Eliminare la CO2 non è una passeggiata

Nell’articolo precedente (https://www.civicolab.it/la-transizione-ecologica-e-i-suoi-problemi/) avevamo visto che le maggiori fonti di CO2 sono dovute a: produzione di energia elettrica; produzione di acciaio; produzione di cemento; autotrazione; trasporti via terra, mare, cielo; riscaldamento domestico; utilizzi industriali. Fonti minori sono dovute a: incenerimento rifiuti, deiezioni animali, decomposizione vegetali.

Per avere un’idea della complessità del problema vediamo, voce per voce, come si genera la CO2.

ACCIAIO.

La produzione dell’acciaio può essere divisa in due parti: recupero del rottame e produzione di acciaio nuovo. Per il recupero del rottame, dove non intervengono reazioni chimiche di riduzione del minerale, già da anni si utilizzano forni elettrici senza alcun problema a parte l’elevatissimo consumo di energia.

Per quanto riguarda, invece, la produzione dell’acciaio nuovo partendo dal minerale (ossido di ferro) è sempre necessaria una reazione di riduzione chimica che, attualmente, viene fatta con il carbone utilizzato anche per scaldare il minerale e fondere l’acciaio. La CO2 si produce con la reazione di riduzione e con la combustione del carbone. Sono allo studio alcuni processi alternativi: uno utilizza il metano ed è tra i più avanzati con prototipi e qualche forno produttivo ed un altro dovrebbe utilizzare l’idrogeno (verde o blu), ma non nell’immediato.

CEMENTO

Il cemento è una delle produzioni fondamentali della nostra società, impossibile farne a meno. La produzione del cemento prevede la cottura in forno a temperature molto elevate (calcinazione) di particolari rocce. Attualmente per il riscaldamento si utilizzano carbone e anche rifiuti speciali, rifiuti che grazie ai minerali presenti e alle elevate temperature si riescono a bruciare in modo pressoché completo e si riesce a garantire l’eliminazione dei gas acidi quali SO2, SO3, NOx, HCl, HF etc.

L’emissione di CO2 nella produzione di cemento avviene in due modi: per combustione del carbone e per emissione di gas da parte dei carbonati quando vengono riscaldati. Ovviamente il secondo processo è inevitabile anche se il riscaldamento avvenisse attraverso altri metodi.

Si potrebbero utilizzare dei forni elettrici, ma ciò richiederebbe la ricostruzione degli impianti e, comunque, i consumi di energia elettrica sarebbero enormi.

RISCALDAMENTO DEGLI AMBIENTI

Oggi il riscaldamento degli ambienti interni avviene con l’utilizzo quasi generalizzato di gas metano che, da molti anni, ha sostituito il gasolio, combustibile molto più inquinante. Ovviamente il cambio è potuto avvenire solo quando la rete di distribuzione, con enormi investimenti è riuscita a diventare capillare e a raggiungere i paesi più piccoli. Recentemente una nuova direttiva, sempre all’insegna del risparmio energetico, ha reso obsolete le caldaie vecchie a favore di quelle a condensazione e la trasformazione dell’installato sta avvenendo tuttora utilizzando gli incentivi previsti dalla legge.

Ora, con le direttive previste per la transizione ecologica dovremmo eliminare il metano e passare al riscaldamento elettrico. Per farlo, la via più semplice è quella di sostituire i termosifoni con i radiatori elettrici. In alternativa, potrebbe essere sostituita l’attuale caldaia con una elettrica e continuare ad usare l’impianto a termosifone con un rendimento minore e consumi più elevati rispetto al riscaldamento elettrico diretto. Un’ulteriore possibilità è quella degli impianti a pompa di calore che potranno essere alimentati sia con energia elettrica che da impianti solari termici. Esistono anche pannelli solari combinati che, mentre producono energia elettrica da celle fotovoltaiche nella parte superiore, recuperano calore nella parte sottostante.

AUTOTRAZIONE

Pur non essendo il più rilevante in termini di emissioni, la conversione è già a buon punto a livello tecnico. Decine di case automobilistiche e motociclistiche propongono veicoli a trazione elettrica. Le difficoltà sono soprattutto legate alla ricarica delle batterie, problema facile da superare per chi dispone di un garage o un box per auto ed effettua percorsi nell’ambito di una distanza limitata. Molto più difficile, al momento, è la ricarica per chi parcheggia l’auto per strada o per chi viaggia, non essendoci un sufficiente numero di punti di ricarica rapida.

TRASPORTO COMMERCIALE

Trasporto aereo. Per ora non esiste alcuna alternativa per sostituire il cherosene nei motori degli aerei. Ci sono stati esperimenti con l’idrogeno soprattutto con i missili, ma non è ancora una pratica sicura per il trasporto di persone. Sono stati prodotti alcuni aerei con motore elettrico ma di piccole dimensioni  e per ora siamo ancora praticamente allo stadio di prototipo.

Trasporto su acqua. Nei tratti brevi tipici del trasporto fluviale e lacustre il passaggio al motore elettrico è più fattibile perché è possibile una ricarica frequente. Impensabile, invece, immaginare di utilizzare motori elettrici per grandi navi che devono fare tragitti molto lunghi. Queste utilizzano motori di vario tipo, ma sempre a combustibile fossile.

Trasporto commerciale su gomma. Per piccoli tratti e con mezzi di piccole dimensioni è facile ipotizzare il passaggio all’elettrico senza grandi difficoltà. Per i Tir a lunga percorrenza il discorso è differente, ci sarebbero da trasportare grandi batterie da ricaricare spesso con lunghi tempi di ricarica. In Germania stanno studiando la possibilità di elettrificare la prima corsia autostradale e far viaggiare i tir come fossero filobus con una duplice funzione: mentre il tir viaggia collegato alla rete elettrica ricarica anche le batterie che utilizzerà poi fuori dalla rete autostradale. In alternativa ci sarebbe la possibilità, come già fanno in Svizzera e in Austria, di caricare i tir sui treni con cui fare i tratti lunghi e scaricarli poi una volta giunti in prossimità del punto di arrivo.

INDUSTRIA

Gli utilizzi industriali di combustibili fossili sono i più vari, quasi tutti però sono sostituibili con l’energia elettrica, sia attraverso le linee elettriche sia attraverso l’utilizzo di batterie.

PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA

È evidente che la chiave di tutto è la produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile pur se in presenza di una elettrificazione generalizzata con un enorme aumento della potenza richiesta. Se la richiesta aumentasse adesso potremmo soddisfarla solo con i combustibili fossili: carbone, gas e petrolio. L’inquinamento si concentrerebbe nelle centrali di produzione e il risultato globale non cambierebbe.

La conversione ecologica è essenzialmente una conversione energetica per sostituire con energia elettrica tutte le fonti fossili di energia. Vediamo in quale modo la si può realizzare.

La fonte rinnovabile più semplice è quella solare utilizzando pannelli fotovoltaici. Per avere un’adeguata produzione di energia dovremo però installarli ovunque (impianti a terra di grande estensione e poi su ogni genere di copertura degli edifici di ogni tipo).

Anche l’energia eolica richiede impianti (con base a terra o su piattaforme marine), comunque molto visibili. Un’ulteriore possibilità è l’incremento dell’idroelettrico con la costruzione di centinaia di micro dighe sulle montagne. Obiettivo non facile da realizzare dato che la potenzialità idroelettrica delle nostre montagne, quella fatta da grandi impianti, è ormai completamente sfruttata. In entrambi i casi sono note le opposizioni da parte di chi vuole conservare il paesaggio nel suo stato originario.

Da ultima ci sarebbe l’energia geotermica che da molti anni sfruttiamo (un nome su tutti: Larderello). Si tratta, però, di un contributo marginale alla produzione nazionale che, comunque, già oggi suscita una diffusa opposizione da parte di chi teme effetti tellurici e di spostamento del sottosuolo.

L’energia solare e l’energia eolica non sono regolari bensì intermittenti. Ci sono giornate di pioggia, di nebbia ma anche solo nuvolose o giornate senza vento che non porterebbero un KWh nelle nostre case e nelle fabbriche. Diventa pertanto indispensabile avere un sistema di accumulo energetico che possa fare da tampone in queste situazioni. Nel campo delle rinnovabili l’unico esempio che abbiamo ora è l’energia idroelettrica poiché il serbatoio d’acqua si utilizza per produrre energia in base alle necessità. Non vi è nulla di concreto per stoccare la produzione di solare ed eolico. L’idrogeno potrebbe conciliare le diverse esigenze, ma, al momento, la sua produzione e il suo utilizzo sono sperimentali.

Un bilancio energetico che punta all’eliminazione della CO2 non può prescindere da altri calcoli. Abbiamo visto che per sostituire i combustibili fossili occorrerebbero molti più impianti solari ed eolici. Ebbene, anche questi, hanno un costo in termini di inquinamento. Quanta energia e quante risorse servono per produrre l’acciaio, l’alluminio, il silicio per fare i pannelli solari? Quanta energia e quante risorse servono per costruire le pale eoliche, i rotori, i tralicci, le dinamo? Quanta CO2 si produrrà in questi processi? E infine dopo quanti anni un pannello solare o una pala eolica andranno in attivo, ovvero avranno prodotto più energia di quanto ne è servita per costruirli?

Infine, l’energia nucleare che ha un grande peso in tutto il mondo. È una forma di produzione energetica massiva, che non consuma territorio, che non è dipendente dal clima, che richiede pochi impianti localizzati e che in prospettiva ci può fornire energia elettrica per centinaia di anni. Potrebbe valer la pena riconsiderarla anche in funzione delle nuove tecnologie a sicurezza intrinseca oggi disponibili che renderebbero le centrali atomiche molto più sicure di quelle in funzione oggi.

RISPARMIO ENERGETICO

Un altro modo per sostenere la conversione energetica è il risparmio nei consumi energetici. Si tratta essenzialmente di migliorare le emissioni inquinanti di tutti gli apparati che bruciano combustibili fossili (dai motori ai bruciatori di ogni tipo) per ottenere la stessa energia consumando di meno. E poi diminuire le dispersioni termiche degli edifici sempre nell’ottica di ottenere gli stessi risultati con meno dispendio di energia.

CONCLUSIONI

Bisogna essere sinceri. Eliminare del tutto la produzione di CO2 non sarà possibile nell’arco di pochi decenni. Meno che mai nel 2030 che è la data indicata dal movimento impersonificato da Greta Thumberg. Avere obiettivi credibili è importante per evitare il radicalismo che suscita reazioni avverse in grado di rovesciare le politiche dei governi. Non sarà nemmeno possibile eliminare l’estrazione di gas e petrolio  per la produzione di carburanti, che continueranno ad essere necessari. Quello che si può fare è rallentare la produzione di CO2, intervenendo dove è possibile, utilizzando energie alternative a quelle di derivazione fossile in una logica di transizione energetica graduale ed efficace. Vanno anche intensificati tutti i processi volti alla riduzione della CO2 nell’atmosfera, essenzialmente fermando la deforestazione, piantando alberi e gestendo meglio il mare e gli oceani. Anche i processi di stoccaggio della CO2 nel sottosuolo potrebbero aiutare, ma per ora ci sono solo studi preliminari.

Ovviamente tutto questo deve valere in tutte le nazioni del modo, l’atmosfera è una sola e se tutta la pressione mediatica si indirizza solo verso l’Europa non ci sarà alcun risultato utile.

Pietro Zonca

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