combustibili-fossili/index.html

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2015-01-04 17:11:49 +01:00
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<head>
<meta name="description" content="Combustibili fossili">
<meta name="keywords" content="carbone, gas, petrolio, energia">
<meta name="author" content="Michele Guerini Rocco, Christian Raimondi, Marco Sgrò">
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<title> Combustibili fossili </title>
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2015-01-04 17:19:51 +01:00
<h1> Combustili fossili </h1>
2015-01-04 17:11:49 +01:00
<h1> Carbone </h1>
<p>
<img alt="carbone" src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fd/Struktura_chemiczna_w%C4%99gla_kamiennego.svg">
Il carbone è una roccia sedimentaria organogena utilizzata
principalmente come combustibile.
</p>
<h3> Formazione </h3>
<p><img alt="formazione del carbone" src="http://undergroundcoal.com.au/outburst/images/factor_coal_rank.jpg"></p>
<p>
Il processo di formazione degli attuali depositi di carbone iniziò
nel periodo <strong>Carbonifero</strong>, circa 345 milioni di anni
fa. Il clima caldo umido del periodo favorì largamente lo sviluppo
di grandi alberi che costituirono vastissime foreste ricoprendo
aree paludose e zone costiere.
</p>
<p>
I resti vegetali lasciati dalle piante si
<strong>stratificarono</strong> per migliaia di anni e vennero
gradualmente seppelliti nel suolo paludoso da strati di sedimenti
(fango e sabbia). Si costituirono quindi la <strong>torba</strong>,
un fitto intreccio di resti vegetali, e il
<strong>sapropel</strong>, una fanghiglia di resti vegetali,
planctonici e argille.
</p>
<p>
Con l'aumentare della stratificazione e quindi della profondità
si determinò un aumento di pressione e temperatura. In questo
ambiente microorganismi anaerobi attuarono una serie di
trasformazioni riducendo la quantità di idrogeno, ossigeno e azoto
e aumentando la concentrazione di <strong>carbonio</strong>
passando così dalla torba alla <strong>lignite</strong> e
<strong>litantrace</strong> fino
all'<strong>antracite</strong>, in ordine per contenuto di
carbonio.
</p>
<p><img alt="antracite" src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/72/Coal_anthracite.jpg"></p>
<p>
L'antracite è il tipo di carbon fossile più pregiato e contiene
fino al 95% di carbonio. Il carbonio puro, la
<strong>grafite</strong> non è invece utilizzabile come
combustibile.
</p>
<p>
Il processo può durare diversi milioni di anni e può essere
interrotto se lo strato riaffiora in superficie a causa dei
movimenti tettonici in quanto il materiale si degrada velocemente.
</p>
<h3> Utilizzi </h3>
<p>
Il carbone é utilizzato per la <strong>produzione di
grafite</strong> artificiale tramite il processo chimico di
grafitazione.
</p>
<p>
In passato veniva trasformato in <strong>gas</strong> per il
<strong>riscaldamento</strong> e l'illuminazione pubblica.
Nella Germania nazista il carbone veniva convertito, grazie al
processo Fischer-Tropsch, in idrocarburi come
<strong>benzina</strong> e <strong>gasolio</strong> per sopperire
alla mancanza di petrolio.
</p>
<p>
Tuttavia l'utilizzo principale del carbone oggi è quello di
<strong>combustibile solido</strong> per la produzione di energia
elettrica. Il consumo globale di carbone è di circa 7.3×10¹² kg e
il <strong>40%</strong> della produzione di energia elettrica
avviene grazie alla combustione del carbone (dati del 2010).
L'utilizzo del carbone è in aumento e si stima possa aumentare
del 48% entro il 2030.
</p>
<h3> Produzione di energia elettrica </h3>
<p>
Quando utilizzato per la produzione di energia elettrica il carbone
è solitamente polverizzato e bruciato in un fornace con una
caldaia. Il calore prodotto dalla combustione viene utilizzato per
riscaldare l'acqua nella caldaia e produrre vapore. Il vapore
poi mette in movimento delle turbine che azionano un generatore
producendo corrente. L'<strong>efficienza</strong>
termodinamica del processo è in genere del <strong>25%</strong> e
può raggiungere il 43% utilizzando antracite come carburante.
</p>
<p>
In un processo alternativo il carbone è convertito in
<strong>syngas</strong>, una miscela di CO₂, CO e H₂, e bruciato in
una turbina a gas. In questo caso l'efficienza è più alta:
<strong>40-45%</strong>.
</p>
<h3> Riserve e consumo </h3>
<p><img alt="carico di carbone" src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/60/Ashtabulacoalcars_e2.jpg"></p>
<p>
Il maggior estrattore di carbone è la Cina, con il 38% della
produzione annua mondiale, seguita dagli stati uniti al 14%.
l'85% della produzione è consumata da soli 10 paesi di cui 8
sono parte dei maggiori produttori. Solo la Cina consuma il 50%
della produzione annua mondiale.
</p>
<p>
Si è stimato che la quantità di carbon fossile accessibile
all'estrazione con le tecniche attuali è circa 1.5×10¹⁶ kg.
Ovvero, con l'attuale consumo, l'equivalente a circa
<strong>280-300 anni di riserve</strong>.
</p>
<h3>Problemi</h3>
<p>
L'estrazione e l'utilizzo del carbone comporta una lunga
serie di rischi per la salute e l'ambiete.
</p>
<p>
Le miniere a cielo aperto hanno un forte impatto ambientale e ad
esse sono collegati pericoli come contaminazione delle acque, fughe
di <strong>cenere volante</strong> e liquami.
</p>
<p>
Nelle minieri sotterranee invece si hanno invece rischi per la
salute dei minatori che sono sottoposti ad alte temperature (anche
più di 30°C) e la lunga esposizione alle polveri porta a malattie
come la <strong>silicosi</strong>. Sono frequenti gli incendi nei
giacimenti di carbone che possono bruciare per decenni e causare la
<strong>subsidenza</strong> del suolo soprastante.
</p>
<p><img alt="" src="http://media3.s-nbcnews.com/j/msnbc/Components/Photos/040609/040609_coalplant_hmed_2p.grid-6x2.jpg"></p>
<p>
La combustione del carbone libera in aria, oltre alla CO₂, SO₂ che
è un gas fortemente irritante per l'uomo e che provoca il
fenomeno delle <strong>piogge acide</strong>. Il carbone può anche
contenere in tracce altre sostanze pericolose come arsenico e
mercurio e <strong>metalli pesanti</strong> che finiscono nei
milioni di tonnelate di prodotti di scarto rilasciati dalla
lavorazione e utilizzo del carbone ogni anno.
</p>
<p>
Ogni anno in Cina muoiono più di 5000 minatori e negli Stati Uniti
si registrano 24000 morti collegate alla produzione di energia dal
carbone.
</p>
<h3> Densità di energia </h3>
<p><img alt="densità di energia" src="http://imgs.xkcd.com/comics/log_scale.png"></p>
<p>
La densità di energia del carbone è di <strong>24 MJ/Kg</strong>.
Circa la metà di quella di metano e petrolio e quasi nulla rispetto
a quella dei materiali fissili. Inoltre anche nel miglior processo
di combustione quasi la metà di questa energia viene persa. Il
carbone è una delle fonti di energia più inefficienti tuttavia ha
un costo di produzione relativamente basso e contribuisce a
mantenere basso il costo di altri combustibili come il petrolio.
</p>
<h1> Petrolio </h1>
<p><img alt="petrolio" src= "http://www.genitronsviluppo.com/biodiesel_alghe/compleanno_petrolio_microalghe_compleanno_petrolio_anniversario_4.jpg"></p>
<h2> Formazione </h2>
<h4> Teoria Biogenica </h4>
<p>
La teoria biogenica del petrolio ipotizza che il petrolio derivi
dalla trasformazione di materiale biologico in decomposizione. Il
primo a sostenere tale teoria fu lo scienziato russo Lomonosov nel
XVIII secolo (confermata nel 1877 da Mendeleev). Ulteriore conferma
a tale ipotesi fu fornita da Alfred E. Treibs, che evidenziò
l'analogia strutturale tra una molecola di metalloporfirina che
aveva rintracciato nel petrolio nel 1930 e la molecola della
clorofilla (che è invece associata a processi biologici).
</p>
<p>
Secondo tale teoria, il materiale biologico dal quale deriva il
petrolio è costituito da organismi unicellulari marini vegetali e
animali (fitoplancton e zooplancton) rimasti sepolti nel sottosuolo
centinaia di milioni di anni fa, in particolare durante il
paleozoico, quando tale materia organica era abbondante nei mari.
</p>
<p>
In un primo stadio, tale materia organica viene trasformata in
cherogene attraverso una serie di processi biologici e chimici; in
particolare la decomposizione della materia organica ad opera di
batteri anaerobi (cioè che operano in assenza di ossigeno) porta
alla produzione di ingenti quantità di metano. Successivamente, a
causa della continua crescita dei sedimenti, si ha un innalzamento
della temperatura (fino a 65-150 °C) che porta allo sviluppo di
processi chimici di degradazione termica e cracking, che
trasformano il cherogene in petrolio. Tale processo di
trasformazione del cherogene in petrolio avviene alla sua massima
velocità quando il deposito ha raggiunto profondità intorno a
2.000-2.900 metri.
</p>
<p>
Una volta generati, gli idrocarburi migrano verso l'alto
attraverso i pori della roccia in virtù della loro bassa densità.
Se nulla blocca la migrazione, questi idrocarburi affiorano in
superficie. A questo punto le frazioni più volatili evaporano e
resta un accumulo di bitume, che è pressoché solido a pressione e
temperatura atmosferica. Storicamente gli accumuli naturali di
bitume sono usati per usi civili (impermeabilizzare il legno) o
militari (come il fuoco greco). Tuttavia nel percorso di
migrazione, gli idrocarburi possono accumularsi in rocce porose
(dette "rocce madri") e restare bloccati da uno strato di
roccia impermeabile. In questo caso si può creare una zona di
accumulo, detta "trappola petrolifera" (o reservoir).
Perché le rocce porose possano costituire un reservoir, è
necessario che queste rocce siano al di sotto di rocce meno
permeabili (normalmente argille o evaporiti), in maniera tale che
gli idrocarburi non abbiano la possibilità di risalire sino alla
superficie terrestre.
</p>
<p>
Una conformazione geologica che costituisce un caso tipico di
trappola petrolifera è la piega anticlinale. Questo tipo di
configurazione costituisce di gran lunga il caso più frequente di
"trappola petrolifera", anche se può accadere che il
petrolio si accumuli in corrispondenza di fratture tettoniche o
attorno a dei giacimenti di sale. All'interno del reservoir si
viene quindi a trovare una miscela di idrocarburi liquidi e gassosi
(in proporzioni variabili). Gli idrocarburi gassosi costituiscono
gas naturale (metano ed etano) e riempiono le porosità superiori.
Quelli liquidi (nelle condizioni di pressione esistenti nel
giacimento, cioè svariate centinaia di atmosfere) occupano le zone
inferiori del reservoir. In virtù dell'origine marina della
materia organica all'origine del petrolio, quasi
inevitabilmente gli idrocarburi sono associati ad acqua; è
frequente la situazione per la quale all'interno della roccia
madre si trovino tre strati: uno superiore di gas naturale, uno
intermedio costituito da idrocarburi liquidi ed uno inferiore di
acqua salata. Nelle operazioni di messa in produzione di un
giacimento si presta notevole attenzione alla profondità alla quale
si situa lo strato di acqua perché questa informazione è necessaria
per calcolare il rendimento teorico del giacimento. È frequente la
situazione per la quale il giacimento di idrocarburi contiene
unicamente metano ed etano. In questo caso si parlerà di giacimento
di gas naturale. Se gli idrocarburi liquidi più pesanti presenti
nel giacimento non superano i dodici-quindici atomi di carbonio
(C12 - C15), si parlerà di giacimento di condensato, sovente
associato a gas naturale. Se negli idrocarburi liquidi presenti
sono rappresentate molecole più lunghe si è in presenza di un
giacimento di petrolio propriamente detto.
</p>
<h3> Teorie Abiogene </h3>
<p>
Secondo le teorie abiogene (o abiotiche) il petrolio si è formato
attraverso processi non biologici.
</p>
<p>
Fra i teorici dell'origine abiogena c'è il professor Thomas
Gold che nel 1992 pubblicò la sua teoria della profonda biosfera
calda, allo scopo di spiegare il meccanismo dell'accumulo di
idrocarburi nei giacimenti profondi. Nel 2001 J. Kenney dimostrò
che secondo le leggi della termodinamica non sarebbe possibile la
trasformazione a basse pressioni di carboidrati o altro materiale
biologico in catene idrocarburiche. Infatti il potenziale chimico
dei carboidrati varia da -380 a -200 kcal/mol, mentre il potenziale
chimico degli idrocarburi è maggiore di 0 kcal/mol. Siccome le
trasformazioni termodinamiche evolvono verso condizioni a
potenziale chimico più basso, la trasformazione citata non può
avvenire. Il metano non si polimerizza a basse pressioni ad alcuna
temperatura. Talvolta, giacimenti di gas naturale e petrolio
ritenuti in fase di esaurimento, si riempono di nuovo; questo
processo può essere alimentato solo da depositi profondi,
percorrendo la sequenza di fenomeni che portò alla formazione
iniziale. La teoria abiotica sostiene che tutti gli idrocarburi
naturali siano di origine abiotica, ad eccezione del metano
biogenico (spesso chiamato gas di palude), che è prodotto in
prossimità della superficie terrestre attraverso la degradazione
batterica di materia organica sedimentata.
</p>
<p>
Una teoria dell'origine abiotica del petrolio ritiene che al
momento della formazione della Terra si siano formati dei
significativi depositi di carbonio, ora preservati solo nel
mantello superiore. Questi depositi, trovandosi in condizioni di
elevata temperatura e pressione, catalizzerebbero la
polimerizzazione di molecole di metano, fino a formare lunghe
catene idrocarburiche. Una variante di questa teoria prevede
l'idrolisi di peridotiti del mantello, con conseguente
formazione di un fluido ricco in idrogeno e con metalli
catalizzatori (come nichel, cromo, cobalto o vanadio), che
risalendo, dilaverebbe le rocce carbonatiche superiori, generando
idrocarburi. Questa reazione chimica ipotizzata è la stessa che si
avrebbe nel processo industriale della sintesi di Fischer-Tropsch.
</p>
<h2> Trasformazione Preliminare </h2>
<p>
Abitualmente il greggio viene sottoposto ad un primo trattamento
direttamente sul posto in cui viene estratto dal sottosuolo.
L'acqua e le componenti minerali sono le prime ad essere
separate, prima di inviare il petrolio alla raffinazione,
principalmente tramite distillazione o metodi gravitativi, cicloni,
ecc. L'acqua separata, solitamente ha un certo contenuto di
sali disciolti (principalmente cloruro di sodio) e quindi non
utilizzabile per scopi agricoli, industriali o civili, quasi sempre
viene reiniettata nel sottosuolo entro l'acquifero del
giacimento, per mantenerne la pressione e quindi tenere stabile la
produzione petrolifera, oppure in livelli rocciosi permeabili, che
quindi l'assorbono facilmente, individuati nel sistema
geologico in cui si trova il giacimento.
</p>
<h3> La Trasformazione del petrolio (downstream) </h3>
<p>
Dopo il processo di estrazione, il petrolio viene trasportato verso
stabilimenti (raffinerie di petrolio), dove avvengono le operazioni
di trasformazione che permettono di produrre a partire dal grezzo
petrolifero una serie di prodotti di uso comune. Le operazioni
attraverso le quali il grezzo petrolifero viene trasformato sono
molteplici e di diversa natura. A grandi linee, il processo di
raffinazione può essere suddiviso in tre fasi principali:
</p>
<ul>
<li> Separazione fisica dei componenti che costituiscono il petrolio ottenendo più tagli; </li>
<li> Processi chimici per il miglioramento qualitativo dei tagli ottenuti; </li>
<li> Purificazione dei prodotti finali.</li>
</ul>
<p>
Scendendo più nel particolare, le principali lavorazioni sono:
</p>
<ul>
<li> decantazione, e separazione dell'acqua </li>
<li> dissalazione </li>
<li> distillazione atmosferica (detta anche topping) </li>
<li> distillazione sotto vuoto (detta anche vacuum) </li>
<li> reforming </li>
<li> desolforazione (per eliminare lo zolfo, che altrimenti sarebbe rilasciato sotto forma di SOx, particolarmente inquinanti) </li>
<li> cracking, alchilazione, isomerizzazione. </li>
</ul>
<p>
Ogni taglio petrolifero è costituito da molecole di lunghezza
comparabile. Poiché l'operazione di distillazione non può
essere perfetta, ogni taglio petrolifero contiene un po' del
taglio più leggero ed un po' del taglio più pesante. Per questo
motivo gli intervalli di ebollizione di un taglio
"ricoprono" parzialmente quelli del taglio immediatamente
più leggero ed immediatamente più pesante. I gas che si formano
nelle varie parti di impianto (metano, etano, propano e butano)
vengono raccolti ed usati per produrre energia per il funzionamento
della raffineria o valorizzati come prodotti finiti. Il taglio che
costituisce la benzina dovrà subire varie lavorazioni, in quanto la
benzina da topping presenta uno scarso numero di ottano, pertanto
si ricorre ai processi di isomerizzazione, reforming. La parte
pesante viene inviata al vacuum per recuperare i combustibili
liquidi rimasti nel fondo della colonna da topping:
</p>
<ul>
<li> cracking catalitico, hydrocracking e visbreaking per aumentare ulteriormente la resa in combustibili liquidi; </li>
<li> alchilazione (per convertire parte dei gas in benzina) </li>
<li> delay coking (produzione di coke) </li>
</ul>
<p>
Vi sono poi altre lavorazioni per recuperare le paraffine e le cere
(vasellina), usate anche nella cosmetica. Lo scarto finale
costituisce il bitume usato, una volta miscelato con pietrisco fine
e sabbia, per la pavimentazione stradale. Nel novero dei prodotti
di raffineria rientra anche lo zolfo ottenuto dal processo di
desolforazione. Va infine ricordato che il petrolio (nel taglio
della virgin nafta) è anche materia prima per l'industria
petrolchimica per la produzione di plastiche. I prodotti finali del
processo di trasformazione includono dunque: GPL, benzina,
cherosene, gasolio, oli lubrificanti, bitumi, cere e paraffine.
</p>
<h2> Aspetti Positivi e Negativi </h2>
<h3> Negativi</h3>
<ul>
<li>
Si tratta di una fonte non rinnovabile, ne è presente una
quantità limitata sulla terra e il ciclo che l'ha generata
attraverso i residui fossili ha impiegato milioni di anni per
generarla;
</li>
<li> Materie plastiche difficili da riciclare </li>
<li> Scarti rilasciati nell'ambiente </li>
<li> Squilibri negli ecosistemi </li>
<li>
Non essendo equamente distribuita sulla terra, rende i paesi
che non la possiedono fortemente dipendenti da quelli che ce
l'hanno, di solito in grandissime quantità (ad es. in
mediooriente)
</li>
<li>
Per poter sfruttare l'energia presente nei legami degli
idrocarburi è necessario adoperare dei cicli termodinamici
altamente inefficienti, nel senso che viene dissipata molta
energia sottoforma di calore
</li>
<li>
Il prezzo elevato che viene pagato per il petrolio e i suoi
derivati è spesso legato a logiche di politiche nazionali e
internazionali
</li>
</ul>
<h5> Ambiente </h5>
<p>
La presenza dell'industria petrolifera ha significativi impatti
sociali e ambientali, da incidenti e da attività di routine come
l'esplorazione sismica, perforazioni e scarti inquinanti.
</p>
<p>
L'estrazione petrolifera è costosa e spesso danneggia
l'ambiente. La ricerca e l'estrazione di petrolio offshore
disturbano l'ambiente marino circostante. L'estrazione può
essere preceduta dal dragaggio, che danneggia il fondo marino e le
alghe, fondamentali nella catena alimentare marina. Il greggio e il
petrolio raffinato che fuoriescono da navi petroliere incidentate,
hanno danneggiato fragili ecosistemi in Alaska, nelle Isole
Galapagos, in Spagna e in molti altri posti. Infine, la
combustione, su tutto il pianeta, di enormi quantità di petrolio
(centrali elettriche, mezzi di trasporto) risulta essere tra i
maggiori responsabili dell'incremento riscontrato delle
percentuali di anidride carbonica e di altri gas
nell'atmosfera, incidendo sull'aumento dell'effetto
serra.
</p>
<p><img alt="oil spill" src="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2e/Oil-spill.jpg"></p>
<h3> Positivi </h3>
<ul>
<li>
Il costo del petrolio è di per se basso (nonostanze il recente
rialzo), nel senso che si tratta di una componente presente in
grandi quantità e che per le tecnologie di oggi è facilmente
estraibile dal giacimento (insieme al gas e alla legna di una
delle risorse più sfruttate durante tutto il '900).
</li>
<li> Carburanti funzionanti </li>
<li> Materiali plastici leggeri, pratici e resistenti </li>
<li> Utilizzati per produrre elettricità </li>
<li>
Contiene una grandissima energia nei legami delle molecole di
carbonio e idrogeno e questo fa si che sia possibile
trasportarla sui sistemi di trasporto per poter alimentare i
cicli di combustione nei motori delle automobili, degli aerei,
delle navi...
</li>
</ul>
<h2> Potenzialità rispetto al fabbisogno mondiale </h2>
<table>
<thead>
<tr>
<th style="text-align:left"> Paese </th>
<th style="text-align:center"> consumo (barili/giorno) </th>
<th style="text-align:center"> Anno </th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="text-align:left"> Stati Uniti </td>
<td style="text-align:center"> 19 150 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Cina </td>
<td style="text-align:center"> 9 400 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2011 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Giappone </td>
<td style="text-align:center"> 4 452 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> India </td>
<td style="text-align:center"> 3 182 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Arabia Saudita </td>
<td style="text-align:center"> 2 643 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Germania </td>
<td style="text-align:center"> 2 495 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Canada </td>
<td style="text-align:center"> 2 209 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Russia </td>
<td style="text-align:center"> 2 199 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Corea del Sud </td>
<td style="text-align:center"> 2 195 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2011 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Messico </td>
<td style="text-align:center"> 2 073 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Brasile </td>
<td style="text-align:center"> 2 029 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2012 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Francia </td>
<td style="text-align:center"> 1 861 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Iran </td>
<td style="text-align:center"> 11 845 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Gran Bretagna </td>
<td style="text-align:center"> 1 622 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Italia </td>
<td style="text-align:center"> 1 528 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> Spagna </td>
<td style="text-align:center"> 1 441 000 </td>
<td style="text-align:center"> 2010 </td>
</tr>
</tbody>
</table>
<h2> Utilizzo e Sviluppo odierno del Petrolio </h2>
<p>
Dal petrolio si possono ottenere molti prodotti, da alcuni dei più
diffusi combustibili (la benzina, il gasolio e altre sostanze dette
derivati del petrolio) a molte delle materie plastiche utilizzate
dall'uomo. Gli idrocarburi semplici di cui è composto il
petrolio sono, infatti, la materia prima essenziale per produrre
materie plastiche che danno una risposta alle molteplici esigenze
di materiali plastici con caratteristiche specifiche: resistenza,
plasticità, durezza, elasticità, biodegradabilità, indeformabilità,
aderenza, impermeabilità, malleabilità, ecc. I quattro idrocarburi
più usati sono l'etilene, il propilene, il butadiene e il
benzene. La loro molecola li rende particolarmente adatti a
ricomporsi in lunghe catene organizzate. La complessità delle
sostanze petrolchimiche viene ricostruita con numerosi passaggi e
diversi percorsi produttivi attraverso i quali si giunge a
un'infinita varietà di prodotti. L'etilene è la sostanza di
partenza più utilizzata al mondo (5 milioni di tonnellate
allanno). Da solo viene usato per far maturare la frutta più
rapidamente e per produrre detergenti con poca schiuma. Mediante
polimerizzazione, si ottiene il polietilene (PE), presente in
numerosi imballaggi, oggetti stampati e rivestimenti. Combinando
l'etilene con acqua si ottiene l'alcol etilico, un solvente
per profumi, cosmetici, pitture, saponi, coloranti, fibre tessili e
materie plastiche. Combinandolo con il benzene, si ottiene il
polistirolo (PS), usato come isolante in edilizia, nonché materia
prima per imballaggi delicati e giocattoli. Combinandolo con il
cloro si ottiene il polivinilcloruro (PVC), anch'esso molto
utilizzato nel settore edile e per realizzare tessuti impermeabili.
Il propilene è il punto di partenza per numerose sostanze chimiche,
tra cui l'isoprene, la glicerina e l'acetone. Combinando
tra loro più molecole di propilene si ottiene il polipropilene
(PP), ideale per imballaggi e altri manufatti resistenti. Il
butadiene viene usato soprattutto nella preparazione di gomme
sintetiche, succedanei del cuoio e come solvente. Infine il
benzene, dal quale si ricavano importanti prodotti intermedi come
il fenolo, l'anilina, lo stirene e il clorobenzene, utilizzati
per coloranti, fibre, resine, materie plastiche, gomme sintetiche,
prodotti farmaceutici, insetticidi, detersivi, fibre tessili. I
derivati del petrolio sono poi utilizzati come combustibili nelle
centrali termoelettriche per la produzione di energia elettrica e
in impianti di riscaldamento domestico e di produzione di acqua
calda.
</p>
<table>
<thead>
<tr>
<th style="text-align:left"> Prodotto petrolifero </th>
<th style="text-align:left"> Utilizzi </th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td style="text-align:left"> metano e altri gas </td>
<td style="text-align:left"> combustibili di raffineria </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> propano </td>
<td style="text-align:left"> combustibile per autotrazione o per riscaldamento </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> butano </td>
<td style="text-align:left"> utilizzato per aumentare la volatilità della benzina </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> etere di petrolio </td>
<td style="text-align:left"> solvente </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> nafta leggera </td>
<td style="text-align:left"> componente di combustibile per automobili </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> nafta pesante </td>
<td style="text-align:left"> materia prima per il reforming, combustibile per jet </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> benzina </td>
<td style="text-align:left"> combustibile per motori </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> cherosene </td>
<td style="text-align:left"> combustibile </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> gasolio leggero </td>
<td style="text-align:left"> carburante per motori Diesel / riscaldamento </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> gasolio pesante </td>
<td style="text-align:left"> materia prima per cracking catalitico </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> olio lubrificante </td>
<td style="text-align:left"> olio per motori </td>
</tr>
<tr>
<td style="text-align:left"> bitume, asfalto </td>
<td style="text-align:left"> pavimentazione stradale </td>
</tr>
</tbody>
</table>
<h1> Gas naturale </h1>
<blockquote>
<p>
Per gas naturale si intende un combustibile fossile composto da
una miscela di idrocarburi,il cui componente principale è il
gas metano con una composizione del 90/95%.Tuttavia,è possibile
trovarvi anche gas più pesanti fra cui etano,propano,butano e
pentano.
</p>
</blockquote>
<p>
Vediamo ora le principali caratteristiche di questa fonte di
energia
</p>
<h3> Come ottenere il gas naturale </h3>
<blockquote>
<p>
È necessario precisare che il gas naturale si è formato,
insieme al petrolio, centinaia di milioni di anni grazie alla
decomposizione chimica di sostanze organiche (come,ad es.
alghe, plancton) in assenza di ossigeno.Così,dopo essersi
formato,esso tende a risalire verso la superficie terrestre:una
parte viene dispersa nell'atmosfera, un'altra parte
rimane invece intrappolata in formazioni geologiche(es. strati
di roccia sedimentaria).Si formano quindi dei giacimenti
sotterranei.Questi giacimenti vengono individuati grazie alla
propagazione delle onde sismiche,successivamente vengono
costruiti gli impianti di estrazione necessari e tramite la
trivellazione dei pozzi,si estre il gas naturale.
</p>
</blockquote>
<p>
Il gas naturale si trova quindi allo stato fossile,per poi essere
estratto.I più grandi giacimenti conosciuti si trovano nel Golfo
Persico (Qatar e Iran), ma il paese che singolarmente possiede le
maggiori riserve conosciute è la Russia.
</p>
<h3> Vantaggi e svantaggi del gas naturale </h3>
<p>
Come per ogni fonte di energia,esistono vantaggi e svantaggi legati
al suo utilizzo. Vediamo ora i principali vantaggi di questa fonte
di energia:
</p>
<ul>
<li> Può essere immediatamente sfruttata così come viene estratta; </li>
<li> Impiego minimo di energia per estrazione,depurazione e trasporto </li>
<li> Rendimento superiore al 90% come solo l'energia idroelettrica </li>
<li> Sono presenti riserve per altri 100 anni </li>
<li> Privo di zolfo </li>
<li> Combinazione semplice con energie rinnovabili; </li>
<li> Basse emissioni di Co2 </li>
</ul>
<p>Passiamo ora a vedere quali sono gli svantaggi: </p>
<ul>
<li>L'estrazione del gas naturale genera una diminuzione di
pressione nella riserva sotterranea portando ad una subsidenza del
terreno che,a sua volta,può danneggiare l'ecosistema e perfino
le fondamenta degli edifici;
</li>
<li>Durante la sua combustione,esso genera gas serra che
contribuiscono al surriscaldamento del pianeta.Lo stesso gas metano
è un gas serra più <em>pericoloso</em> rispetto all'anidride
carbonica.
</li>
</ul>
<p>In generale, si tratta comunque di una valida fonte di energia.</p>
<h3> Utilizzo del gas naturale </h3>
<blockquote>
<p>
Il gas naturale è un gas di fondamentale importanza,dal momento
che esso è costantemente impiegato in numerosissime attività
quotidiane in diversi settori.
</p>
</blockquote>
<p>
Di seguito sono elencate le principali attività che hanno a che
vedere con il gas naturale:
</p>
<ul>
<li>
E' il combustibile fossile maggiormente legato al
riscaldamento delle abitazioni
</li>
<li>
Sempre in ambito residenziale esso è utilizzato per la
preparazione di cibi e per la produzione di acqua calda tramite
caldaie
</li>
<li>
Viene utilizzato per produrre energia elettrica ed è sfruttato
da C entrali a turbogas, a ciclo combinato e impianti di
cogenerazione
</li>
<li>
E' sempre più richiesto come combustibile per auto veicoli,
perciò la domanda di vetture alimentate a gas è sempre più
crescente
</li>
<li>
Lutilizzo del gas naturale nei processi produttivi industriali
(combustione, saldatura, essiccamento, ecc) coinvolge moltissimi
settori industriali: dallindustria alimentare a quella
meta llurgica, dalla produzione di laterizi alla tessitura
fino alla lavorazione di carta e vetro
</li>
<li>
E' molto utilizzato anche nel settore chimico per la produzione
di molte materie fra cui plastiche,farmaci e coloranti
</li>
</ul>
<blockquote>
<p>
E' quindi facile vedere come questa fonte di energia,pur
essendo esauribile,porti numerosi vantaggi all'uomo in
diversi settori ed in diverse attvità.La crescente domanda per
il suo impiego la rende a tutti gli effenti un elemento di
sostentamento fondamentale per l'uomo.Le sue potenzialità
sono enormi,per ciò è molto probabile che nei prossimi anni
assumerà un ruolo ancor più dominante nella nostra vita.
</p>
</blockquote>
<h3>
Potenzialità rispetto al fabbisogno
</h3>
<blockquote>
<p>
Il gas naturale svolge un ruolo fondamentale per quanto
riguarda l'equilibrio energetico mondiale, dal momento che
rappresenta circa un quinto della quantità totale di energia
impiegata.Recentemente, il consumo di gas naturale è aumentato
in maniera vertiginosa, e si stima attualmente a più di 3 mila
miliardi di metri cubi annui. Si prevede che il consumo di gas
naturale continuerà ad aumentare in modo rapido, guidato in
particolar modo dallaumento del fabbisogno nei settori della
produzione di energia elettrica e dei trasporti. Lalto grado
di efficienza, leconomicità a lungo termine e la disponibilità
di questa materia prima sono fattori che, in tali settori,
potranno contribuire a far pendere la bilancia a suo favore.
</p>
</blockquote>
<p>
Tutti questi fattori fanno sì che le potenzialità del gas naturale
rispetto al fabbisogno siano ottime e consentano di soddisfare le
richieste.
</p>
<h3>
Altre informazioni
</h3>
<blockquote>
<p>
Oltre all'estrazione del gas naturale tramite gli appositi
impianti precedentemente citati,è possibile che esso venga
ricavato attraverso metodi alternativi.Esistono quindi altre
diverse fonti:
</p>
</blockquote>
<ul>
<li>
La prima di esse è rappresentata dalle discariche. In esse,
infatti,è possibile che il gas naturale si formi tramite la
decomposizione dei rifiuti.In questo caso si parla di
<em>biogas</em>;
</li>
<li>
In Ontario e Danimarca si sta pensando di portare a termine un
progetto che prevede l'estrazione di metano dal letame prodotto
da allevamenti di animali (principalmente maiali e bovini) per
generare energia elettrica. Con uno di questi impianti a biogas
si riesce a produrre elettricità sufficiente per una piccola
città (250 MW). Questo metodo può essere ulteriormente
migliorato aggiungendo altro materiale organico come la parte
organica dei rifiuti domestici.
</li>
</ul>
</body>
</html>