Il settore energetico riveste un ruolo preponderante negli inventari europei delle emissioni di CO2, in quanto responsabile della quota emissiva prevalente, pari a circa l’80% del totale rilevato. Il power-to-gas bioelettrochimico (BEP2G) è un processo di accumulo dell’energia elettrica nella forma di idrogeno e/o metano, a sostegno delle fonti rinnovabili non programmabili, protagoniste della transizione energetica. L’elettrometanogenesi è una tecnologia di power-to-gas innovativa, in cui la CO2 viene ridotta a metano per via bioelettrochimica, ad opera di microrganismi idrogenotrofi.

La tecnologia di elettrometanogenesi non può essere applicata convenientemente al recupero della CO2 dell’aria (troppo diluita) anche a causa della presenza di una concentrazione elevata di ossigeno, tossico per la flora microbica anaerobica responsabile del processo. Con un approccio innovativo, si è pertanto deciso di investigare emissioni di gas naturali ricche di CO2 e povere di ossigeno, quali quelle di origine geologica, diffusamente distribuite sul territorio italiano.

L’obiettivo della ricerca è di sviluppare e sperimentare un tipo particolare di elettrometanogenesi, alimentata da gas geologici, da applicare direttamente nei terreni impattati da emissioni naturali di CO2, utilizzando la microflora naturale presente nel suolo.

Lo scaling-up di questo tipo di biotecnologia, che può essere definita elettrometanogenesi geologica, potrà conseguentemente essere finalizzato al recupero delle aree dismesse che subiscono l’impatto dei gas geologici emessi naturalmente nell’atmosfera.
A questo fine, è stato selezionato il territorio toscano del monte Amiata e di Larderello, i cui impatti dovuti ai gas di origine geologica naturale sono noti dai tempi dello sfruttamento delle miniere boracifere e sono stati oggetto, anche recentemente, di studi approfonditi. Nel presente rapporto è riportata una rassegna dei principali metodi di rilevamento delle emissioni di CO2, con particolare riferimento alle tecniche geochimiche che saranno utilizzate per la caratterizzazione di siti selezionati del territorio toscano.

In particolare, viene presentato un nuovo tipo di sonda multiparametrica realizzata allo scopo specifico di caratterizzare, dal punto di vista chimico-fisico e microbiologico, il suolo impattato da emissioni di gas geotermici. Tale sonda è una versione integrata innovativa di un gruppo di sensori elettrochimici sperimentati singolarmente in campagne di misura pregresse.