Cina, upcycling di CO₂ in proteine per mangimi

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Dario Dongo
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La conversione della CO₂ industriale in proteine unicellulari offre una via promettente, in Cina, per la produzione di proteine per mangimi sostenibili. Sviluppi recenti – incluse autorizzazioni, progetti pilota estesi a livello industriale, innovazioni biotecnologiche avanzate e impegni climatici nazionali rafforzati – sottolineano il crescente slancio industriale e il sostegno politico di questa innovazione.

Il presente articolo analizza i percorsi tecnologici, gli impatti ambientali ed economici, le sfide attuali e le strategie che possono guidare la transizione verso sistemi alimentari basati sull’economia circolare e a ridotte emissioni di carbonio. In una prospettiva di diplomazia scientifica e cooperazione internazionale, che si considerano imprescindibili per raggiungere gli obiettivi climatici, di food security e sostenibilità agroalimentare.

Introduzione

La Cina rappresenta approssimativamente il 12% delle emissioni globali di gas serra in agricoltura, con allevamento e acquacoltura quali principali contributori. Il Paese affronta una critica carenza di proteine, con un consumo di circa 70 milioni di tonnellate di proteine per mangimi nel 2024 che esprime una dipendenza dalle importazioni superiore all’80% (China Daily, 2025; Xinhua, 2025).

Sotto la crescente pressione di rispettare i propri impegni climatici – inclusi gli obiettivi di riduzione dell’intensità carbonica per il 2025 e la neutralità carbonica entro il 2060 – la Cina sta combinando la tecnologia di cattura e utilizzo del carbonio con la biotecnologia, per affrontare la crescente domanda di proteine e trasformare la CO₂ da passività ambientale a risorsa strategica.

Percorsi tecnologici

Tecnologia di fermentazione a gas

Il metodo primario per l’upcycling di CO₂ si basa sulla fermentazione a gas, utilizzando specie come il Clostridium autoethanogenum per convertire il monossido di carbonio (CO) e la CO₂ in biomassa ricca di proteine:

  • Beijing Shougang LanzaTech ha ottenuto un primato mondiale nel 2021, stabilendo una produzione su scala industriale con una capacità di 10.000 tonnellate/anno, raggiungendo fino all’85% di efficienza di conversione proteica con un tasso di sintesi di 22 secondi (China Daily, 2021; Feed Strategy, 2021);
  • la tecnologia utilizza gas di scarico industriale contenente CO, CO₂ e ammoniaca come materie prime principali, producendo un contenuto proteico doppio rispetto alla farina di soia.

Recenti ricerche cinesi hanno altresì dimostrato una scoperta parallela nell’upcycling di CO₂ convertendo anidride carbonica e idrogeno in amido attraverso un processo chemo-enzimatico ibrido in undici fasi, offrendo ulteriore validazione della CO₂ come materia prima idonea a produrre macronutrienti essenziali (Cai et al., 2021).

Sistemi a doppio reattore

I ricercatori cinesi hanno sviluppato un innovativo sistema a doppio reattore che integra processi anaerobici e aerobici:

  • nella prima fase, l’elettrosintesi microbica (MES) converte la CO₂ in acetato, che poi alimenta batteri aerobici del genere Alcaligenes per produrre Single-Cell Proteins (SCP);
  • questo sistema produce 17,4 g/L di peso secco cellulare con un’impressionante concentrazione proteica del 74% – superando significativamente fonti proteiche convenzionali come farina di pesce e soia (Interesting Engineering, 2025; Yahoo News, 2025).

Biotecnologia basata su lieviti

In uno sviluppo storico, il Ministero dell’Agricoltura e degli Affari Rurali (MARA) della Cina ha approvato la proteina di lievito Yarrowia lipolytica come nuovo materiale per mangimi nel luglio 2025:

  • sviluppata dalla GTLB con sede a Pechino, questa tecnologia di bio-fermentazione cattura CO₂ dalle industrie chimiche del carbone, dalla lavorazione del gas naturale e dalla siderurgia, convertendola in proteine di lievito ad alto valore con un’efficienza produttiva migliaia di volte superiore ai metodi agricoli tradizionali;
  • un impianto di 10 ettari può produrre 100.000 tonnellate annue, che equivalgono alle proteine di soia ottenute da 40.000 ettari di terreno agricolo (China Daily, 2025; People’s Daily Online, 2025; TV BRICS, 2025).

Progetti su scala industriale e commercializzazione

Il settore cinese di upcycling della CO₂ in proteine è entrato nella fase di sviluppo industriale e distribuzione commerciale:

  • Shougang LanzaTech, ora in fase di quotazione alla Borsa di Hong Kong, ha stabilito quattro principali basi produttive in tutta la Cina, inclusi i primi impianti di fermentazione industriale al mondo per gas di scarico industriale di acciaierie e ferroleghe:
  • l’azienda pianifica di sviluppare la produzione di carburante sostenibile per l’aviazione con l’inizio della costruzione dell’impianto in Cina nord-occidentale nel 2025, puntando a 50.000 tonnellate di capacità annua entro il 2026 (Futu News, 2025);
  • la produzione di 10 milioni di tonnellate di proteine da Clostridium potrebbe sostituire 28 milioni di tonnellate di soia importata riducendo al contempo 250 milioni di tonnellate di emissioni di CO₂ – un contributo significativo sia alla food security che agli obiettivi climatici (China Daily, 2021; ECNS, 2021).

Impatti ambientali ed economici

Benefici di mitigazione climatica

I sistemi di proteine unicellulari (SCP) basati sull’upcycling di CO₂ dimostrano sostanziali benefici climatici. Le emissioni della Cina sono diminuite dell’1,6% su base annua nel primo trimestre del 2025 e dell’1% nei dodici mesi precedenti. Le emissioni del settore energetico, in particolare, hanno registrato una riduzione del 2% su base annua nei dodici mesi fino a marzo 2025 (Carbon Brief, 2025a).

Questo cambiamento storico – dove la crescita dell’energia pulita ha guidato la riduzione delle emissioni nonostante l’aumento della domanda energetica – crea condizioni favorevoli per industrie a economia circolare del carbonio.

Impronta carbonica dell’avicoltura

La ricerca indica che il pollame (incluso l’anatra) ha un’intensità carbonica relativamente bassa tra i prodotti a base di carne, con la carne d’anatra che mostra approssimativamente 2,07 kg CO₂eq/kg (Shrink That Footprint, 2023).

L’integrazione delle proteine derivate da CO₂ potrebbe ridurre ulteriormente queste emissioni, particolarmente poiché il settore zootecnico della Cina ha contribuito al fatto che il Paese sia responsabile del 30% delle emissioni globali di GHG nel 2023 (Sustainability Magazine, 2025).

Quadro politico e allineamento strategico

Sistema di gestione dell’impronta carbonica

Il 2 gennaio 2025, il Ministero dell’Ecologia e dell’Ambiente della Repubblica Popolare Cinese (MEE), insieme ad altri ministeri competenti, ha emesso le Linee Guida per la Preparazione degli Standard di Contabilità dell’Impronta Carbonica dei Prodotti, stabilendo un quadro unificato per la contabilità del carbonio (Cooperazione Cina-Germania sui Cambiamenti Climatici, 2025a).

Nel gennaio 2025, il MEE ha pubblicato il rapporto sull’impronta carbonica dell’elettricità nazionale per il 2023, riflettendo un’intensità carbonica media di 0,6205 kg CO₂e/kWh, fornendo dati di base essenziali per calcolare le impronte carboniche dei prodotti (Cooperazione Cina-Germania sui Cambiamenti Climatici, 2025b).

Impegni climatici nazionali

Nell’aprile 2025, il Presidente Xi Jinping ha annunciato che la Cina avrebbe fissato nuovi obiettivi di riduzione delle emissioni entro il 2035, ‘coprendo l’intera economia, inclusi tutti i gas serra’, prima del vertice COP30 di novembre (Climate Change News, 2025).

Questo approccio comprensivo rappresenta il primo piano climatico per tutti i settori e tutti i gas della Cina, segnalando un impegno politico senza precedenti alla riduzione del carbonio.

Sfide e direzioni future

Barriere tecniche ed economiche

La fattibilità economica delle Single-Cell Protein (SCP) derivate da CO₂ rimane limitata dagli alti costi dell’idrogeno rinnovabile e dall’infrastruttura di fermentazione ad alta intensità di capitale.

Mentre i costi di produzione stanno diminuendo, raggiungere la parità di prezzo con le fonti proteiche convenzionali richiede continua ottimizzazione tecnologica ed economie di scala.

Sviluppo normativo

Gli standard di sicurezza dei mangimi per le proteine derivate da CO₂ sono ancora in evoluzione. La recente approvazione della proteina di lievito Yarrowia lipolytica segna un importante progresso, ed è logico attendere sviluppi normativi che coprano anche altri tipi di SCP per garantire la fiducia del mercato e la sicurezza alimentare.

Imperativi di scala

La Cina può produrre ogni anno almeno 1,2 trilioni di metri cubi di gas di scarico industriale ricco di CO. Il suo utilizzo completo attraverso la fermentazione biologica potrebbe produrre ogni anno 10 milioni di tonnellate di proteine microbiche, trasformando fondamentalmente il panorama dell’approvvigionamento proteico (Carbon Monoxide Becoming New Source of Protein, 2021).

Conclusioni provvisorie

Le tecnologie cinesi di upcycling della CO₂ in proteine per mangimi sono passate dalla fase pilota alla fase iniziale di distribuzione industriale, con il supporto di autorizzazioni governative, benefici ambientali dimostrati e quadri politici rafforzati. L’approvazione di luglio 2025 della proteina da CO₂ basata su lieviti e lo sviluppo di sistemi a doppio reattore ad alta efficienza segnano progressi cruciali.

Questi sviluppi – combinati con gli impegni climatici comprensivi del Presidente Xi e l’istituzione di standard nazionali per l’impronta carbonica – posizionano le proteine derivate da CO₂ come elemento cardine della strategia di neutralità carbonica della Cina.

Il successo dipenderà dalla continua innovazione tecnologica, riduzione dei costi attraverso economie di scala e integrazione con i mercati dei crediti di carbonio. Mentre la Cina si avvicina alla COP30 con nuove ambizioni climatiche, le tecnologie di upcycling della CO₂ in proteine offrono un modello convincente per trasformare le emissioni industriali in sistemi alimentari sostenibili. Una convergenza critica tra azione climatica e imperativi di food security.

Strategia proteica UE e iniziative parallele di upcycling CO₂

L’impegno dell’Unione Europea verso le tecnologie di upcycling della CO₂ in proteine dimostra a sua volta il potenziale di una convergenza globale con l’approccio della Cina. Nell’ottobre 2023, il Parlamento Europeo ha adottato una risoluzione sulla Strategia Proteica Europea, enfatizzando la necessità di ridurre la forte dipendenza dell’UE dalle proteine importate e promuovere al contempo la produzione sostenibile di proteine sia vegetali che animali (Parlamento Europeo, 2023). La risoluzione identifica specificamente i prodotti di fermentazione e le proteine alternative come fonti praticabili all’interno di un quadro di economia circolare.

Questo allineamento strategico è rafforzato da sostanziose iniziative di ricerca finanziate dall’UE: il consorzio di Novo Nordisk Foundation e Bill & Melinda Gates Foundation ha investito 27 milioni di euro in un progetto rivoluzionario con Novozymes, Topsoe, Washington University e il CORC dell’Università di Aarhus per convertire CO₂ in acetato per la produzione di proteine, potenzialmente utili a nutrire 1 miliardo di persone annualmente (Novo Nordisk Fonden, 2023; Europabio, 2024).

Il programma Horizon Europe dell’UE ha allocato 25 milioni di euro alla ricerca su proteine coltivate e fermentate nel 2022 (Good Food Institute Europe, 2022), mentre il Consiglio Europeo dell’Innovazione ha sostenuto il progetto Hydrocow di Solar Foods per produrre proteine casearie da CO₂ ed elettricità (Solar Foods, 2024). Il progetto PROTON di Deep Branch, finanziato sotto Horizon 2020, dimostra la conversione CO₂-proteine su scala industriale raggiungendo il 70% di contenuto proteico (CORDIS, 2020; Horizon Magazine, 2022).

Questi sviluppi paralleli – insieme alle scoperte normative e alle distribuzioni industriali della Cina – segnalano un cambiamento globale critico ove l’upcycling di CO₂ trascende i confini regionali per diventare una pietra miliare delle strategie planetarie di sicurezza alimentare e mitigazione climatica. La convergenza dello slancio industriale orientale con l’innovazione di ricerca occidentale crea opportunità senza precedenti per il trasferimento tecnologico, joint venture e l’accelerazione dei sistemi proteici a ciclo di carbonio in tutto il mondo.

P.S.: l’upcycling di CO₂ come imperativo diplomatico

L’upcycling di CO₂ non è più soltanto una frontiera tecnologica, bensì una necessità geopolitica e un banco di prova per la diplomazia scientifica. Come dimostrato dai centri CCUS transfrontalieri (es. Northern Lights, Sinopec) e dalle iniziative di ricerca congiunte, le tecnologie di conversione del carbonio possono trascendere la competizione per costruire resilienza climatica condivisa. Perché questo potenziale si realizzi, tre pilastri sono essenziali:

  1. Collaborazione accademia-industria-politica. Promuovere quadri IP ad accesso aperto e modelli di co-investimento (es. Fondi Climatici UNFCCC) per ridurre i rischi legati all’espansione e democratizzare l’accesso;
  1. Infrastruttura diplomatica. Sfruttare i progetti CO₂ come strumenti di costruzione della fiducia, da incorporare in accordi bilaterali/multilaterali (es. tracce d’azione COP29) per allineare la giustizia climatica con la reciprocità economica;
  1. Gestione planetaria. Trattare ogni tonnellata di CO₂ convertita non solo come riduzione di emissioni, ma come valuta di cooperazione, trasformando i rifiuti in ponti tra nazioni.

Il percorso futuro richiede di riformulare l’innovazione carbonica: non come una corsa al dominio, ma come un progetto condiviso dell’ingegnosità umana. Lasciamo che l’upcycling di CO₂ diventi il modello per una nuova era di pace guidata dalla scienza.

#wasteless

Dario Dongo

Cover art copyright © 2025 Dario Dongo (AI-assisted creation)

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Dario Dongo, lawyer and journalist, PhD in international food law, founder of WIISE (FARE - GIFT - Food Times) and Égalité.

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