CCS vs CCU vs CCUS: differenze e applicazioni

La transizione energetica dell'industria pesante richiede strategie mirate per la gestione dell'anidride carbonica. Spesso citati in modo intercambiabile, gli acronimi CCS, CCU e CCUS indicano in realtà tre approcci possibili per intercettare la CO₂ emessa dai processi produttivi ed evitarne la dispersione in atmosfera. 

Cosa significano CCS, CCU e CCUS

I tre termini identificano processi e tecnologie di cattura dell’anidride carbonica alla sorgente di emissione e si differenziano per le fasi previste a valle della cattura:

• CCS (Carbon Capture and Storage): è il processo che prevede la cattura della CO₂ dalle sorgenti industriali, il suo condizionamento e il successivo stoccaggio permanente in formazioni geologiche profonde, come acquiferi salini o giacimenti di idrocarburi esauriti. L'obiettivo primario è isolare il carbonio dall'atmosfera a tempo indeterminato.

• CCU (Carbon Capture and Utilization): consiste nella cattura e nella conversione chimico-fisica della CO₂ in nuovi prodotti, valorizzando il carbonio come materia prima alternativa alle fonti fossili. HERCCULES è un esempio di progetto basato su questo approccio, poiché testa la fattibilità dell'intera catena di valore per intercettare le emissioni di impianti industriali (come cementifici e termovalorizzatori) e avviarle sia allo stoccaggio sia al riutilizzo in altri cicli produttivi, dimostrando le applicazioni pratiche di valorizzazione del carbonio catturato.

• CCUS (Carbon Capture, Utilization, and Storage): è l’approccio che integra entrambe le opzioni (stoccaggio e riutilizzo), offrendo la massima flessibilità nella gestione dei flussi di carbonio a seconda dei vincoli geografici, infrastrutturali ed economici di uno specifico distretto industriale.

La differenza tra stoccaggio permanente e riutilizzo

La distinzione principale tra i modelli CCS e CCU risiede nel destino della CO₂ e nell'orizzonte temporale del suo isolamento dall'atmosfera.

All’interno della CCS, lo stoccaggio geologico è concepito per essere permanente: iniettata a grande profondità nel sottosuolo, la CO₂ viene trattenuta dalle formazioni rocciose impermeabili per periodi geologici misurabili in migliaia di anni, rimuovendo quel volume di carbonio in modo definitivo dal ciclo atmosferico. 

Al contrario, nella CCU, la permanenza del carbonio è strettamente legata alla tipologia di prodotto finale in cui viene convertito. Quando la CO₂ viene impiegata per la sintesi di prodotti a ciclo breve, come i carburanti sintetici o gli usi nell'industria alimentare, il carbonio viene inevitabilmente rilasciato di nuovo nell'atmosfera nel momento in cui il prodotto viene consumato o utilizzato. 

Esistono tuttavia applicazioni di riutilizzo capaci di offrire una stabilità di lungo termine: è il caso della mineralizzazione nel calcestruzzo e nei materiali da costruzione, dove la CO₂ reagisce chimicamente e si fissa in modo permanente all'interno della matrice solida, garantendo lo stoccaggio nel tempo.

Il ruolo della cattura del carbonio nella decarbonizzazione industriale

L'adozione delle soluzioni CCS e CCUS è oggi una leva strategica fondamentale per la decarbonizzazione dei settori industriali cosiddetti hard-to-abate, come cementifici, acciaierie e impianti della chimica pesante. 

In questi comparti, una quota consistente delle emissioni di CO₂ deriva direttamente dalle reazioni chimiche intrinseche ai processi di trasformazione delle materie prime: trattandosi di emissioni di processo svincolate dall'uso di combustibili, non possono essere eliminate agendo unicamente sull'efficienza energetica o sull'elettrificazione, rendendo la cattura del carbonio una soluzione tecnologica idonea ad abbatterle in modo sostanziale.

Questo valore strategico viene ampiamente riconosciuto dall'inquadramento normativo europeo, nell'ambito del quale il sistema EU ETS (Emission Trading System) e i target del pacchetto Fit for 55 pongono forte enfasi sullo stoccaggio permanente e sulla valorizzazione del carbonio per raggiungere la neutralità climatica entro il 2050. 

Tuttavia, per rendere efficace questa transizione su scala reale, è indispensabile lo sviluppo di infrastrutture condivise. La costruzione di reti logistiche di trasporto tramite condotte o navi cisterna e l'affermazione di hub territoriali integrati, come i progetti di stoccaggio nel bacino del Mediterraneo, consentono infatti di connettere i distretti industriali ai siti di destinazione finale, garantendo la sostenibilità economica e operativa dell'intera filiera.

Domande frequenti su CCU, CCS e CCUS 

Qual è la differenza tra CCS e CCU?

La differenza risiede nella destinazione finale della CO₂ catturata. La CCS (Carbon Capture and Storage) immagazzina la CO₂ in modo permanente in formazioni geologiche sotterranee. La CCU (Carbon Capture and Utilization) converte la CO₂ in nuovi prodotti o materiali, riutilizzando il carbonio all'interno dell'economia.

In cosa consiste l'utilizzo del carbonio (CCU)?

Consiste nel trattare e trasformare l'anidride carbonica catturata dai fumi industriali in una risorsa, utilizzandola come materia prima, ad esempio per la sintesi di carburanti rinnovabili, la produzione di sostanze chimiche, la realizzazione di polimeri o la mineralizzazione nei materiali da costruzione.

Quali sono le destinazioni finali della CO₂ catturata?

Le destinazioni principali sono due: lo stoccaggio geologico permanente in giacimenti esauriti o acquiferi salini (CCS), oppure la valorizzazione industriale (CCU) in ambiti quali l'edilizia (calcestruzzo), la produzione di carburanti sintetici per aviazione e trasporto marittimo, e l'industria chimica.

Quali settori industriali beneficiano maggiormente delle tecnologie CCUS?

I settori che ne traggono maggior beneficio sono le industrie cosiddette hard-to-abate - come cementerie, acciaierie, raffinerie e impianti chimici - nei quali le emissioni sono legate ai processi chimici di produzione e quindi non sono eliminabili con la sola elettrificazione o la sostituzione dei combustibili.