2. CATTURA, STOCCAGGIO E RIUTILIZZO DELLA CO2

I processi industriali, le centrali termoelettriche e la deforestazione oltre ad altri, hanno portato a un aumento incessante delle emissioni di gas serra (GHG) \citep{Belgiorno_2013,Naddeo_2013,Prado_2017,Nikolaou_2008}. La CO2 presente in atmosfera, infatti, ha raggiunto un livello allarmante con previsione di un ulteriore crescita \citep{Yadav_2015}.Diverse opzioni potrebbero aiutare a raggiungere l’obiettivo di mitigazione dei cambiamenti climatici, tra cui la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) e la cattura e utilizzo del carbonio (CCU) \citep{Cu_llar_Franca_2015}, che permettono di catturare le emissioni puntuali di CO2 limitandone il rilascio nell'atmosfera. La differenza tra CCS e CCU consiste nella destinazione finale della CO2 catturata, infatti con la CCS, viene trasferita in un sito adatto e sicuro per l'archiviazione a lungo termine, mentre con CCU, viene convertita in prodotti commerciali. Tra le opzioni di cattura della CO2 troviamo la fissazione mediante microalghe, considerata un applicazione di CCU piuttosto che di CCS, poiché le microalghe non vengono coltivate semplicemente per catturare CO2, ma soprattutto per la possibilità di essere trasformate in bioprodotti come biocombustibili \citep{Cu_llar_Franca_2015}.  Le microalghe rappresentano una promettente fonte di produzione di energia sostenibile, che è particolarmente importante nel contesto odierno in cui i combustibili fossili si stanno esaurendo rapidamente. Rispetto ai metodi di CCS, le microalghe comportano molti vantaggi, come: un alto tasso di fotosintesi, un rapido tasso di crescita, un’alta compatibilità ambiente e minori costi di applicazione.
Le alghe sono organismi fotoautotrofi, che a partire da CO2 ed energia solale, producono \citep{Zhao_2014}:
Le variazioni di dimensione nelle specie di alghe sono davvero sorprendenti e le distinguiamo in due principali categorie: macroalghe e microalghe. Diversi ceppi di alghe possono prosperare in acqua dolce o salata e sono in grado di sopravvivere in condizioni differenti di temperatura, pH, torbidità, concentrazioni di O2 e CO2 ecc.). Le microalghe sono caratterizzate da varia quantità e tipologia di pigmenti fotosintetici (soprattutto clorofilla e carotenoidi) che ne permette una distinzione in: cianobatteri blu-verdi (Cyanophyta) per la presenza di ficocianina, alghe rosse (Rhodophyta) per la ficoeritrina, le verdi (Chlorophyta) per la clorofilla a & b, le brune (Phaeophyceae) e Bacillariophyta/diatomee per le xantofille (come fucoxantine) e caroteni \citep{Cheah_2015}. Tra i principali parametri monitorati per controllare e migliorare la crescita algale vi è la temperatura. La maggior parte sono organismi mesofili, con un ottimo di crescita nell’intervallo compreso tra 20°C e 30°C, altre si sono adattate alle basse temperature, con un metabolismo attivo e crescita fra 0°C e 12°C e sono definite psicrofile mentre quelle capaci di svilupparsi ad elevati valori di temperatura, fra i 35°C ed i 60°C sono dette termofile \citep{Rooke_2010}. In generale, i sistemi di coltivazione delle alghe sono suddivisi in due macrocategorie principali: sistemi aperti o sistemi chiusi (fotobioreattore)\citep{McGinn_2011}.