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Gas

Gas da cucina

Il gas naturale è un gas prodotto dalla decomposizione anaerobica di materiale organico.

In natura si trova comunemente allo stato fossile, insieme al petrolio, al carbone o da solo in giacimenti di gas naturale. Viene però anche prodotto dai processi di decomposizione correnti, nelle paludi (in questo caso viene chiamato anche gas di palude), nelle discariche, durante la digestione negli animali e in altri processi naturali. Viene infine liberato nell'atmosfera anche dall'attività vulcanica.

Composizione chimica e potere energetico Modifica

Gaskessel gr

Un bombolone di gas liquefatto

Composizione chimica Modifica

Il principale componente del gas naturale è il metano (CH4), la più piccola e leggera fra le molecole degli idrocarburi. Normalmente contiene anche idrocarburi gassosi più pesanti come etano (CH3CH3), propano (CH3CH2CH3) e butano (CH3CH2CH2CH3), nonché, in piccole quantità, pentano.

Sono sempre presenti modeste percentuali di gas diversi dagli idrocarburi, ad esempio anidride carbonica (CO2), azoto, ossigeno (in tracce), gas nobili e solfuro di idrogeno (H2S).

Il solfuro d'idrogeno e il mercurio (Hg) sono considerati i contaminanti più nocivi, che devono essere rimossi prima di qualsiasi utilizzo.

Potere energetico Modifica

La combustione di un metro cubo di gas naturale di tipo commerciale generalmente produce circa 38 MJ (10,6 kWh).

Più precisamente si ha:

  • Potere calorifico superiore: 13 284 kcal/kg oppure 9 530 kcal/Nm³
  • Potere calorifico inferiore: 11 946 kcal/kg oppure 8 570 kcal/Nm³

Questi valori sono solo indicativi e variano a seconda del distributore, in funzione della composizione chimica del gas naturale distribuito ai clienti che può variare nel corso dell'anno anche con lo stesso distributore.

Stoccaggio e trasporto Modifica

Natural gas production world

Estrazione mondiale di gas naturale in metri cubi all'anno

La principale difficoltà nell'utilizzo del gas naturale è il trasporto. I gasdotti sono economici, ma non permettono l'attraversamento di oceani e spesso, quando si tratta di gasdotti internazionali, passano in territori di altri stati, i quali potrebbero interromperne il flusso per motivi politici o altro. Vengono utilizzate anche navi per il trasporto di gas naturale liquefatto, definite metaniere, ma hanno costi più alti e problemi di sicurezza. In molti casi, come ad esempio nei pozzi petroliferi in Arabia Saudita, il gas naturale che viene recuperato durante l'estrazione del petrolio, non potendo essere venduto con profitto, viene bruciato direttamente sul posto. Questa dispendiosa pratica è illegale in molti stati, poiché rilascia nell'atmosfera terrestre gas serra inutilmente. Invece di venire bruciato, il gas, viene sempre più frequentemente re-iniettato nel giacimento petrolifero per mantenerne alta la pressione e quindi consentire l'estrazione di tutto il petrolio in esso contenuto. Il gas naturale viene compresso per essere immagazzinato.

Distribuzione e vendita Modifica

Il gas naturale compresso, in bombole, viene usato nelle zone rurali o comunque dove non sia possibile o conveniente il collegamento alle condotte che costituiscono la rete di distribuzione urbana in bassa pressione e sono gestite da società concessionarie (distributori) con contratti di lunga durata pur essendo normalmente di proprietà pubblica. La distribuzione e la vendita sono state recentemente oggetto di una completa revisione normativa nell'ambito del processo di liberalizzazione del mercato del gas.

Recentemente, visto il costo sempre più alto del petrolio, è diventato conveniente il processo di trasformazione del gas naturale in carburanti liquidi, principalmente (nafta e gasolio). Tale processo è chiamato GTL (Gas To Liquids) ed è basato su una tecnologia chiamata Fischer-Tropsch utilizzata dai tedeschi all'epoca della seconda guerra mondiale. I tedeschi, non avendo a disposizione giacimenti petroliferi, per alimentare la loro macchina bellica utilizzavano carbone, il quale, dopo essere stato gassificato, veniva convertito in carburante liquido. Il Processo Fischer-Tropsch utilizza un catalizzatore a base di cobalto o di ferro per produrre condensati e cera a partire dal gas naturale opportunamente trattato.

Usi Modifica

Generazione di energia elettrica Modifica

Il gas naturale è una delle principali fonti utilizzate per la produzione di energia elettrica in molteplici tipologie di centrali elettriche. Nei cicli convenzionali alimenta bruciatori che producono vapore destinato ad azionare turbine, mentre nelle centrali cosiddette "turbogas" viene direttamente bruciato in turbine a combustione interna. Le più efficienti centrali termoelettriche a gas combinano una turbina a gas (primo stadio) con una a vapore (secondo stadio) la cui caldaia è alimentata dai gas combusti in uscita dalla turbina a gas. Si tratta di centrali dette "a ciclo combinato".

Il calore ulteriormente residuo può ancora essere utilizzato, per esempio per il riscaldamento tramite una rete di teleriscaldamento, o, più raramente, per il raffrescamento. (Ci si riferisce comunemente ai casi di produzione combinata di elettricità e calore con il termine di cogenerazione).

Utilizzo come combustibile per autotrazione Modifica

Template:Vedi anche

Il gas naturale, molto spesso denominato "metano", anche se in realtà è composto da metano e altri gas, è utilizzato in Italia come combustibile per autotrazione sin dagli anni trenta quando la politica dell'autarchia spinse la tecnica del momento a cercare nuove soluzioni per l'utilizzo di carburanti alternativi come il gasogeno e il gas naturale. L'Italia lo importa ed esso è un idrocarburo gassoso

Uso domestico, commerciale, industriale Modifica

Il gas naturale viene fornito alle abitazioni, alle attività commerciali ed agli impianti industriali. Gli usi più comuni sono per cucinare, per scaldare l'acqua sanitaria, per riscaldamento e il condizionamento degli edifici. In alcuni usi industriali, può essere utilizzato per raggiungere temperature non oltre i 1000 °C.

Fonti Modifica

Il gas naturale viene estratto da giacimenti misti di gas e petrolio o solo di gas. 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.

Una piccola percentuale di gas naturale viene estratta anche dalle miniere di carbone - è il cosiddetto CBM (Coal Bed Methane).

Possibili fonti future Modifica

Un'altra fonte di gas naturale, ancora in fase sperimentale, sono le discariche da cui viene estratto il gas metano, che si forma con la decomposizione dei rifiuti, per fornire energia elettrica e riscaldamento alle città.

In Ontario ed in Danimarca è in progetto 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.

Produttori e riserve Modifica

Italy natural gas production

Produzione del gas naturale in Italia tra 1970 e il 2007.

Secondo i dati ENI[1], nel 2004 sono stati consumati, nel mondo, 2.760 miliardi di m³ di gas naturale. Alla fine dello stesso anno le riserve ammontavano a 177.572 miliardi di m³; assumendo costanti i consumi, le riserve note non si estinguerebbero prima di 60 anni.

Nel decennio 1994-2004, però, i consumi sono aumentati in media del 2,7% all'anno, e si ravvisa qualche problema in particolare per l'Occidente.

I principali produttori di gas naturale sono:

Principali produttori di gas naturale (miliardi di m³ nel 2004)

Produttore

Riserve

Produzione annua

Vita media riserve (anni)

Russia 48.000 607,67   79
Iran 26.500   81,99 323
Qatar 25.783   40,39 638
Arabia Saudita   6.654   63,99 104
Emirati Arabi Uniti   6.047   45,22 134
Stati Uniti   5.353 526,51   10
Nigeria   5.055   20,81 243
Algeria   4.545   95,12   48
Venezuela   4.223   29,39 144
Norvegia   3.188   84,96   38
Iraq   3.080     ===   ==
Turkmenistan   2.900   57,31   51
Indonesia   2.557   82,76   31
Australia   2.548   40,07   64
Malesia   2.464   52,69   47
Kazakistan   1.900   21,87   87
Uzbekistan   1.860   58,01   32
Cina   1.823   51,19   36
Egitto   1.756   30,81   57
Canada   1.603 178,35     9

Secondo dati BP del 2004 le riserve mondiali stimate sono di 179'529 miliardi di metri cubi e i maggiori produttori sono: Russia 26,74% Iran 15,32% Qatar 14,36% Arabia Saudita 3,76% Emirati arabi uniti 3,38% USA 2,95% Nigeria 2,78% Algeria 2,55% Australia 1,37% Cina 1,24% Malesia 1,42% Birmania 1,37% Resto del mondo 22,77%

Possiamo aggiungere:

  • I Paesi Bassi, che nel 2004 avevano riserve per 1.492 miliardi di m³ con una vita residua di 20 anni, sulla base di una produzione di 74,20 miliardi di m³;
  • il Regno Unito, che nel 2004 aveva riserve per 905 miliardi di m³ con una vita residua di 9 anni, sulla base di una produzione di 103,65 miliardi di m³.

La situazione si chiarisce ulteriormente dando uno sguardo alle importazioni.

Principali importatori di gas naturale (miliardi di m³ nel 2005)

Importatore

Totale

Principali esportatori

 

 

Canada

Russia

Algeria

Norvegia

Paesi Bassi

Indonesia

Malesia

Australia

Stati Uniti 122,75 104,18
Germania   90,70   36,54   26,30 21,30
Giappone   76,12           19,00 17,80 13,00
Italia   73,49   23,33 27,73   6,90   8,00

La Germania importa da paesi che dispongono di riserve con vita residua compresa tra 20 e 79 anni.

Il Giappone importa gas naturale liquefatto da paesi che dispongono di riserve con vita residua compresa tra 31 e 64 anni.

Gli Stati Uniti, dopo la scoperta di enormi depositi di gas naturale chiamato "shale gas" contenuto all'interno delle rocce scistose e lo sviluppo delle trivellazioni orizzontali necessarie per estrarlo, possono contare su una disponibilità di gas enorme: 200 quadrilioni di piedi cubici di gas. Per dare un'idea, le riserve mondiali di gas attualmente conosciute ammontano a 6 quadrilioni di piedi cubici, come ha affermato Alan Greenspan il 20 maggio 2005.

L'Italia dipende soprattutto da due paesi, Russia e Algeria, le cui principali compagnie, rispettivamente Gazprom e Sonatrach, hanno stipulato nell'agosto del 2006 un accordo che potrebbe indurre tensioni sui prezzi, al punto che il governo italiano ha posto il problema in sede europea.

Sicurezza Modifica

Il gas, in natura inodore e incolore, viene, prima di essere immesso nelle reti cittadine, miscelato deliberatamente con una miscela di sostanze odorizzanti, principalmente appartenenti a due tipologie di composti chimici (TBM o terziar-butilmercaptano, o anche THT o tetraidrotiofene) con un forte e cattivo odore al fine di renderlo immediatamente riconoscibile all'olfatto e quindi evitare, a causa di inavvertibili sacche di gas, esplosioni. Nell'industria il gas metano non viene odorizzato. Nelle miniere vengono installati sensori e l'ambiente minerario è specificamente sviluppato per evitare fonti di accensione del gas (ad es. la Lampada di Davy).

Il gas naturale non è di per se tossico. In taluni giacimenti, però, è disciolta nel gas naturale una certa quantità di solfuro di idrogeno, gas altamente tossico anche a bassissime concentrazioni.

Impatti ambientali del gas naturale Modifica

La combustione di gas genera, anche se in misura minore rispetto agli altri combustibili fossili, gas serra che contribuiscono al surriscaldamento del pianeta. L' estrazione di gas (ma anche di petrolio) porta a una diminuzione della pressione nella riserva sotterranea. Ciò può portare ad una subsidenza del terreno che può danneggiare l'ecosistema, i corsi d' acqua, la rete idrica e fognaria e causare cedimenti nelle fondamenta degli edifici. L' estrazione e il trasporto del gas possono inoltre generare ulteriore inquinamento. Gli esperti si attendono per i prossimi anni un'impennata nell'uso di gas naturale, conseguente alla richiesta di fonti alternative al petrolio. Normalmente, gli inquinanti principali sono: anidride carbonica, monossido di carbonio, ozono, ossidi di azoto. Sono però assenti i seguenti inquinanti: particolato, ossidi di zolfo, idrocarburi incombusti (tra cui benzene).

Note Modifica

  1. ENI eni.it: World Oil and Gas Review

Voci correlate Modifica

Collegamenti esterni Modifica

  • gas.it
  • Picco Energetico Un esame visivo dei conti nazionali e regionali di produzione e di consumo di energia; dati della BP Statistical Review.

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