Gas naturale
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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.
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[modifica] Composizione chimica e potere energetico
[modifica] Composizione chimica
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, p.es. 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.
[modifica] Potere energetico
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[1] che può variare nel corso dell'anno anche con lo stesso distributore.
[modifica] Stoccaggio e trasporto
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, e questi possono chiudere i rubinetti lasciando il legittimo destinatario a secco.
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.
[modifica] Distribuzione e vendita
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 societa' concessionarie (distributori) con contratti di lunga durata pur essendo normalmente di proprieta' 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.
[modifica] Usi
[modifica] Generazione di energia elettrica
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).
Vi è anche in corso una polemica sull'utilizzo di gas naturale per la generazione di energia elettrica, poiché essendo una risorsa particolarmente pregiata, molti ritengono che sia un vero e proprio spreco usarla in quantità massicce per scopi che potrebbero essere facilmente raggiunti con altri mezzi (carbone, olio, fonti rinnovabili e nucleare).
[modifica] Utilizzo come combustibile per autotrazione
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Per approfondire, vedi la voce veicoli a gas naturale. |
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
[modifica] Uso domestico, commerciale, industriale
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 gradi
[modifica] Fonti
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).
[modifica] Possibili fonti future
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.
[modifica] Produttori e riserve
Secondo i dati ENI [2], 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:
|
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 [1] 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.
|
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 dispongono di riserve - proprie e del paese da cui importano di più - con una vita residua di appena 9 o 10 anni. Si spiegano così le preoccupazioni espresse, tra gli altri, da Alan Greenspan [3].
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 [4]).
[modifica] Sicurezza
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 (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
[modifica] Impatti ambientali del gas naturale
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 pero' assenti i seguenti inquinanti: Particolato, ossidi di zolfo, idrocarburi incombusti (benzene, ecc..).
[modifica] Note
- ^ Il gas naturale in Italia - Rapporto 2004
- ^ a b c ENI eni.it: World Oil and Gas Review
- ^ federalreserve.gov
- ^ kataweb.it
[modifica] Voci correlate
[modifica] Collegamenti esterni
- Gas naturale su Open Directory Project (Segnala su DMoz un collegamento pertinente all'argomento "Gas naturale")
- gas.it
- Picco Energetico Un esame visivo dei conti nazionali e regionali di produzione e di consumo di energia; dati della BP Statistical Review.
