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Capitolo completo

Introduzione

Le NET (tecnologie a emissioni negative) catturano la CO2 dai gas di scarico di processi che sono difficili da sostituire, oppure sottraggono la CO2 dall’atmosfera: ciò può avvenire attraverso approcci tecnici o tramite l’utilizzo di impianti. Molte di queste tecnologie vengono già testate e utilizzate oggi. Tuttavia, le emissioni negative risultanti sono infinitesimali. Ciononostante, ci sono grandi potenzialità per lo stoccaggio finale sicuro della CO2: secondo il rapporto SR 1.5 dell’IPCC, sicuramente pari a 2.000 Gt, con emissioni annuali attuali inferiori a 40 Gt di CO2. Si suppone che la sicurezza di tali depositi sia molto elevata. Oggi esistono già le tecnologie e i serbatoi necessari per rimuovere grandi quantità di CO2 dall’atmosfera.

Inoltre, la necessità di usare le NET per limitare il surriscaldamento globale a 1,5 °C, come previsto dall’Accordo di Parigi, è innegabile. Pertanto, ognuno dei 90 scenari climatici raccolti nel rapporto SR 1.5 dell’IPCC, compatibili con l’obiettivo di 1,5 gradi centigradi, necessita di emissioni negative su larga scala, a partire dal periodo tra il 2020 e il 2030. In più, quasi tutti gli scenari climatici attuali si basano sul fatto che enormi quantità di CO2 saranno sottratte dall’atmosfera nella seconda metà del secolo, in modo da stabilizzare il surriscaldamento globale.

Immagine simbolica: Le paludi come importanti pozzi di assorbimento del carbonio. 

Tuttavia, le NET non permettono in alcun caso di continuare a procedere come di consueto, poiché la rimozione e l’immagazzinamento di CO2 sono processi costosi e ad alta intensità energetica. L’uso delle NET dovrebbe pertanto essere riservato alle emissioni quasi inevitabili, ad esempio in settori quali l’aviazione, l’agricoltura e la produzione di cemento. Per questo motivo, le NET non costituiscono un’alternativa alla riduzione delle emissioni, bensì un componente di supporto praticamente indispensabile.  

Tecnologie

La seguente è una breve descrizione delle sette NET prese in esame e delle rispettive opzioni di stoccaggio. Segue una panoramica del potenziale, dei costi e degli effetti collaterali di ognuna (Figura 2).

  • Cattura e stoccaggio dall’aria
    Con la cattura diretta dall’aria, la CO2 viene sottratta dall’aria ambiente tramite apparecchiature di tipo tecnico. La CO2 estratta in Svizzera viene stoccata (o sequestrata) in modo sicuro nella crosta terrestre. Si ipotizza che la Svizzera abbia una capienza di 2,68 Gt. Lo stoccaggio dell’anidride carbonica nel suolo viene praticato da 40 anni ed è ritenuto molto sicuro. Ad oggi sono stati stoccati 0,26 Gt di CO2.
  • Bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio
    La combustione di biomassa (come scarti vegetali, residui di legno, ecc.) può generare calore o energia elettrica e la CO2 emessa dai gas di scarico può essere immagazzinata nel suolo, come avviene nella cattura diretta dall’aria. Questo approccio permette di rimuovere il carbonio dal ciclo del carbonio e immagazzinarlo in maniera sicura.
  • Cattura e stoccaggio del carbonio nell’industria
    Nelle sorgenti industriali puntuali, quali inceneritori o impianti di produzione del cemento, data la sua alta concentrazione, la CO2 può essere filtrata in modo mirato e conservata nel suolo come avviene nella cattura diretta dall’aria.
  • Degradazione avanzata
    Nel processo di degradazione atmosferica avanzata, delle rocce minerali frantumate vengono distribuite sui campi. Essendo frantumate, le rocce reagiscono più velocemente con la CO2 legata nell’acqua piovana, accelerando così il naturale processo di degradazione. La CO2 viene riversata in mare tramite l’acqua e lì viene conservata come roccia carbonatica per lungo tempo. Questo processo quindi contrasta anche l’acidificazione degli oceani.
  • Rimboschimento, imboschimento e maggiore utilizzo del legno
    Attraverso il rimboschimento, la piantumazione mirata delle foreste e un maggiore utilizzo del legno nell’edilizia, è possibile immagazzinare annualmente fino a 3 Mt di CO2.
  • Carbone vegetale
    Con l’aiuto di alte temperature, è possibile convertire le piante a crescita rapida o gli scarti provenienti dalla produzione alimentare in carbone vegetale per poi immagazzinarlo nel terreno. Il calore di scarto può essere utilizzato direttamente o convertito in elettricità.
  • Sequestro del carbonio nel suolo
    Anche i cambiamenti nell’utilizzo dei terreni agricoli possono far aumentare la quantità di carbonio contenuta nel terreno, cosa che oltretutto ne migliorerebbe la qualità
Figura 2 Potenziale e costo di varie NET in Svizzera

Misure

Oggi, il prezzo delle NET è due o tre volte più alto di quello riportato nella panoramica illustrata sopra. Tuttavia, grazie alla curva di apprendimento tecnologico e all’incremento nell’uso di tali tecnologie, il loro prezzo si abbasserebbe notevolmente. Affinché le NET possano portare al raggiungimento della neutralità climatica al minor costo possibile entro il 2030, è essenziale che esse vengano usate, ampliate e promosse oggi. Qualsiasi ulteriore rinvio delle NET rappresenta un ulteriore onere per le generazioni future. Qualora ciò fosse necessario, la Svizzera sarebbe meno in grado di neutralizzare più delle proprie emissioni nazionali a livello globale. Tuttavia, poiché l’emissione di gas serra nell’atmosfera attualmente è praticamente gratuita, ad oggi non ci sono incentivi economici per sottrarre CO2 dall’atmosfera. Di conseguenza, in mancanza di un sostegno politico determinato, le NET non saranno rese disponibili abbastanza in fretta da poter sortire il significativo effetto desiderato sul bilancio della CO2 in Svizzera. 

Misura 7.1: Finanziamento delle emissioni negative attraverso l’imposizione di prezzi sui gas serra

Dal 2030 in avanti, solo le emissioni di gas serra effettivamente compensate dalle tecnologie a emissioni negative (NET) saranno permesse. Per assicurare che le NET siano disponibili ad un costo accessibile nel 2030, una porzione più significativa di anno in anno della tassa sulla CO2 deve da ora in poi essere utilizzata per progetti di sviluppo delle NET e per il finanziamento delle start-up. In questo modo, gli impianti devono essere prodotti industrialmente e diventare più convenienti. L’obiettivo è arrivare sotto i 200 Fr./t. Oltre a quella sulla CO2, anche la tassa sui biglietti aerei può essere convertita in finanziamenti per start-up.

Assumption: NET costs 200 Fr./t in 2030 (mean value of the assumptions of Fuss et al. 2018)

Goal: a socially and economically acceptable way that all greenhouse gas emissions are either avoided or compensated in real terms via NETs in 2030 - i.e. net zero is reached in 2030. From 2030 onwards, only greenhouse gas emissions compensated in real terms by NETs are allowed. To ensure that NETs are available at affordable costs in 2030, an annually increasing portion of the CO2 tax must flow into NET projects as start-up financing from now on. In this way, the plants are manufactured industrially and become more cost-effective - the goal is to achieve costs below 200 Fr./t. In addition to the CO2 tax, the air ticket tax is also suitable as start-up financing.

  • Initially for example 5% of the increasing CO2 tax of CHF 120 starting 2021 and CHF 525/t CO2 by 2030 must be used for the real compensation of emissions with NETs, the rest is redistributed per capita. The proportion that flows into NETs is increased by 5% each year. It can be assumed that by then the price of NETs will have fallen to 200 Fr./t and thus with the CO2 tax all emissions can be removed from the air in real terms (net zero).
  • The path of the slowly increasing NETs share in the subsidy levy is socially and economically compatible: CO2 emissions will decrease sharply, thereby stabilizing per capita spending on NETs at a low level.

Further remarks:

  • The CO2 levy might not lead to a sufficiently strong reduction in emissions - therefore it is important that DACCS is reserved for emissions that are difficult to avoid and that easily substitutable applications such as combustion engines, oil and gas heating systems etc. are banned. To achieve net zero only through prices would require enormously high CO2 taxes.
  • The tax is called CO2 tax - but it should apply to all greenhouse gas emissions - simply converted to CO2eq
  • This tax requires a border tax adjustment to protect the domestic industry from competitors who do not have a comparable CO2 tax.
  • If the price of NETs continues to fall after 2030, CO2 emitters can use NETs to buy themselves free from the CO2 tax - the government tax of 200 Fr./t is therefore the upper limit.
  • A sensible distribution key between the different NETs has to be elaborated.
  • However, only negative emission technologies are allowed, where a storage of CO2 of >90% over at least 100 years can be expected to be as good as certain (virtually certain). This excludes compensation methods that only simulate artificial CO2 compensation, such as forestation or protection against deforestation.
  • Investments must also be made in technologies that are not the cheapest from the outset, but have the potential to store large quantities of CO2 and become attractively priced (start-up financing).

 

Misura 7.2: Obbligo di compensare le emissioni di beni importati

La Svizzera neutralizza le sue emissioni di gas serra basate sul consumo. Le emissioni risultanti da produzione e utilizzo di beni ed energia importati in Svizzera devono essere compensate negativamente all’1% nel 2022. La quota di emissioni totali per le quali devono essere assicurate emissioni negative aumentano al 2% nel 2023, 4% nel 2024, 8% nel 2025, 16% nel 2026, 32% nel 2027, 64% nel 2028, 85% nel 2029 e si attesta al 100% a partire dal 2030, sul modello della curva di apprendimento. Gli importatori pagano i fornitori per rimuovere la percentuale di CO2 dall’atmosfera e immagazzinarla a lungo termine.

Switzerland neutralizes its consumption based GHG emissions. The emissions from the production and utilization of all imported goods/energy carriers into Switzerland must be negatively compensated by 1% in 2022. The fraction of total emissions for which negative emissions have to be bought increases to 2% in 2023, 4% in 2024, 8% in 2025, 16% in 2026, 32% in 2027, 64% in 2028, 85% in 2029 and remains at 100% in/after 2030, thereby mimicking a learning curve. The importers pay providers to remove this percentage of CO2 out of the atmosphere and store it for the long term. This creates a market that sets a real CO2 price and reduces the demand for GHG intensive goods and services. It also ensures that CO2 will be offset in the long term and that net zero will be reached in 2030, which is in line with the 2015 Paris Agreement. An economic incentive is also created to either mitigate, or not to mitigate and, in turn, pay for the disposal of the resulting emissions. Purchases of negative emissions are possible in Switzerland or abroad and can be credited in an equivalent manner. Independently of the storage location, only negative emission technologies are permitted in which CO2 storage of more than 90% for at least 100 years is expected to be virtually certain. This excludes simple afforestation or forest preservation, well established methods to artificially offset CO2 in 2020. Methane and nitrous oxide emissions have to be compensated with negative CO2 emissions, with an identical annual increase in percentage. The amount of CO2 to compensate is calculated using CO2 equivalents (e.g. 1 t methane emitted = 34 t CO2 to be negatively compensated, 1t nitrous oxide = 298 t CO2). A product specific cross-border adjustment should be introduced for imports and exports of greenhouse gas intensive products. It would be paid at importing from and received at exporting to countries with less strict CO2 policies.

Misura 7.3: Sussidi alle NET attraverso un’imposta generale sui gas a effetto serra rimborsata

Questa politica garantisce alle aziende o ai privati un sussidio per ogni tonnellata di CO2 della quale si possa dimostrare l’estrazione dall’atmosfera nel corso di un determinato periodo. Il sussidio per ogni tonnellata di CO2 estratta viene gradualmente ridotto con l’aumentare dell’utilizzo di NET in Svizzera. Il sussidio per ogni tonnellata di CO2 rimossa è specifico per la NET utilizzata. Il livello di compensazione applicato ad ogni NET è determinato a seconda del portfolio di NET al quale la Svizzera punta dopo la decarbonizzazione.

In order to attract investments into NET-technologies, investors need security of investment. This policy guarantees companies or privates a fixed subsidy for each ton of CO2 verifiably removed from the atmosphere over a predetermined period of time. The subsidy per ton of removed CO2 is gradually reduced as Switzerland’s NET capacity is scaled up. During the scale up the costs per ton of removed CO2 decreases steadily over time and approaches the level of the implemented steering tax at some point in the future. 

The subsidy per ton of CO2 removed is specific to the NET involved. The level of compensation applied to each NET is determined by the NETs portfolio Switzerland aims for post-decarbonization. The composition of that portfolio requires a comprehensive analysis of benefits and risks of constituent NETs, including potential scalability, cost, side-effects and so on.

With this approach, a clear incentive towards a technology portfolio of choice could be provided, avoiding long-term costs resulting from lock-in effects arising from the scale-up of inappropriate NETs due to short-term business considerations. This extends the incentive structure not merely away from fossil fuels (arising from a greenhouse gas levy), but towards a desired end state. It would also reduce one of the main impediments for the flow of capital into novel technological endeavors: investor risk aversion. By guaranteeing compensation, the fat-tail of losses in the return on investment distribution are curtailed. Thus, with downsides managed, investors can focus on potential upsides, which will increase investment. Third, the approach can be naturally combined with any greenhouse gas levy laid out above. The financing of the subsidies can be implemented flexibly.