Limenet si inserisce in un mercato che è in rapida trasformazione. Tra gli scenari più probabili, Limenet prevede l’uso di CO₂ di origine industriale proveniente da player che abbiano la necessità di ridurre le loro emissioni oppure la partnership con player DAC (Direct Air Capture). Il prodotto di Limenet è focalizzato sulla produzione di idrossido di calcio decarbonizzato che può essere utilizzato sia per lo stoccaggio della CO₂ da fonti esterne sia per la cattura e la stoccaggio di CO₂ da flue gas o dall’atmosfera.

Il modello di business attuale, con un mercato del tutto acerbo, prevede la gestione degli impianti (capital intensive) per la produzione di idrossido di calcio decarbonizzato. Lo stesso idrossido di calcio potrà essere utilizzato in differenti modi per realizzare emissioni negative o il solo stoccaggio di CO₂. Con l’aumento del livello di maturità del mercato si apriranno altre opportunità e si valuteranno altri modelli.

Entrambe le tecnologie partono dalla stessa materia prima: il carbonato di calcio. Questo, una volta trasformato in idrossido di calcio viene utilizzato per realizzare bicarbonati di calcio come soluzione per rimuovere la CO₂.  Tuttavia le differenze tra i due metodi sono molte: Il Liming prevede lo spargimento di idrossido di calcio decarbonizzato dietro la scia di una nave. Il miscelamento dato dalle turbolenze della nave facilitano all’idrossido lo scambio della CO₂ con la superficie dell’oceano permettendo la formazione di bicarbonati di calcio. Limenet prevede invece l’introduzione controllata di un flusso di CO₂ all’interno di reattori con acqua di mare e idrossido di calcio. La soluzione alcalina, con al suo interno la CO₂ stoccata in forma di bicarbonati, viene misurata e successivamente dispersa in mare. Nella seguente tabella possiamo vedere le caratteristiche e differenze tra i due metodi:

	Liming	Limenet
Metodo	Dispersione idrossido di calcio nella scia di una nave	Introduzione CO₂, idrossido di calcio ed acqua marina in dei reattori dove avviene la trasformazione in bicarbonati di calcio in modo controllato
Monitoraggio	N/A	Monitoraggio industriale con sensori di pH, Turbidità, alcalinità e TIC
Efficienza di processo	70%	95%
Efficienza chimica	70%	95%
Stabilità chimica	10.000 – 100.000 anni	10.000 – 100.000 anni
pH	10-12	8.15 – non vi è alterazione del pH marino
Precipitazione secondaria	Assente se la soluzione si diluisce velocemente sotto omega 5	Assente
Precipitazione biotica	Presente poiché l’aggiunta di alcalinità è nella zona fotica	Dipende dalla profondità del punto di scarico. Se sotto la zona fotica è assente
Scambio di CO₂ con l’atmosfera	Ancora incerto	Non necessario poiché la soluzione alcalina è già equilibrata con l’atmosfera

I bicarbonati vengono definiti in letteratura come soluzione che ha il potenziale di contrastare l’acidificazione del mare. Tuttavia, per realizzare i bicarbonati ci sono differenti metodologie. Tra le più famose vi sono il Liming, chiamato anche OAE (ocean Alkalinity Enhancement), EWL (Enhanced Weathering of Limestone), EWO (Enhanced Weathering of Olivine). Queste soluzioni hanno però alcuni drawback come il fatto di variare localmente il pH marino, potenzialmente danneggiando il biota. Ci sono diverse ricerche a riguardo che studiano l’effetto sul biota marino di OAE come una ricerca condotta dal Politecnico di Milano ed EULA (in fase di pubblicaazione), una ricerca condotta dall’istituto GEOMAR e molte altre. La soluzione di Limenet tuttavia è differente. Si introduce nel mare una soluzione con maggiore alcalinità ma con lo stesso pH marino. Questa soluzione viene chiamata internamente BOAE (Buffered Ocean Alkalinity Enhancement). Le ricerche che studiano il solo comportamento del biota marino a diverse alcalinità ma con lo stesso pH sono poche.  Tra le più rilevanti possiamo trovare:

• Ecosystem impacts of Ocean Alkalization in an oligotrophic marine plankton community: A mesocosm study. Pelagic mesocosms were deployed in Taliarte (Gran Canaria), enclosing 8 m³ of oligotrophic coastal waters with their associated natural plankton community. Nine OAE addition scenarios were simulated, increasing alkalinity (TA) in steps of 300 µeq/L from ambient levels up to its doubling, using a mixture of sodium carbonate and bicarbonate. 33-day experiment. Here, only 4 out of the over 30 different stability, food quantity and quality proxies were significantly affected by enhanced TA. Out of these, two were interpreted as negative impacts: a shorter-term halving in small copepod production, coinciding with a halving in copepod nauplii biomass, with a doubling in TA. These responses could be partly explained by the halving in large microplankton, an assumed preferred food source for copepods, detected right after treatment. However, none of these were sustained until the end of the experiment, thus suggesting no longer-term consequences. All in all, this study provides evidence for a low impact risk of enhanced TA on zooplankton, and ultimately the ES of food production. These findings set a promising stage towards the safe implementation of CO₂-equilibrated OAE in oligotrophic coastal waters. https://doi.org/10.5194/egusphere-egu23-15436 

• Assessing the influence of ocean alkalinity enhancement on a coastal phytoplankton community. Altogether, the inadvertent effects of increased alkalinity on the coastal phytoplankton communities appear to be rather limited relative to the enormous climatic benefit of increasing the inorganic carbon sink of seawater by 21 %. We note, however, that more detailed and widespread investigations of plankton community responses to OAE are required to confirm or dismiss this first impression. https://doi.org/10.5194/bg-19-5375-2022
• Potential ecotoxicological effects of elevated bicarbonate ion concentrations on marine organisms. Recently, a novel method for carbon capture and storage has been proposed, which converts gaseous CO₂ into aqueous bicarbonate ions (HCO3¯), allowing it to be deposited into the ocean. This alkalinization method could be used to dispose large amounts of CO₂ without acidifying seawater pH, but there is no information on the potential adverse effects of consequently elevated HCO3¯ concentrations on marine organisms. In this study, we evaluated the ecotoxicological effects of elevated concentrations of dissolved inorganic carbon (DIC) (max 193 mM) on 10 marine organisms. We found species-specific ecotoxicological effects of elevated DIC on marine organisms, with EC50-DIC (causing 50% inhibition) of 11 -85 mM. The tentative criteria for protecting 80% of individuals of marine organisms are suggested to be pH 7.8 and 11mM DIC, based on acidification data previously documented and alkalinization data newly obtained from this study. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.05.057

In conclusione, i benefici per il biota marino generati dalla soluzione proposta da Limenet devono essere ulteriormente approfonditi. Tuttavia, visti gli studi preliminari presenti in letteratura, i presupposti sono molto promettenti.

La letteratura scientifica è concorde con il definire i bicarbonati di calcio come stabili per un tempo compreso tra 10.000 e i 100.000 anni.  Letteratura scientifica a riguardo:

• Accelerating carbonate dissolution to sequester carbon dioxide in the ocean: Geochemical implications https://doi.org/10.1029/1999GL002364
• Assessing ocean alkalinity for carbon sequestration https://doi.org/10.1002/2016RG000533
• Ocean Alkalinity Enhancement – Avoiding runaway CaCO₃: precipitation during quick and hydrated lime dissolution https://doi.org/10.5194/bg-2021-330
• Buffered accelerated weathering of limestone for storing CO₂: Chemical background https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2021.103517 
• Stability of alkalinity in Ocean Alkalinity Enhancement (OAE): approaches – consequences for durability of CO₂ storage https://doi.org/10.5194/bg-2022-126

Società broker a riguardo:

• CDR Verification Framework https://carbonplan.org/research/cdr-verification/ocean-alkalinity-enhancement-mineral 

La valutazione del ciclo di vita (LCA  – Life Cycle Assessment) è una metodologia di analisi utilizzata per quantificare gli impatti ambientali associati a un prodotto, servizio o processo, lungo tutto il suo ciclo di vita, dallo sviluppo delle materie prime, alla produzione, al trasporto, all’utilizzo e alla fine della vita del prodotto o servizio. L’obiettivo principale dell’LCA è quello di valutare l’impatto ambientale dell’intero ciclo di vita di un prodotto o servizio, considerando tutti gli input e gli output del sistema, e di identificare i punti critici in cui è possibile intervenire per ridurre gli impatti ambientali. Limenet ha realizzato un’analisi preliminare dell’LCA della sua tecnologia facendo differenti casi studio. Questa analisi è stata fatta in collaborazione col dipartimento DICA del Politecnico di Milano. Da questa analisi è emerso che la LCA, utilizzando energia elettrica rinnovabile, si ritrova tra il 6% ed il 10% (la differenza dipende da diversi fattori). Questo significa che quando LIMENET rimuove 100kg di CO₂ lorda, sta rimuovendo tra i 90 e i 94 kg di CO₂ netta. Per visualizzare la LCA clicca qui.

Secondo l’IPCC si riuscirà a ridurre le emissioni di CO₂ elettrificando i processi industriali e non, passando da circa 40 miliardi di tonnellate di CO₂ emesse a livello globale nel 2022 a circa 8 miliardi emesse nel 2050. Queste ultime sono emissioni “hard to abate” ovvero che non posso essere evitate. Si pensi per esempio ai trasporti pesanti, all’aviazione, alle industrie metallurgiche e chimiche.  Per avere una economia carbon neutral, quindi, si dovrà prevedere che queste 8 miliardi di tonnellate anno di CO₂ vengano catturate e stoccate in qualche modo. La soluzione proposta da Limenet va ad aggredire queste emissioni “hard to abate”. Considerazioni:

• Dal punto di vista operativo, l’energia elettrica dovrà essere utilizzata prima per efficientare i processi industriali e ridurne le emissioni, in secondo luogo a catturare e stoccare la CO₂ dall’atmosfera.
• Attualmente, in diverse parti del mondo vi sono località con surplus energetico. A causa della irregolarità temporale delle rinnovabi o della loro alta presenza in determinati territori, si trovano periodi dell’anno in cui l’energia elettrica è un surplus. Questa energia, se non utilizzata o stoccata verrebbe persa. Limenet è una di quelle tecnologie che potrà utilizzarla per stoccare la CO₂. 

Il carbonato di calcio proviene da giacimenti geologici di calcite, dolomite, aragonite. La crosta terrestre è composta da circa il 7% di carbonato di calcio (vedi). La quantità di carbonato di calcio nel mondo è sufficiente per risolvere diverse volte il problema del riscaldamento globale (vedi). Nel breve termine il carbonato di calcio verrà acquistato da società estrattive, rispettando le policy ambientali di Limenet. Figure 1 – Disponibilità carbonato di calcio.

Al mondo esistono, purtroppo, ancora poche tecnologie di cattura e stoccaggio di CO₂. Le società pioniere sono: Climeworks, Carbon Engineering, Svante, Carbfix, Heirloom, Verdox, Seabound, Paebbl, Vesta, Carbon direct, 8 rivers, Carbyon, planetary, Sustera, Captura e poche altre. Queste società, nel 2022, hanno catturato e stoccato circa tra le 20 e le 40 mila tonnellate di CO₂ (per evidenziare le dimensioni del mercato ricordiamo che l’IPCC prevede che da oggi al 2050 si debbano catturare e stoccare dall’atmosfera in media 8-10 miliardi di tonnellate di CO₂ /anno) Ogni società con la sua tecnologia deve impegnarsi per scalare la propria metodologia a un livello industriale tale da poter rimuovere una quantità di CO₂ considerevole. La soluzione che propone Limenet utilizza e sfrutta i bicarbonati di calcio in mare come binding di CO₂. Questa sua unicità permette:

• utilizzo di una sostanza alcalina per andare ad equilibrare la CO₂ prima che la sostanza alcalina entri nel mare
• introduzione nel mare di una sostanza allo stesso pH del mare

Con questa tecnologia vogliamo contribuire alla lotta contro il riscaldamento globale e l’acidificazione degli oceani.

Viste le complessità industriali, chimiche, tecnologiche e reportistiche della tecnologia Limenet di carbon capture and storage, si è deciso che, per dare massima qualità di monitoraggio e reporting fosse necessario realizzare un protocollo di monitoraggio, reportistica e verifica chiamato MRV (Monitoring Reporting & Verification). Questo protocollo, rifacendosi alla norma ISO 14064 Parte 2, va a rendicontare l’addizionalità del progetto e la sua effettiva rimozione di CO₂ (misurata direttamente, industrialmente).  In Limenet abbiamo iniziato la strada di realizzazione del nostro MRV con il supporto di società di consulenza, Egenia s.r.l. Successivamente verrà verificato da una società terza. Il processo di verifica del MRV avverrà sul primo impianto TRL7.

Limenet ha deciso di implementare un sistema di tracciamneto delle emissioni negative di CO₂ tramite la blockchain. L’obiettivo di questa scelta è dare massima trasparenza al cliente sul certificato di carbonio acquistato da Limenet. Attualmente la blockchain viene utilizzata da altre società come registry decentralizzato di informazioni riguardanti l’acquisto o vendita di crediti di CO₂. In Limenet abbiamo realizzato un sistema di tracciamento della filiera produttiva dell’idrossido decarbonizzato e successivamente della CO₂ stoccata. Se la CO₂ proviene dall’aria o è una CO₂ biogenica (biogas), si parla di emissioni negative. Per esempio, partendo da un batch di carbonato di calcio e di CO₂ biogenica, si traccia la sua trasformazione in idrossido di calcio decarbonizzato e poi di in emissioni negative di CO₂. Questa, una volta certificata, diventa un NFT con al suo interno tutte le informazioni industriali relative alla sua realizzazione. Il cliente che acquista l’NFT potrà verificare sulla blockchain tutte le informazioni relative alla sua emissione negativa di CO₂: che materia prima è stata prodotta, dove è stata processata, quanta energia elettrica ha utilizzato e così via.  Il valore aggiunto finale è dare al cliente maggiori informazioni sul certificato negativo di CO₂. Non solo saprà che il certificato è verificato da una terza parte ma avrà anche informazioni dettagliate su come è stato realizzato.