22/06/2015 - Il carbone, una risorsa da rivalutare

"Il carbonecarbone
Il carbone è una roccia sedimentaria composta prevalentemente da carbonio, idrogeno e ossigeno. La sua origine, risalente a circa 300 milioni di anni fa, deriva dal deposito e dalla stratificazione di vegetali preistorici originariamente accumulatisi nelle paludi. Questo materiale organico nel corso delle ere geologiche ha subito delle trasformazioni chimico-fisiche sotto alte temperature e pressioni. Attraverso il lungo processo di carbonizzazione questo fossile può evolvere dallo stato di torba a quello di antracite, assumendo differenti caratteristiche che ne determinano il campo d'impiego.
I carboni di formazione relativamente più recente (ovvero di basso rango) sono caratterizzati da un'elevata umidità e da un minore contenuto di carbonio, quindi sono 'energeticamente' più poveri, mentre quelli di rango più elevato hanno al contrario umidità minore e maggiore contenuto di carbonio., una risorsa da rivalutare"

Il carbone può aiutare a sconfiggere la povertà e a garantire l’approvvigionamentoapprovvigionamento
Insieme di attività finalizzate al reperimento dei quantitativi materie prime necessarie allo svolgimento delle attività economico-produttive di un Paese consumatore. energetico per tutti. E con le Best Available Technologies, a ben guardare, è più ecologico dello shale gas. Luoghi comuni e realtà di una risorsa tutta da rivalutare, specie davanti ad uno scenario geopolitico che vede l’instabilità dei paesi produttori di gas.

Notizie Geopolitiche ne ha parlato con Andrea Clavarino, Presidente di Assocarboni.

Intervista a cura di Enrico Oliari

Parlare di energiaenergia
Fisicamente parlando, l'energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L'unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J) prodotta con carbone sembra di fare un salto nel passato: perché è importante non trascurare questa forma di combustibile per produrre energia?

“A livello mondiale, circa la metà dell’aumento dei consumi di energia nell’ultima decade è stata soddisfatta dal carbone: negli ultimi cento anni l’ammontare di energia prodotta da questa fonte è stata pari all’energia prodotta da nuclearenucleare
Forma di energia derivante dai processi che coinvolgono i nuclei atomici (fissione e fusione)., rinnovabili, olio combustibileolio combustibile
Frazione pesante derivante dalla raffinazione del petrolio greggio, che trova impiego prevalentemente come combustibile per l'industria, nelle centrali termoelettriche o come carburante per le navi. L'olio combustibile è classificato secondo la viscosità (oli fluidissimi, fluidi, semifluidi, densi) e secondo il contenuto di zolfo. e gas sommati insieme.
I vantaggi derivatiderivati
Prodotti finanziari il cui valore deriva dall'andamento del valore di una determinata attività (definita "sottostante del prodotto derivato"). I derivati vengono utilizzati principalmente con finalità di copertura dal rischio oppure con finalità di speculazione (intesa nel senso di esposizione ad un rischio per ricavare profitto). dall’utilizzo del carbone sono molteplici: sicurezza dell’approvvigionamento energetico, ampia disponibilità, competitività dei costi, intensità della mano d’opera, sicurezza nella movimentazione, trasporto, uso e compatibilità con l’ambiente grazie alla disponibilità di moderne tecnologie per l’ambientalizzazione degli impianti.
Come autorevolmente ha previsto l’International Energy Agency, il carbone continuerà per decenni a fornire una percentuale importante dell’energia primariaenergia primaria
Energia riferita direttamente al combustibile impiegato nelle centrali di produzione elettrica. È definita primaria perché deriva direttamente dallae caratteristiche della fonte, così come si trova in natura, senza trasformazioni in nessun'altra forma. e l’aumento principale dei consumi riguarderà in particolare i paesi non-Ocse”.

Lei indica il successo dell’impiego del carbone in Cina, grazie al quale è stato possibile nell’arco di 30 anni dare accesso all’elettricità al 99% degli abitanti del paese più popoloso della Terra. Eppure le metropoli cinesi si trovano notoriamente sotto una cappa di smog, con le polveri sottili che stanno attentando alla salute degli abitanti: non converrebbe alle autorità di Pechino puntare su altri combustibili come il gas o le risorse rinnovabili?

“In realtà, sono proprio i paesi in via di sviluppo a poter trarre i maggiori benefici dall’utilizzo del carbone, poiché è soprattutto in queste aree che aumenterà il bisogno di energia ed elettricità a costi contenuti. L’impiego delle moderne tecnologie è la migliore risposta per conciliare le necessità di industrializzazione e il rispetto dell’ambiente e della salute. I paesi industrializzati possono avere un ruolo chiave nel trasferimento delle tecnologie e nello specifico, vari accordi bilaterali tra Italia e Cina sono stati già siglati.
L’Eppsa, l’Associazione europea dei costruttori di centrali termoelettriche, ha stimato che se le Bat (Best Available Technologies) fossero estese alle oltre 3mila centrali a carbone poco efficienti in funzione nei paesi in via di sviluppo, si eliminerebbero 1,5 miliardi di tonnellate di CO2CO2
Gas inodore, incolore e non infiammabile, la cui molecola è formato da un atomo di carbonio legato a due atomi di ossigeno. È uno dei gas più abbondanti nell'atmosfera, fondamentale nei processi vitali delle piante e degli animali (fotosintesi e respirazione).
annue, pari a ben due volte e mezzo i 600 milioni di tonnellate che oggi vengono evitate grazie alle fonti rinnovabilifonti rinnovabili
Una risorsa è detta rinnovabile se, una volta utilizzata, è in grado di rigenerarsi attraverso un processo naturale in tempistiche paragonabili con le tempistiche di utilizzo da parte dell'uomo. Sono considerate quindi risorse rinnovabili:
- il sole
- il vento
- l'acqua
- la geotermia
- le biomasse, idroelettrica esclusa, ad un costo complessivo per sussidi stimato in $ 120 miliardi.

Specialmente negli Stati Uniti viene estratto il gas di scisto: perché, a ben guardare, non è più conveniente, sotto i profili dell’inquinamento e dei costi, dell’impiego del carbone?
Più studi di autorevoli centri di ricerca hanno dimostrato come, considerando l’intero ciclo di vita dei combustibili fossili, inclusa la fase di estrazione e post combustionecombustione
Processo chimico esotermico (ovvero che comporta sviluppo di calore) in cui il combustibile si combina con l'ossigeno presente nell'aria oppure appositamente separato (comburente). La reazione di combustione avviene previo innesco localizzato (accensione)., la differenza tra le emissioni di GHG (CO2eq) derivate dall’uso del gas naturalegas naturale
Idrocarburo che ha un'origine simile al petrolio, che si forma a partire dalla decomposizione anaerobica (cioè in assenza di ossigeno (O2) di microorganismi, attraverso processi biologici avvenuti nel corso delle ere geologiche. La composizione del gas naturale varia notevolmente a seconda del sito di formazione, ma in genere presenta un'alta percentuale di metano (dal 70 al 95 %), anidride carbonica (CO2), azoto (N2) e idrogeno solforato (H2S). rispetto al carbone, si riduce drasticamente e tende ad annullarsi. Il recente studio elaborato dal Prof. Robert W. Howarth della Cornell University, dà la misura di quanto le emissioni dovute all’estrazione del metanometano
Idrocarburo che rappresenta il costituente principale del gas naturale. (fugitive methane emissions), nonché la valutazione dei diversi GHG (CO2, CH4, N2O), ai fini del Global Warming Potential su un più opportuno arco temporale ridotto a 20 anni cambino drasticamente le valutazioni.
In un articolo in prima pagina del Financial Times, è stato evidenziato come il boom dello shale gas in North Dakota, che provoca perdite in atmosferaatmosfera
Involucro di gas e vapori che circonda la Terra, costituito prevalentemente da ossigeno e da azoto, che svolge un ruolo fondamentale per la vita delle specie, perché fa da schermo alle radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole. Essa si estende per oltre 1000 km al di sopra della superficie terrestre ed è suddivisa in diversi strati: troposfera (fino a 15-20 chilometri), stratosfera (fino a 50-60 chilometri), ionosfera (fino a 800 chilometri) ed esosfera. di gas metano equivalenti al consumo elettrico annuo delle città di Chicago e Washington, stia sollevando preoccupazioni ambientali negli Stati Uniti, sia per l’impatto sulle comunità locali sia per l’inquinamento globale e i relativi costi che ne conseguono. Questo è uno dei motivi per cui in Italia è tuttora vietata la ricerca e l’estrazione di shale gas e il rilascio dei relativi titoli minerari”.

Il gas naturale è comunque un’ottima risposta all’impiego di gas fossili…

“Il mix energetico italiano è purtroppo fortemente sbilanciato sul gas, il che crea un’elevata ed eccessiva dipendenza da paesi politicamente instabili, oltre a pesare negativamente sulle nostre bollette elettriche che sono tra le più care di Europa, con gravi ripercussioni sulla competitività del sistema produttivo manifatturiero Paese.
Inoltre, esistono problematiche di natura ambientale, come l’utilizzo delle tecniche di gas “flaring”, vale a dire la costante combustione in fiaccola del metano associato al petroliopetrolio
Combustibile di colore da bruno chiaro a nero, costituito essenzialmente da una miscela di idrocarburi. Si è formato per azioni chimiche, fisiche e microbiologiche da resti di microorganismi (alghe, plancton, batteri) che vivevano in ambiente marino addirittura prima della comparsa dei dinosauri sulla terra. I principali composti costituenti del petrolio appartengono alle classi delle paraffine, dei nafteni e degli aromatici, che sono composti organici formati da carbonio e idrogeno e le cui molecole sono disposte secondo legami di varia natura., che avviene durante la fase di estrazione dai giacimenti e che risulta essere triplicato negli ultimi 5 anni. Secondo le stime della World Bank, gli Stati Uniti risultano al quinto posto della classifica dei paesi interessati da tale pratica dopo Russia, Nigeria, Iran e Iraq.
A questo si aggiungono le tecniche di diretto “venting” in atmosfera della CO2 naturalmente presente nei giacimenti insieme ai vari gas (metano, butanobutano
Gas incolore, inodore, non tossico (formula C4H10) prodotto dalla raffinazione del petrolio greggio e del gas naturale. Avendo densità maggiore di quella dell'aria ed avendo un limite di infiammabilità molto basso è pericoloso perché forma miscele facilmente infiammabili; viene quindi odorizzato per renderne evidente l'eventuale presenza nell'aria., propanopropano
Idrocarburo gassoso incolore e inodore, prodotto dalla raffinazione del petrolio greggio, che costituisce uno dei componenti principali del GPL. Il propano liquefa abbastanza facilmente, per questo viene stoccato in bombole ed utilizzato per usi domestici. La sua pericolosità sta nel fatto che è facilmente infiammabile (infatti ha un limite di infiammabilità molto basso in aria). Per evidenziarne la presenza, quindi, viene odorizzato., ecc.), che viene separata in fase di estrazione del metano dai giacimenti, per evitare di mettere in pipelinepipeline
Condotta adibita al trasporto di gas. un enorme quantitativo di un gas non desiderato a destino”.

Come può l’impiego del carbone ridurre la povertà nel mondo e quali aree del pianeta ne gioverebbero?

“Uno degli elementi costitutivi della povertà di molti paesi è la povertà energetica, definita come la mancanza di accesso a forme adeguate e affidabili di energia a prezzi sostenibili per soddisfare i bisogni primari degli individui, come mangiare, riscaldare gli ambienti, curarsi e spostarsi. Questa situazione riguarda oggi circa 2 miliardi di persone nel mondo, numero che si prevede in crescita a 3 miliardi entro il 2030, costituito prevalentemente da comunità dell’Africa Sub-Sahariana, India, Sud Est Asia.
La riduzione della povertà energetica nei Paesi in via di sviluppo è una condizione necessaria per promuoverne lo sviluppo economico e la dignità sociale. Ad oggi, 1,3 miliardi di persone nel mondo non hanno ancora accesso all’elettricità e 2,7 miliardi di persone utilizzano la biomassabiomassa
In generale si identifica con biomassa tutto ciò che ha matrice organica ad eccezione delle plastiche e dei materiali fossili. Come indicato nel decreto legislativo del 29 Dicembre 2003 n. 387, per biomassa si intende " la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall'agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonchè la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani ". Ciò che accomuna le diverse tipologie di biomassa è la presenza di carbonio che mette a disposizione un elevato potere calorifico eventualmente sfruttabile per fini energetici. tradizionale come fonte principale di energia e si rende assolutamente necessario uno spostamento verso il consumo di combustibili più efficienti.
Il carbone, grazie alla sua economicità, alla competitività e alla sicurezza energetica che garantisce, è certamente il combustibile privilegiato per accompagnare lo sviluppo delle rinnovabili sulla strada della mitigazione del cambiamento climatico e permettere una crescita economica sostenuta e l’eliminazione della privazione energetica”.

Cosa sono le Best Available Technologies applicate all’impiego del carbone per produrre energia e quali vantaggi offrono?

“Un elemento centrale del processo di protezione dell’ambiente nel suo complesso, è l’applicazione delle ‘migliori tecniche disponibili’. In Italia, tutte le centrali a carbone sono certificate EMASEMAS
Acronimo di Eco Management and Audit Scheme, è un sistema di gestione ambientale introdotto nel 1993 con una normativa europea. Tale sistema si basa sull'analisi dell'impatto ambientale di tutte le attività di un impresa, per esempio le emissioni in atmosfera, la gestione dei rifiuti, i consumi di energia, l'impatto visivo, ecc..Sulla base dei risultati delle valutazioni si redige un documento finale, chiamato Programma ambientale, in cui l'azienda definisce gli obiettivi da raggiungere in termi in minore incidenza sull'ambiente ed il modo in cui intende raggiungerli (per esempio l'utilizzo delle migliori tecnologie disponibili, impiego di risorse finanziarie e risorse umane, implementazione di sistemi di controllo specifici, ecc..) – la certificazione ambientalecertificazione ambientale
Documento rilasciato da certificatori esterni che attesta l'impatto ambiantale delle attività di gestione operativa di un impresa. di standard europeo, più severa rispetto alla certificazione ISO 14001.
Tali centrali eccellono anche dal punto di vista dell’efficienza, con un rendimentorendimento
In termini generali il rendimento è il rapporto tra "quanto ottenuto" in un processo e "quanto speso" per fare avvenire lo stesso processo. In termodinamica rappresenta la capacità di un sistema di convertire l'input di calore in lavoro utile. Il rendimento è un numero puro (cioè non ha unità di misura) ed è sempre compreso tra 0 e 1. A seconda dei termini che vengono messi a confronto è possibile ottenere diverse tipologie di rendimento utili a definire la bontà di un processo o di una macchina (per esempio rendimento elettrico, rendimento termico, ecc..) ma il ragionamento alla base è sempre lo stesso. medio del 40% rispetto al 35% della media europea ed al 25% dell’Europa Continentale e per le centrali a carbone futurefuture
Contratto a termine standardizzato, stipulato all'interno di un mercato regolamentato, in cui chi lo sottoscrive si prende l'obbligo di acquistare o vendere un determinato bene ad una data e prezzo prefissati. si prevedono rendimenti superiori al 46%.

Gli investimenti che le aziende italiane hanno intrapreso per abbattere le emissioni inquinanti, sono intervenuti su due fronti:

• sulle tecniche e processi innovativi che migliorano le efficienze energetiche prevenendo all’origine la produzione di emissioni inquinanti; 
• sui sistemi sempre più sofisticati di trattamento dei fumi, quali i desolforatori, i denitrificatori, i depolverizzatori. 

Le conseguenze sono una rapida e significativa riduzione di tutte le emissioni inquinanti:

• anidride solforosa (SO2): le emissioni sono state ridotte per oltre il 70% rispetto a vent’anni fa e sono oggi mediamente intorno ai 100 mg/ Nm3 a fronte di un massimo di 200 mg/Nm3 imposto dalle recenti normative; 
• ossidi di azotoazoto
  Elemento chimico costituente il 78% dell'aria in volume. L'uso commerciale più diffuso dell'azoto è nella produzione di ammoniaca, sostanza costituente dei fertilizzanti. L'azoto liquido è impiegato anche come refrigerante per il trasporto di alimenti. (NOx): dopo una prima forte riduzione negli anni ‘90, le emissioni di NOx sono state ulteriormente ridotte raggiungendo un dato medio pari a 100 mg/Nm3 nettamente inferiore agli obblighi di legge (il tetto è 200 mg/Nm3);

Ulteriori soluzioni prevedono lo sviluppo di tecnologie allo stesso tempo più efficienti e meno inquinanti, le cosiddette HELE – High-Efficiency, Low-Emissions e l’utilizzo della CCS – Carbon Capture Storage, che l’Agenzia internazionale dell’energia (Aie) pone ai primi posti per importanza strategica nella risoluzione della crisi energetico-climatica“.

In Italia vi sono ancora centrali a carbone: quanto carbone viene usato ogni anno per produrre energia? Dove prendiamo il carbone? Qual è la spesa annua?

“L’Italia importa via mare circa il 90% del proprio fabbisogno di carbone, su una flotta italiana di circa 60 imbarcazioni che garantiscono una capacità di carico complessiva di oltre 4,6 milioni di tonnellate. Le provenienze sono molto diversificate: i principali paesi di importazione sono gli Usa, il Sud Africa, l’Australia, l’Indonesia e la Colombia, ma anche il Canada, la Russia e il Venezuela.
I dati consuntivi del 2014 per l’Italia sono in calo, a causa del perdurare della crisi e della chiusura di alcuni impianti: le importazioni di carbone da vaporecarbone da vapore
Denominazione che si attribuisce al carbone impiegato nelle centrali per scopi di generazione elettrica. sono infatti scese dell’11% rispetto al 2013, attestandosi a 16 milioni di tonnellate e, in parallelo, sono diminuite del 15% rispetto all’anno precedente le importazioni di carbone metallurgico e PCI, che si attestano a 4 milioni di tonnellate a fine 2014”.

Vi sono progressi tecnologici o studi marchiati Italia per la generazione di energia dal carbone a basso impatto ambientaleimpatto ambientale
L'insieme degli effetti (diretti e indiretti, nel breve o nel lungo termine, positivi o negativi, ecc..) che l'avvio di una determinata attività ha sull'ambiente naturale circostante.?

“Ci sono certamente in Italia prospettive incoraggianti: tra i vari progetti, il Paese è impegnato in un programma di innovazione industriale volto allo sviluppo e ingegnerizzazione della tecnologia di ossicombustione per la cattura della CO2 e successivo stoccaggiostoccaggio
Attività di raccolta e deposito di una determinata risorsa.  geologico. Il progetto è sviluppato da “Sotacarbo – Polo tecnologico per le energie pulite” del Sulcis, con l’obiettivo di favorire la competitività dell’industria nazionale nel mercato internazionale, con particolare riferimento a quello cinese e dei Paesi grandi utilizzatori di carbone nei prossimi decenni”.