Estrarre metano carbon neutral dai laghi. Potrebbe soddisfare il fabbisogno energetico mondiale

Il metano emesso dai laghi e dai bacini idrici costituisce circa il 20% delle emissioni globali di metano naturale

[1 Aprile 2021]

I laghi immagazzinano enormi quantità di metano. In un nuovo studio, scienziati ambientali dell’Università di Basilea offrono suggerimenti su come estrarlo e utilizzarlo come fonte di energia sotto forma di metanolo.

Solitamente, la discussione sul cambiamento climatico si concentra sulla CO2, mentre il metano come gas serra è meno conosciuto, anche se ha un potenziale di riscaldamento globale da 80 a 100 volte maggiore per unità della CO2. Più della metà delle emissioni di metano sono causate dalle attività antropiche e provengono dalla produzione di petrolio e dai fertilizzanti agricoli, ma questo gas serra è prodotto anche dalla decomposizione naturale della biomassa da parte dei microbi, ad esempio nei laghi. Lo studio “Tapping Freshwaters for Methane and Energy”, pubblicato recentemente su Environmetal Science & Technology da Maciej Bartosiewicz e Moritz Lehmann dell’Uninersität Basel  e da Przemyslaw Rzepka dell’ETH Zürich delinea il potenziale e le possibilità teoriche del’utilizzo del metano da laghi e altri corpi di acqua dolce per produzione di energia sostenibile. Il metano emesso dai laghi e dai bacini idrici, che costituisce circa il 20% delle emissioni globali di metano naturale.

Bartosiewicz  evidenzia che «Questo sarebbe teoricamente sufficiente per soddisfare il fabbisogno energetico mondiale. I laghi assorbono continuamente CO2 dall’atmosfera attraverso la crescita del fitoplancton. Quando processano la biomassa, i microbi convertono il carbonio, fissato dalla fotosintesi, in metano. In questo modo, il carbonio legato al metano rimane all’interno del ciclo naturale durante la combustione. I combustibili fossili potrebbero essere parzialmente sostituiti dal metano rinnovabile “naturale”. Il gas metano viene già bruciato nelle centrali elettriche a gas per la produzione di elettricità e utilizzato come combustibile sotto forma di metanolo liquido».

L’idea descritta nello studio non è del tutto nuova: nel lago Kivu, tra il Rwanda e la Repubblica democratica del Congo, dal 2016 viene estratto metano pulito da una profondità di 260 metri che viene utilizzato per l’approvvigionamento energetico utilizzando generatori. Bartosiewicz spiega che «Il metano si trova in alte concentrazioni in grandi quantità sul letto del lago. La concentrazione di metano è circa 100 volte superiore a quella dei laghi normali». Fino a pochi anni fa, le basse concentrazioni facevano sembrare l’estrazione di metano dai laghi “normali” tecnicamente troppo difficile, ma ora le nuove membrane microporose realizzate con materiali polimerici consentono di separare il gas dall’acqua in modo molto più efficiente.

I ricercatori svizzeri hanno avanzato le prime proposte concrete: utilizzando un gas-liquid membrane contactor (GLMC) idrofobo, una miscela di gas contenente metano può essere separata dall’acqua. I minerali di zeolite sono particolarmente adatti per l’arricchimento, poiché le sostanze cristalline idrofobe possono adsorbire e rilasciare gas.

E Bartosiewicz fa notare che «La Svizzera è praticamente fatta per l’estrazione di metano dai laghi. Il motivo è il gran numero di bacini idrici del Paese. Recentemente, abbiamo appreso che producono ed emettono nell’atmosfera anche grandi quantità di metano». Inoltre, la cattedra di catalisi eterogenea dell’ETH di Zurigo,  ha una vasta esperienza nei processi di adsorbimento mediante zeoliti.

Bartosiewicz  conclude: «Con la nostra idea, volevamo avviare un’ampia discussione sul potenziale, la fattibilità e i rischi di una tecnologia come questa.  Fino ad ora, nessuno studio ha affrontato gli effetti della rimozione del metano sul funzionamento dell’ecosistema lacustre ma, con le nostre attuali conoscenze, non è possibile prevedere effetti negativi immediati. Tuttavia, la rimozione del carbonio in eccesso potrebbe anche aiutare a frenare l’eccessiva formazione di fioriture di fitoplancton e ridurre le emissioni di gas serra naturali dai laghi. E’ necessario un maggiore lavoro prima di qualsiasi implementazione pratica di questa idea teorica iniziale. Ma un giorno questo concetto potrebbe dare un contributo importante al raggiungimento dei nostri obiettivi climatici».