Soletair Power utilizza i sensori di CO2 di Vaisala nella sua innovativa tecnologia di cattura del carbonio integrata negli edifici

L'esclusiva soluzione di Soletair Power per l'estrazione di CO₂ dall'aria è un elemento chiave in diversi progetti di costruzione a zero emissioni ed emissioni negative di carbonio. L'azienda può contare sugli affidabili sensori di Vaisala per misurare con precisione parametri importanti, come temperatura, umidità e livelli di CO₂.

Il settore edilizio è responsabile del 37% delle emissioni mondiali di CO₂. I proprietari degli edifici fissano obiettivi ambiziosi mirando a ridurre l'impatto sia durante la costruzione che durante l'operatività, con lo scopo finale di realizzare edifici a zero emissioni di carbonio. È necessario tener conto anche della pressione dovuta alle normative locali e specifiche del settore, nonché di requisiti globali più ampi come l'Accordo di Parigi, che richiede una riduzione del 50% delle emissioni di CO₂ entro il 2030.

Soletair Power, fondata nel 2016, ha scoperto il potenziale della tecnologia in grado di ridurre le emissioni di carbonio di un edificio catturando la CO₂ dal suo sistema di ventilazione, per utilizzarla, ad esempio, nella produzione di carburante o calcestruzzo. Le soluzioni dell'azienda, che includono anche unità esterne in grado di catturare CO₂ dall'aria ambiente, utilizzano la tecnologia di misurazione di Vaisala per raccogliere dati essenziali.

Perché catturare CO₂ dagli edifici?

Image

Petri Laakso, amministratore delegato, spiega i molteplici vantaggi delle soluzioni di Soletair Power. "La cattura di CO₂ dall'aria di un edificio, sia in ingresso, in uscita o in circolazione, consente di ridurre le emissioni complessive di CO₂. Il nostro sistema offre anche altri vantaggi in termini di riduzione dei costi, benessere dei dipendenti e sostenibilità. L'aria depurata di CO₂ in ingresso all'edificio, ad esempio, riduce i livelli di ventilazione, consentendo in tal modo di risparmiare in termini di riscaldamento, raffreddamento ed energia, diminuendo ulteriormente le emissioni di CO2 a livello operativo. Livelli inferiori di CO2 all’interno degli uffici e degli edifici residenziali contribuiscono anche a migliorare la salute, il benessere e le prestazioni dei dipendenti".

Petri aggiunge che gli edifici sono il luogo ideale per installare le unità: "Per catturare la CO₂, l'aria deve muoversi e i sistemi di ventilazione ottengono proprio questo risultato. La temperatura dell'aria negli edifici, inoltre, tende ad essere intorno ai 20 °C, ovvero il valore ottimale per il nostro processo".

Oltre a catturare CO₂ dall'aria che passa attraverso i sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento, Soletair Power ha anche sviluppato un'unità di purificazione dell'aria per interni con filtro CO₂ per sale riunioni e uffici di dimensioni minori e un sistema di cattura della CO₂ per esterni. "Il nostro dispositivo per esterni è molto simile a quello integrato nell'impianto di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria, ma è presente un alloggiamento intorno all'unità", dichiara Petri. "Abbiamo un'unità di questo tipo a Duisburg, in Germania, installata in un sistema di scarico di una fabbrica per catturare la massima quantità di CO₂ possibile. La CO₂ viene poi utilizzata dall'azienda come materia prima per diverse lavorazioni industriali".

È possibile costruire edifici a emissioni negative?

Un ulteriore e importante vantaggio della soluzione Soletair Power consiste nel fatto che CO₂ catturata può essere utilizzata per altre applicazioni, ad esempio la produzione di calcestruzzo. "Nel calcestruzzo, la CO₂ viene utilizzata per creare carbonato di calcio, con la possibilità di ottenere emissioni negative quando è permanentemente bloccata lontano dall'atmosfera. Questo è un modo in cui possiamo aiutare i proprietari degli edifici a raggiungere emissioni nette pari a zero per tutto il ciclo di vita dell'edificio, compensando le emissioni legate alla costruzione e all'operatività", afferma Petri. "Gli edifici a emissioni di carbonio negative offriranno anche notevoli risparmi in termini di costi. Ciò significa che i nostri sistemi possono fornire un ritorno sull'investimento entro pochi anni dall'installazione".

Raggiungere emissioni nette pari a zero, tuttavia, non è un’impresa da poco, e la capacità di farlo può dipendere da vari fattori locali, incluso il modo in cui vengono generati l'elettricità e il riscaldamento per l'edificio. "Per trasformare un edificio in un pozzo di carbonio è necessario che l'elettricità sia rinnovabile e che il riscaldamento provenga da una fonte che riduca al minimo le emissioni", spiega Petri. "Le emissioni sono più elevate in alcuni paesi rispetto ad altri, come negli Stati Uniti dove il riscaldamento è a gas naturale, mentre gli edifici a Singapore hanno un’intensità energetica molto inferiore, quindi ogni caso deve essere considerato singolarmente".

Soletair Power lavora attualmente a diversi progetti per realizzare edifici a zero emissioni di carbonio. "Questi progetti si avvalgono di diverse misure avanzate per ridurre le emissioni di CO₂ durante la costruzione e l'operatività degli edifici. In alcuni casi, la nostra soluzione è il tocco finale che sposta le emissioni sui valori negativi. Dovremmo raggiungere alcuni risultati entusiasmanti da condividere nei prossimi anni", aggiunge Petri.

Conversione della CO₂ catturata in carburante sostenibile

Nell'autunno 2018, Wärtsilä, leader globale in tecnologie e soluzioni innovative per i settori marino ed energetico, si è rivolta a Soletair Power per proporre l'utilizzo della CO₂ estratta per produrre combustibili, prima di unirsi al progetto con un investimento iniziale in aprile 2019.

Image

La collaborazione ha generato il dispositivo più compatto al mondo che utilizza l'aria per creare carburante. L'unità dimostrativa Power-to-X, presentata al Padiglione della Finlandia all'Expo 2020 a Dubai, utilizzava energia rinnovabile e CO₂ dall'aria circostante, insieme all'idrogeno derivante dall'acqua, per produrre metano sintetico, utilizzato poi per alimentare una macchina da caffè per gli ospiti dell'evento.

Le aziende hanno inoltre collaborato allo sviluppo di un'unità integrata nell'impianto di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria che cattura la CO₂ dall'aria in ingresso al Sustainable Technology Hub di Wärtsilä a Vaasa e immette aria depurata dalla CO₂ nell'edificio.

I sensori precisi sono un elemento fondamentale

L’obiettivo del sistema di cattura, che intrappola la CO₂ dall'aria attraverso l'adsorbimento VSA (Vacuum Swing Adsorption), è quello di ridurre il consumo energetico di un edificio mantenendo lo stesso livello di qualità dell'aria all'interno. "Il nostro sistema mantiene la CO₂ nell'edificio a un livello ridotto, quindi la ventilazione può funzionare a livelli molto bassi in un sistema controllato dalla domanda. Dobbiamo essere in grado di misurare con precisione i dati di CO₂ per determinarne la quantità catturata dal sistema ed è qui che entrano in gioco i sensori di Vaisala. Oltre ai sensori per la misurazione della CO₂, la nostra tecnologia utilizza anche sensori di umidità e temperatura in vari punti del processo".

Petri spiega le ragioni che hanno portato alla scelta di Vaisala: "Per noi era importante utilizzare attrezzature di prima qualità in tutte le nostre unità. Essendo finlandesi, abbiamo già esperienza in merito all'accuratezza e all'affidabilità delle soluzioni Vaisala e abbiamo anche la certezza di una risposta rapida quando necessario. In precedenza utilizzavamo sensori più economici provenienti da altri paesi, ma abbiamo riscontrato che la stabilità a lungo termine dell'apparecchiatura era carente e di conseguenza non potevamo garantire dati accurati a causa dell'invecchiamento dell'apparecchiatura stessa".

Petri sottolinea inoltre la necessità di attrezzature affidabili quando si tratta di apprendere dai dati sulle prestazioni: "Le prestazioni della nostra soluzione basata sulla chimica sono influenzate da vari fattori, comprese le condizioni ambientali, quindi se non si dispone di dati affidabili, è difficile giudicare il motivo per cui tali cambiamenti si sono verificati".

I piani futuri di Soletair Power includono lo sviluppo della tecnologia per rendere i sistemi di cattura della CO₂ più compatti e per migliorarne la sostenibilità del funzionamento. "Prevediamo di continuare la nostra collaborazione con Vaisala e, con lo sviluppo della nostra soluzione, avremo probabilmente bisogno del supporto dei loro esperti per decidere quali sensori scegliere e come calibrarli per un funzionamento ottimale in condizioni atmosferiche mutevoli", dice Petri.

Con l'urbanizzazione che continua a ritmo sostenuto e le normative sulle emissioni che diventano sempre più severe, la necessità di soluzioni innovative nel settore edilizio è destinata a crescere. Con la presenza di pionieri dirompenti come Soletair Power che sfruttano le tecnologie di misurazione stabili e affidabili di Vaisala per compiere grandi passi avanti, il futuro appare comunque più luminoso.