Conosci la CO2 Equivalente? Parte 1° – Ecco Perché l’Anidride Carbonica non e’ l’Unico Problema alla Lotta al Cambiamento Climatico e Stoccarla non e’ una Soluzione Reale

Scritto da Ing. Mirko Paglia in Ambiente, Geoingegneria, Storie

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Pubblicato il giorno 21 dicembre 2009 - 4 commenti



   


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La notizia è proprio di questi giorni. La cattura e lo stoccaggio dell’anidride carbonica (CCS) non verranno aggiunti alla lista di tecnologie sostenibili su cui i Paesi industriali potranno investire per compensare le loro emissioni. E la decisione viene dai colloqui di Copenhagen, dove i diversi negoziatori hanno deciso se considerare o meno la cattura di CO2 da impianti e centrali e il suo successivo stoccaggio sotterraneo, come mezzo per contribuire alla riduzione delle emissioni a livello globale. La scelta ha determinato non poco stupore, soprattutto alla luce dei consistenti finanziamenti che sta concedendo il governo statunitense. Il motivo è chiaro, lo scetticismo della tecnologia e i rischi connessi ad eventuali infiltrazioni nei siti di stoccaggio. Ma il discorso non termina qui …

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“Viene definita come CO2 equivalente la quantità di emissioni di tutti i gas serra equiparate, negli effetti di riscaldamento della Terra, alla CO2 secondo tabelle di conversione definite. L’effetto del metano CH4 per il riscaldamento della Terra è equiparabile a 21 volte quello della CO2, mentre quello del protossido di azoto N2O è equivalente a 310 volte quello della CO2.”

Daniel Casarin: Parliamo di CO2 equivalente. Questo vuole essere l’interessante argomento di discussione che abbiamo voluto approfondire insieme al nostro collaboratore Mirko Paglia, in una breve intervista, per affrontare con occhio critico l’argomento: emissioni di CO2. Innanzitutto Mirko presentati ai nostri lettori, nonostante le tue frequenti collaborazioni con GenitronSviluppo.com e soprattutto spiegaci i motivi che stanno dietro questa intervista:

Mirko Paglia:  Ringrazio anzitutto della disponibilità. Io sono ingegnere laureato in Edile/architettura presso il Politecnico di Milano ed ho approfondito le tematiche ambientali grazie soprattutto alla mia tesi. Nel mondo del lavoro appoggio i progettisti dando loro consulenza per rendere le loro architetture sostenibili ed energeticamente efficienti. L’intervista è nata principalmente per far chiarezza, dando il giusto peso, al “problema” della CO2 equivalente.

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Daniel Casarin: Si parla moltissimo di stoccaggio della CO2. Stoccaggio che come abbiamo visto nel corso del tempo può avvenire in svariate modalità: dal sequestro direttamente dalle centrali a carbone per nutrire i raccolti di alghe per biodiesel o per produrvi materie plastiche. Oppure per raccoglierla e immagazzinarla in caverne sotterranee come già sta accadendo in Germania. Cosa ne pensi di questo interesse intorno all’argomento stoccaggio CO2?

Mirko Paglia:  Sono anni che l’argomento è nel mio bagaglio culturale, ho letto studiato e raccolto moltissimi documenti a riguardo (i più semplici sono scaricabili dai link al termine dell’intervista nell’area Link e Approfondimenti). Ricordo che anche Focus (rivista) ha trattato tali tematiche. Non mi sono fatto solo un’idea, ho una certa consapevolezza della situazione. Voglio  chiarire che l’argomento non è alla portata di tutti e la sua complessità potrebbe portare ad errate interpretazioni. Spero di essere interpretato correttamente in questa intervista.

Voglio prima ulteriormente spiegare l’argomento “stoccaggio”, mostrando anche un altro punto di vista. È superfluo dirlo ma qualsiasi movimentazione in compressione o iniezione dell’anidride carbonica necessita di energia. Energia elettrica è “sinonimo” di CO2 equivalente! Notiamo già da ora che togliamo dalla circolazione anidride carbonica e non quella equivalente. Vediamo qualche esempio di “capture” oltre a quelli già citati:

  • La cattura della CO2  (CO2 Capture) - Sono principalmente 3 metodologie industriali, durante la produzione di energia elettrica, che imprigionano il biossido di carbonio:  post-combustione, pre-combusione e ossi-combusione, tutte necessitano energia.
  1. La post-combusione - Parte dall’atto della generazione dell’anidride carbonica, dai fumi generati dalla combustione, tramite trattamento degli stessi. Si utilizza un solvente chimico (inquinante?) a bassa temperatura. “Stime di processo indicano una penalizzazione energetica nel caso di ciclo basato su carbone pari a 9-11 punti percentuali “ (tratto dal sito www.eni.com).
  2. La pre-combustione - Inizia ad agire prima che la CO2 venga prodotta, nei casi in cui si possa inserire un processo di gassificazione per poi essere trattata successivamente per estrarre idrogeno ed anidride carbonica.  “In questo caso il costo energetico della cattura della CO2 è quantificabile, in termini di perdita di efficienza, in 8-10 punti percentuali. “ (tratto dal sito www.eni.com).
  3. Nella ossi-combustione - Si utilizza come comburente al posto dell’aria, l’ossigeno. Il risultato è un gas ricco di CO2 e vapor d’acqua, quest’ultimo è separato per condensazione. L’anidride carbonica viene poi compressa e stoccata. “La perdita di efficienza legata al processo di cattura è stimata in 9-10 punti percentuali. “ (tratto dal sito www.eni.com).
  4. Dopo la cattura (dove si perde rendimento, quindi meno energia) avviene lo stoccaggio. Il gas viene trasportato con delle condotte (altra energia) sino al luogo geologicamente più idoneo per poi essere iniettato  ad 1 km circa nel sottosuolo. Nella fattispecie si utilizzeranno giacimenti dismessi, considerati ottimali per tale confinamento. La pressione di inserimento è altissima (si usa energia), deve raggiungere il cosiddetto valore supercritico, in sostanza una compressione tale da ottenere le caratteristiche di gas e di liquido contemporaneamente. I geologi hanno sperimentato la  possibilità di “stimolare” il processo di “Enhanced Oil Recovery ed Enhanced Gas Recovery – EOR ed EGR”, processo con il quale si forma il greggio. Il tutto con grandi costi di risorse economiche ed energetiche.
  • La cattura della CO2 tramite piante artificiali - E’ apparso di recente sul ilsole24ore e su questo portale (27 agosto 2009 Sole24Ore e GenitronSviluppo.com) un articolo in cui si parla di piante artificiali per la conservazione del gas. L’idea è del prestigioso Institution of Mechanical Engineers in Inghilterra. Il tutto avviene con dei filtri, successivamente “svuotati” per immagazzinare la CO2 nell’attesa di essere utilizzati dalle industrie alimentari e non (sempre con l’uso di energia elettrica).
  • Il sequestro mineralogico - Metodo allo studio del nostro Igg-CNR “La tecnica che stiamo studiando è quella del sequestro mineralogico, al momento unica tecnica che permette di intrappolare in modo permanente la CO2 all’interno di fasi cristalline”, precisa Luigi Dallai, ricercatore Igg-Cnr. Si procede con una reazione esotermica (trasferimento di calore all’ambiente) a temperature inferiori ai 200°C (energia termica che produce gas serra?) tra silicati di magnesio (come la serpentina ed olivina) e l’ossido di carbonio, con la conseguente precipitazione di carbonati come al dolomite CaMg(CO3)2. “In teoria”, prosegue Dallai, “le rocce di questa tipologia affioranti nella sola regione della Toscana potrebbero sequestrare l’intera quantità di CO2 prodotta in Italia nei prossimi duecento anni”.
  • CO2 Tower - La torre dell’anidride carbonica, è la prima macchina che aspira il gas, realizzata dall’università di  Calgary, Alberta, in Canada. La captazione della biossido in questione, avviene tramite processi chimico-termodinamico, tramite idrossido di sodio (NaOH) si provoca la separazione della CO2 come descritto nella relazione tecnica scaricabile dal sito dell’università QUI. Il successivo stoccaggio può avvenire nelle condizioni sopracitate (sempre tramite l’uso di energia).

Fin d’ora non ho visto una seria ricerca che dimostri la convenienza di tali metodologie, sia sul lato economico che sul bilancio dell’anidride carbonica stoccata e prodotta per lo stesso processo. Personalmente comincio a pensare ci sia solo una sorta di “interessi”, anche perché l’unico modo per stoccare il gas senza produzione diretta di altro GHG è usare il rinnovabile o, come alcuni sostengono, il nucleare (qui ci sarebbe tanto da discutere). Da quest’ultima idea può nascere tutta una serie di meriti per il nucleare che potrebbe fare la faccia del paladino, salvando l’umanità dall’anidride carbonica. Spero di sbagliarmi.

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Daniel Casarin: Perché diventa così importante a questo punto parlare di CO2 equivalente? E cosa deve rappresentare la CO2 equivalente per ingegneri e progettisti come te?

Mirko Paglia:  Come accennato, i metodi di stoccaggio sono SOLO per la CO2. Ma andiamo con ordine, addentrandoci con un ulteriore approfondimento alla definizione di inizio intervista. La CO2 equivalente misura l’effetto dei GHG (gas serra principali: vapor d’acqua H2O, anidride carbonica CO2, perossido d’azoto N2O, metano CH4, clorofluorocarburi CFC, esafloruro di zolfo SF6, idrofluorocarburi HFCs, perfluorocarburi PFCs) sul cambiamento climatico. In altri termini ciascun composto chimico viene associato ad un numero GWP (potenziale di riscaldamento globale) che lo porta ad essere equiparato agli effetti della CO2  per un determinato periodo di riferimento (come da tabella da ricerche IPCC/TEAP (2005).

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Parlare di CO2 equivalente vuol dire aprire una consapevole lettura degli effetti nocivi dei GHG. Basandoci sulle affermazioni della  scienza  del  cambiamento  climatico,  che ha fatto passi da gigante, possiamo quindi confermare e sottolineare l’importanza  strategica  dell’Unione  Europea  di  limitare  l’aumento  della  temperatura media  globale. Tale obiettivo, stando  a  numerose relazioni scientifiche,  può  essere  raggiunto,  con  una  probabilità  di  circa  il  50%,  da  una  concentrazione  atmosferica  di GHG  pari  a  400-450  ppm  di  CO2   equivalente  e  che,  stando  alla  quarta  relazione  di  valutazione dell’IPCC, sia possibile conseguire con la riduzione  delle emissioni  del  25-40%  rispetto  ai  livelli  del  1990 entro  il  2020. E’ comunque di estrema importanza controllare che questi valori non vengano superati,  in  quanto l’impatto sulle  vite di tutti i giorni comporterebbe  cambiamenti  significativi  negli  ecosistemi,  nelle  risorse  idriche, nonché l’estinzione di svariate specie animali.

Tutto questo non solo per l’effetto serra, quello misurato dalla CO2 equivalente, ma anche tramite effetti concatenati da altri  complessi parametri quali l’acidificazione ed in generale tutti gli quelli secondari (per avere un quadro semplificato vedi Focus). Il progettista deve essere consapevole che ogni sua soluzione, deve tendere al minor consumo energetico e quindi, per quanto detto, anche alla minor produzione di CO2 equivalente. Non solo nel campo edile, ma anche in quello agricolo, troppo spesso messo in disparte (come al COP15 n.d.e.): nelle risaie (dati del Piemonte) si producono ingenti quantità di metano, nei grossi allevamenti c’è enorme produzione di CH4, con conseguenti problematiche di GHG (Allevamento Animale e Inquinamento e Flussi e Riserve di Metano).

L’errore di molti ingegneri ed architetti è di dimenticare di vivere in un ecosistema tendente all’equilibrio, tramite cicli pressoché chiusi, come il ciclo del carbonio, ciclo dell’azoto e tutti i cicli naturali… Il progettista moderno deve pensare anche a questo aspetto rispettando l’importanza di tali regolamenti naturali. Tali fasi vanno usate come opportunità vere e proprie. Per capirci meglio, facciamo un esempio organizzando uno schema sostenibile basato sul metano e su un’economia che concepisce questo genere di cicli (schema a titolo didattico, semplificato per fini divulgativi):

  1. si cattura il metano dagli escrementi prodotti dalle vacche di cui noi ci nutriamo;
  2. a loro volta, questi animali, mangiano l’erba;
  3. i vegetali catturano l’anidride carbonica;
  4. la CO2 proviene dal riscaldamento domestico e dalla produzione di elettricità, tali energie vengono prodotte dal metano catturato …
  5. … ed il ciclo continua.

In tal modo, con questa fonte di energia primaria, si stabilizza il costo e di conseguenza il prezzo all’utenza finale. Il controllo dell’aumento dei prezzi di un sistema economico basato sul capitalismo, è uno dei punti saldi per non implodere su se stesso.

Continua la 2° Parte >>

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Informazioni sull'autore: Ing. Mirko Paglia

Ama definirsi #ECOIngegnere. Laureato presso il Politecnico di Milano in ingegneria Edile – Architettura, Mirko Paglia ha fatto le sue prime esperienze nell'edilizia nella piccola impresa del padre come apprendista muratore. Con tale pratica è riuscito a concretizzare, con ottimi risultati, la mentalità ingegneristica acquisita durante gli anni di studio. Sensibile ambientalista e profondo conoscitore della solidarietà cristiana, si è formato negli ambienti dedicati all''efficienza e risparmio energetico. Il suo impegno è improntato a formare imprese e comunità verso un vivere compatibile con l'ambiente. Vede la sostenibilità come l'“atto d'altruismo verso le generazioni future”.

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4 commenti

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  1. lo stoccaggio della CO2 é una pazzia che serve solo a far consumare energia utilizzabile per altri scopi. Non serve a niente per ridurre le emissioni perché può realizzarsi solo in pochi posti geologicamene adatti. Questi posti devono essere vicini alla produzione di CO2 altrimenti bisognerebbe trasportarla per centinaia o migliaia di km.
    In conclusione potrebbe stoccarsene solo poca e a costi e consumi energetici proibitivi.

  2. Ciao Francesco, la tua osservazione è a mio parere davvero esatta.

  3. Ciao Francesco, anche io ho molti dubbi (esplicitati nell’intervista) … ma finchè non ho dati certi non posso dare un giudizio di certezza matematica. Solo uno studio condotto da terze parti potrà dare un giudizio imparziale e preciso della convenienza dello stoccaggio.

  4. 1) come intrappolare la CO2 ! una tonnellata di bio-charb (99% carbonio) = a tre tonn di CO2…perche’:

    peso atomoco del carbonio 8, e peso atomico dell ossigeno 8 (idrogeno 1..) ne consegue che il carbone essendo al 99% carbonio, e’ come FISSARE al suolo, sottraendolo all atmosfera C+O2 al 300% del suo peso…..

    essendo il peso specifico della CO2 1.63kg a m3 (= 0,55Kg carbonio e 1,1Kg di O2); 5,5 Kg di carbone vegetale equivalgono a carbonio presente in 10 m3 di (gas) pura anidride carbonica

    se, 5,5Kg di bio-charb TRITATO FINEMENTE ha volume di 10 Lt , “equivale” a 10Lt di anidride carbonica stoccata a 1000 BAR

    cosi vediamo che: la cattura e sequestro di CO2 sotterraneo siano “SOLO” un FEED-BACK finanziario per i petrolieri……

  5. [...] In tali linee guida il nucleare ha un coinvolgimento relativamente importante, perché può ridurre parzialmente la CO2 “ciò lo rende interessante sotto il profilo della sicurezza dell’approvvigionamento e della [...]

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