La domanda globale di energia è in crescita. Il fabbisogno energetico aumenta più lentamente che in passato, ma si prevede ancora di espandersi del 30% tra oggi e il 2040. Questo è l’equivalente di aggiungere un’altra Cina e India alla domanda globale di oggi. Un’economia globale che cresce a un tasso medio del 3,4% all’anno, una popolazione che si espande da 7.4 miliardi oggi a più di 9 miliardi nel 2040, e un processo di urbanizzazione che aggiunge una città delle dimensioni di Shanghai alla popolazione urbana del mondo ogni quattro mesi sono forze chiave che sostengono le proiezioni dell’Agenzia internazionale per l’energia.
Tutto ciò mette molta pressione sull’ecosistema del nostro pianeta. Gli attuali livelli di concentrazioni atmosferiche di gas serra (GHG) sono senza precedenti negli ultimi 800.000 anni.
Il settore della produzione di energia (elettrica e termica) è la più grande fonte di gas a effetto serra, rappresentando oltre il 60% di tutte le emissioni di gas a effetto serra (produzione di elettricità – 28,4%; industria – 22%; commerciale e residenziale – 11%) che provengono principalmente dalla combustione di combustibili fossili per l’energia (fonte: Rapporto della US Environmental Protection Agency – EPA).
Il ruolo che il gas naturale può svolgere nel futuro dell’energia globale è indissolubilmente legato alla sua capacità di contribuire ad affrontare i problemi ambientali. Con le preoccupazioni per la qualità dell’aria e il cambiamento climatico incombente di grandi dimensioni, il gas naturale offre molti potenziali benefici se sposta i combustibili più inquinanti. Ciò è particolarmente vero dato limiti alla velocità con cui le opzioni di energia rinnovabile possono essere scalate e che le opzioni a zero emissioni di carbonio convenienti possono essere più difficili da trovare in alcune parti del sistema energetico. La flessibilità che il gas naturale porta a un sistema energetico può anche renderlo adatto per l’ascesa di rinnovabili variabili come l’eolico e il solare fotovoltaico.
Il gas naturale è un combustibile fossile, sebbene le emissioni di riscaldamento globale derivanti dalla sua combustione siano molto inferiori a quelle del carbone o del petrolio. Il gas naturale emette dal 50 al 60% in meno di anidride carbonica (CO2) quando viene bruciato in una nuova ed efficiente centrale a gas naturale rispetto alle emissioni di una tipica nuova centrale a carbone.
La quantità di CO2 prodotta quando un combustibile viene bruciato è una funzione del contenuto di carbonio del combustibile. Il contenuto di calore, o la quantità di energia prodotta quando un combustibile viene bruciato, è determinato principalmente dal contenuto di carbonio (C) e idrogeno (H) del combustibile. Il calore viene prodotto quando C e H si combinano con l’ossigeno (O) durante la combustione. Il gas naturale è principalmente metano (CH4), che ha un contenuto energetico più elevato rispetto ad altri combustibili, e quindi ha un contenuto di CO2-energia relativamente inferiore. L’acqua e vari altri elementi, come lo zolfo e gli elementi non combustibili in alcuni combustibili, riducono i loro valori di riscaldamento e aumentano il loro contenuto di CO2-calore. Questo è il motivo per cui diversi combustibili emettono diverse quantità di CO2 in relazione all’energia che producono quando vengono bruciati.
| Carbone (antracite) | 228.6 |
| il Carbone bituminoso) | 205.7 |
| combustibile Diesel e gasolio da riscaldamento | 161.3 |
| Benzina (senza etanolo) | 157.2 |
| Propano | 139.0 |
| gas Naturale | 117.0 |
Tabella 1: Chili di CO2 per milione di Btu (British thermal unit) di energia per i vari combustibili.
Fonte: US Energy Information Administration
Gli impianti a carbone emettono non solo anidride carbonica. Ci sono anche altre tossine che hanno un impatto immediato e diretto sulla salute delle persone come il mercurio. Evitare la combustione del carbone farebbe risparmiare centinaia di milioni $ l’anno in costi sanitari evitando malattie causate da inquinanti, come attacchi di asma, attacchi di cuore e morti legati alle emissioni degli impianti a carbone.
Combustione più pulita rispetto ad altri combustibili fossili, la combustione del gas naturale produce quantità trascurabili di zolfo, mercurio e particolato. Nei trasporti, la combustione del gas naturale produce alcuni ossidi di azoto (NOx), che sono precursori dello smog, ma a livelli molto più bassi rispetto alla benzina e al diesel utilizzati per i veicoli a motore. Le analisi del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti indicano che ogni 10.000 case statunitensi alimentate a gas naturale anziché a carbone evitano le emissioni annuali di 1.900 tonnellate di NOx, 3.900 tonnellate di SO2 e 5.200 tonnellate di particolato. Le riduzioni di queste emissioni si traducono in benefici per la salute pubblica, poiché questi inquinanti sono stati collegati a problemi come asma, bronchite, cancro ai polmoni e malattie cardiache per centinaia di migliaia di persone.
Ogni combustibile fossile ha un ciclo di vita diverso. L’estrazione / produzione; raffinazione/condizionamento; trasporto / stoccaggio; e combustione di ogni combustibile fossile è diverso. E, ogni combustibile fossile contribuisce gas serra in diverse fasi del suo ciclo di vita. Allo stesso modo, in diverse fasi, ogni combustibile fossile contribuisce al riscaldamento globale in misura diversa.
L’impatto ambientale totale del carbone è superiore a quello di qualsiasi altro combustibile fossile. Soprattutto per quanto riguarda l’estrazione del carbone a cielo aperto, l’impatto ambientale del carbone non può essere sopravvalutato. Dalla distruzione delle foreste, dalla devastazione della qualità dell’acqua e dal cambiamento irreversibile del paesaggio, l’estrazione del carbone ha un enorme impatto sull’ambiente.
Per quanto riguarda le emissioni di carbonio, l’estrazione del carbone e la combustione del carbone rappresentano una somma maggiore di qualsiasi altro combustibile.
Il carbone, a differenza dei combustibili gassosi e del petrolio, non emette carboni nell’aria allo stato naturale. Tuttavia, durante l’estrazione del carbone, il metano viene rilasciato nell’aria. Enormi quantità di metano (CH4) vengono rilasciate nell’aria. Ogni anno, solo negli Stati Uniti, l’estrazione del carbone rilascia nell’aria circa 61 milioni di tonnellate di anidride carbonica equivalente (MMTC02E) di metano.
La combustione del carbone produce più gas serra della combustione di qualsiasi altro combustibile fossile. Ci sono una manciata di tipi di carbone, ma quasi tutti contribuiscono sostanzialmente più CO2 nell’aria rispetto ad altri combustibili fossili al momento della combustione.
Dobbiamo ricordare che c’è molto metano rilasciato nell’atmosfera anche durante la produzione di petrolio e gas naturale. Pertanto, la tecnologia sviluppata dal progetto GASVESSEL che consente di utilizzare il gas naturale attualmente bruciato o rilasciato nell’aria sta contribuendo agli sforzi globali di riduzione dei gas serra.