo dall’acqua, nel nostro caso il bioreattore deve essere in grado di rendere solubili questi gas in acqua, per esempio il monossido di carbonio. Così abbiamo dovuto sviluppare un bioreattore specifico che potesse gestire questa situazione. Riassumendo: la tecnologia è fondamentalmente costituita da un microbo che nuota nell’acqua in uno speciale bioreattore, mangiando monossido di carbonio e convertendolo in etanolo. Ci lavoriamo dal 2005 e abbiamo speso 250 milioni di dollari nella ricerca. In particolare ci siamo concentrati sui batteri acetogeni come i clostridia. Abbiamo lavorato duramente per molti anni, concentrandoci su un batterio che sapevamo di poter ottimizzare per questo scopo.”

In quali altre ricerche è impegnata LanzaTech?

“Quello che vogliamo fare è diffondere questa tecnologia a tutte le tipologie di siti industriali, in tutto il mondo, che si tratti di un’acciaieria o di una fonderia o qualsiasi altra cosa.

La seconda priorità riguarda la tecnologia che abbiamo sviluppato per adattare l’etanolo e renderlo idoneo come carburante per i jet: il 2 ottobre 2018 abbiamo già eseguito un volo dimostrativo con la Virgin Atlantic. Vogliamo mettere a punto un piano per commercializzare carburante per jet a base di etanolo perché pensiamo che produrre carburante per jet a basse emissioni di carbonio, che derivi dal nostro etanolo o da etanolo proveniente da altre fonti, possa essere un passo importante verso la riduzione delle emissioni di CO₂ nell’aviazione.

La terza area di nostro interesse è rappresentata dalla progettazione di una piattaforma di modificazione genetica che ci permetta di produrre sostanze chimiche. Questo ci permetterebbe di creare altri prodotti come propanolo o acetone e non solo etanolo: vogliamo concentrarci anche su altre sostanze chimiche. Però per riuscirci dobbiamo modificare geneticamente gli organismi. Quindi abbiamo speso una gran quantità di risorse per studiare questo processo, perché nessuno ha mai davvero modificato un organismo che mangia gas. Si sa già come modificare microbi che si nutrono di zucchero, ma noi siamo andati oltre: più o meno dal 2010 lavoriamo per capire come modificare batteri che mangiano solo gas.”

Oltre ai biocarburanti quali altri prodotti possono derivare dal CCU?

“Ci siamo concentrati anche sui materiali. Stiamo studiando come riciclare il carbonio dalle emissioni di scarto trasformandolo in sostanze chimiche per produrre alcool isopropilico e poi convertirlo in polipropilene in modo da produrre plastica dal carbonio riciclato.

Di conseguenza pensiamo di produrre plastiche, gomma per pneumatici o nylon come quello usato per i pantaloni da yoga, per esempio. Pensiamo di poter ottenere precursori chimici di molti materiali di questo tipo. Speriamo un giorno di creare sostanze chimiche tradizionali partendo da gas invece che da zuccheri o sostanze fossili. Pensate a un’acciaieria: il suo sottoprodotto è monossido di carbonio e voi prendete quel monossido di carbonio e lo usate per fare 1,3 butadiene, che viene convertito in nylon o gomma. Riciclando il carbonio possiamo ottenere moltissimi prodotti, non solo plastica o packaging. E questi sono alcuni dei nostri obiettivi più importanti.”

Chi investe oggi su LanzaTech?

“Abbiamo investitori da tutto il mondo. La prima a investire è stata la neozelandese K1W1, poi sono arrivati gli investimenti da Khosla Ventures, Qiming Company e siamo diventati partner strategici di Mitsui, Indian Oil Corporation, BAF, Suncor e altri. Abbiamo Venture Capital e investitori strategici.”

Voi promuovete il concetto di una “Economia circolare intelligente sul carbonio”. Cosa significa esattamente?

“Oggi si può entrare in un negozio e comperare caffè del commercio equo o prodotti biologici certificati. Spero che un giorno potremo entrare in un negozio e comprare pantaloni da yoga ‘fatti di carbonio riciclato’ o addirittura marchiati come carbon smart, e quindi basati sul CCU invece di essere fatti da molecole fossili vergini. E il motivo per cui la chiamo economia intelligente sul carbonio è che voglio che i consumatori diventino intelligenti sul carbonio. Voglio che i consumatori si chiedano ‘Da dove arriva il mio carbonio?’ Se iniziamo a chiedercelo allora possiamo diventare consumatori carbon smart e si potranno comprare prodotti fatti di carbonio riciclato. Questo è quello che intendo con carbon smart.”

In futuro saremo in grado di assorbire CO₂ dall’atmosfera e usarla?

“Nella nostra atmosfera attualmente ci sono solo 407 parti per milione (ppm) di CO₂. Sembra molto per l’impatto che produce, ma è una concentrazione bassa e quindi è decisamente difficile estrare CO₂. Per questo stiamo studiando le fonti concentrate. I nostri impianti sorgente hanno concentrazioni del 40-50% di idrogeno e CO₂: è molto più facile sequestrarla. Ecco perché non sviluppiamo una tecnologia per togliere il carbonio dall’aria. Si tratta di un problema completamente diverso. E, onestamente, molto più difficile da risolvere.”

Come possiamo rendere popolare il CCU?

“Dobbiamo collegare il carbonio all’inquinamento. Gli impatti sulla salute delle alte concentrazioni di carbonio che respiriamo sono ormai così ampiamente documentati che dobbiamo diventare consapevoli di come smaltiamo il carbonio, come lo usiamo e come lo rendiamo sicuro. Penso che sarà questo a definire la nostra generazione, e non solo a causa del problema dei gas serra. Questo è il mio messaggio al mondo. Spero davvero che ci daremo da fare per risolvere questa situazione e il CCU è solo uno dei rimedi fra i tanti che possono riuscirci.” 

LanzaTech, www.lanzatech.com