L’economia dell’idrogeno: la produzione di energia nel prossimo futuro

Questo post partecipa al Carnevale della Chimica numero 28 ospitato nel blog Arte e Salute.

 

Fonte: www.rcs.org

Quale sarà il vettore energetico del futuro? Come faremo a soddisfare il fabbisogno di energia una volta che i combustibili fossili cominceranno a scarseggiare? Queste sono domande piuttosto frequenti in un periodo dove la popolazione mondiale incomincia a prendere coscienza che il petrolio non è una risorsa infinita. Da almeno un decennio si parla dell’idrogeno come una valida alternativa ai combustibili fossili. Tra le applicazioni più pubblicizzate l’automobile ad idrogeno che risolverebbe gran parte dei problemi di inquinamento avendo come sottoprodotto della combustione esclusivamente acqua.
Questo articolo non vuole e non può esaminare nel dettaglio tutti i metodi e le recenti scoperte nella produzione e la gestione dell’idrogeno, ma vuole solo fornire al lettore un’idea sulla complessità dell’utilizzare questa particolare sostanza come vettore energetico nel futuro in sostituzione ai combustibili fossili.


L’idrogeno molecolare di cui tanto si parla è un gas altamente infiammabile ed è composto da due atomi di idrogeno. Questo gas è considerato un ottimo combustibile, purtroppo, però, è molto raro sulla Terra e quindi per poterlo utilizzare in futuro nell’autotrazione è necessario imparare a produrlo, stoccarlo e trasportarlo in maniera semplice e poco costosa. Con “costo” in questo testo non mi riferirò alla questione economica, bensì al costo energetico, ovvero se investo 100KWh di energia nella produzione di idrogeno, quanta di questa energia viene sprecata nel processo di produzione e gestione del combustibile?

Ci sono diversi modi per produrre idrogeno, molti di questi sono in fase di sperimentazione e ben lontani da un’applicabilità industriale. Le prospettive considerate più plausibili sono ottenere idrogeno dalla scomposizione dell’acqua (2 molecole H2O vengono trasformate in due molecole di idrogeno e una di ossigeno) oppure attraverso lo steam reforming, un processo che partendo dal metano porta alla produzione di idrogeno e anidride carbonica.
Nonostante queste vie siano le più “semplici” per applicabilità industriale non sono esenti da problemi, ad esempio dove si trova l’energia necessaria per scomporre l’acqua?
Lo stesso steam reforming del metano si basa ancora su un combustibile fossile e produce comunque anidride carbonica.
Questo dimostra che l’idrogeno non è un fonte primaria di energia, ma un vettore, ovvero una sostanza che viene creata consumando un’altra fonte energetica.
Ma una volta prodotto? Quanto è facile stoccare e trasportare l’idrogeno?

La risposta è: davvero complesso. L’idrogeno è un gas molto particolare che richiede una grande quantità di energia per essere compresso e stoccato. Basti pensare che per comprimere il metano (oggi molto diffuso come combustibile per automobili) si utilizza 9 volte meno energia rispetto all’idrogeno.
I problemi di stoccaggio non sono da meno: accumulare l’idrogeno come liquido richiede alte pressioni e basse temperature.
Se poi volessimo utilizzarlo per l’autotrazione o per applicazioni diffuse sarebbe necessario trovare un modo per trasportare agevolmente questo gas. Purtroppo a causa della bassissima densità dell’idrogeno le autobotti viaggerebbero quasi vuote. Il costo energetico del trasporto su gomma dell’idrogeno sarebbe diverse volte superiore al costo attualmente sostenuto per il trasporto di metano, GPL o petrolio.
Non pensate nemmeno all’utilizzo dei gasdotti: sempre a causa della bassa densità spingere l’idrogeno all’interno di un tubo consumerebbe il quadruplo dell’energia attualmente utilizzata per il gas naturale.
Se volessimo poi fare rifornimento alla nostra nuova e fiammante macchina ad idrogeno? Si riproporrebbe il problema dello stoccaggio presso i distributori e dello stoccaggio nei singoli serbatoi delle auto con ulteriore consumo di energia.

Facciamo due conti: ipotizziamo di avere una fonte rinnovabile e pressoché illimitata di elettricità e di investire 100KWh nella scomposizione dell’acqua per ottenere idrogeno. Quanta energia riusciamo praticamente ad sfruttare per far andare la nostra automobile e quanta viene persa nei processi produttivi e di trasposto? Che differenza ci sarebbe se ci affidassimo alle batterie come vettori energetici? La tabella seguente dovrebbe rendere l’idea.

Energia utilizzabile al netto di produzione, trasporto e stoccaggio partendo da elettricità rinnovabile. Fonte: Proceedings of the IEEE | Vol. 94, No. 10, October 2006

In conclusione l’economia dell’idrogeno, ad oggi, non è sostenibile ed è per questo motivo che nonostante alcuni proclami da parte di aziende automobilistiche, l’auto ad idrogeno rimane un’utopia. Questo non significa che l’idrogeno non sarà mai utilizzato come vettore energetico, ma semplicemente che non lo sarà nel prossimo futuro. Altre fonti rinnovabili possono essere utilizzate per produrre energia, come ad esempio il bioetanolo, ma questa è un’altra storia…

Fonti:

-International Journal of Hydrogen Energy 32 (2007) 3238 – 3247
- International Journal of Hydrogen Energy, 26, 2001, 127
- Review of small stationary reformers for hydrogen production, International Energy Agency, 2001

 

Plant reproductive material law, ovvero, Tanto rumore per nulla

È degli ultimi giorni la notizia che la Comunità Europea sta varando una nuova legge che regolamenti la riproduzione, la produzione e la vendita su larga scala di vegetali a scopo alimentare, ovviamente scatenando le più disparate proteste e scandalizzando una buona parte del pubblico di internet, che si batte per il diritto di ognuno di coltivare il proprio orto e produrre i propri ortaggi.

Andando a leggere qui, qui , qui  e qui infatti la situazione sembrerebbe alquanto preoccupante.

Se, invece, si va a controllare il testo della proposta di legge, gran parte di questo scandalo rientra e si capisce che lo scopo della UE non è vendersi alle multinazionali dell’agricoltura bensì creare un mercato regolamentato degli ortaggi e delle verdure a livello comunitario, con lo scopo di garantire la qualità dei prodotti e la salute dei consumatori. E come si fa? Naturalmente dandosi delle regole che possano essere comprensibili e attuabili nei vari paesi della Comunità.

La legge parte dalla premessa che tutti i vegetali, la frutta e gli alberi debbano essere ufficialmente testati e registrati prima che possano essere riprodotti e distribuiti a fini commerciali.  Il che vuol dire (ed è ben specificato sia nel testo che nella sezione FAQ) che il provvedimento non è applicabile a chi produce ortaggi o verdure a scopo di consumo personale.

Mio padre e il suo orto sono salvi, meno male.

Ma ci sono anche delle altre eccezioni a queste nuove regole: organizzazioni di volontariato o piccoli produttori con meno di 10 impiegati, banche del seme, istituti scientifici e organizzazioni rivolte alla conservazione delle risorse genetiche (inclusa la conservazione sul campo) o alla conservazione di materiale riproduttivo da scambiarsi tra persone che non siano operatori professionali. Si  sta anche  lavorando a delle deroghe per  produttori di sementi per coltivazioni biologiche anche per grandi quantità di semenza. Queste regole non sono nemmeno applicabili a prodotti con valenza specifica locale o a produzioni di nicchia.

Siamo, quindi lontani dallo scenario orwelliano che viene descritto da molti, ma probabilmente la domanda a cui si dovrà dare una risposta è: quanto costerà testare e registrare l’incredibile varietà di piante edibili (e commercializzabili) della nostra bella Europa? Probabilmente chi ci guadagnerà di più alla fine di tutta questa storia è proprio il consumatore medio, quello che acquista gli ortaggi che finiscono sulla sua tavola dalla grande distribuzione che saprà che le pesche spagnole o le carote venete hanno lo stesso standard di qualità e tracciabilità. Chi teme l’appiattimento delle varietà in commercio avrebbe dovuto probabilmente cominciare a preoccuparsi decenni fa, giudicando i banchi dei supermercati, e stare abbastanza tranquillo perchè troverà comunque la sua frutta e verdura preferita tutelata dalla piccola distribuzione locale.

Terremoto a L’Aquila e “l’imprevedibilità” secondo i media

Casa dello studente – CC by-nc-sa, Paolo Agnelli

Tutti ricordiamo i terribili avvenimenti del 6 aprile 2009 quando la terra tremò sotto L’Aquila radendola praticamente al suolo. Come capita sempre in Italia dopo un disastro, anche a L’Aquila si è fatto un gran parlare di misure antisismiche carenti e di popolazione impreparata ad affrontare il rischio. Insieme alle polemiche sono scattate le indagini che ad oggi hanno prodotto due importanti sentenze. La prima riguarda la condanna in primo grado della Commissione Grandi Rischi: 6 anni per i 7 membri. La seconda sentenza invece riguarda le responsabilità per il crollo della Casa dello Studente ed ha portato alla condanna dei costruttori e dei tecnici dell’università a 4 anni di reclusione. Le motivazioni di questa sentenza sono state depositate oggi e sono state subito prese d’assalto dalle agenzie di stampa e da tutti i giornali (sì, tutti, provate a verificare) per capire perché il giudice fosse giunto a queste conclusioni. Beh, intendiamoci, non è che ci voglia molto a capire quali motivazioni possano spingere un giudice a condannare i costruttori ed i tecnici responsabili di una struttura crollata durante un terremoto. Voglio dire, immagino tutti stiate pensando che sia perché la Casa dello Studente non era stata costruita secondo le norme di legge. In effetti è così, dice il giudice:

“i tecnici ( Berardino Pace, Pietro Centofanti, Tancredi Rosicone condannati a 4 anni,) hanno colpevolmente e reiteratamente ignorato tutte le prescrizioni”

e prosegue

“il vero discrimine per gli edifici crollati non è consistito nella violenza del terremoto e dei relativi picchi di accelerazione, bensì nei vizi progettuali, nelle carenze costruttive, negli errati interventi di manutenzione che hanno caratterizzato anche la Casa dello studente”.

Bene, una sentenza da manuale e un po’ di giustizia per quei poveri 8 ragazzi deceduti nel crollo della struttura. Qualcuno allora mi spiega, per favore, perché tutti i giornali (sì, tutti, ribadisco, provate a verificare) riportano nel titolo “Sentenza L’Aquila, il terremoto non era imprevedibile”?
Prendiamo il Corriere come esempio:

“L’Aquila, il terremoto «non era imprevedibile»
Ecco la sentenza che condanna i tecnici
Il giudice si esprime: sentenza conforme a quella che condannò Barberi, Boschi e la commissione Grandi Rischi”

No, Corriere, non è così: la sentenza non dice questo. Leggiamo insieme cosa dice il giudice:

“È interessante considerare un altro dato fornito dai consulenti nel mondo vengono rilevati 120 terremoti di intensità pari a quello aquilano. Il terremoto dell’Aquila non rappresenta un caso eccezionale nel quadro della sismicità tipica dell’area e, addirittura, le sue caratteristiche sismogenetiche rientrano perfettamente in quanto previsto negli elaborati di pericolosità utilizzati per aggiornare l’assegnazione dei comuni alle zone sismiche e per definire gli spettri della nuova normativa di settore”

Non so se la citazione sia corretta: è tratta da qui. A onor del vero per ora si trovano in rete solo piccoli estratti. La sentenza completa non sono ancora riuscito a recuperarla, quindi non possiamo sapere esattamente quale sia la posizione del giudice. Appena sarà disponibile il testo completo lo inserirò nelle fonti dell’articolo.
Preciso anche che i 120 terremoti rilevati si riferiscono alla frequenza annuale nel mondo. In ogni caso quello che afferma il giudice è sacrosanto: l’intensità della scossa non è stata sorprendente, soprattutto non lo è stata per una zona considerata sismica. Non è che il terremoto non fosse “ imprevedibile”: l’area nella quale si è verificato è, infatti, sismica, quindi era assolutamente “prevedibile” (ma direi anche ovvio) che prima o poi ci sarebbe stato un terremoto.

Ben diversa è la sentenza che ha condannato a 6 anni (contro i 4 dati ai responsabili della Casa dello Studente) i tecnici della Commissione Grandi Rischi. Una sentenza che ha fatto molto discutere a causa di frasi scientificamente discutibili tra cui:

“Tale tesi difensiva appare assolutamente infondata. In tema di valutazione e di mitigazione del rischio sismico, l’affermazione secondo la quale “l’unica difesa dai terremoti consiste nel rafforzare le costruzioni e migliorare le loro capacità di resistere al terremoto” appare tanto ovvia quanto inutile.”

 
“I Comuni italiani, quasi tutti caratterizzati da estesi centri storici risalenti nei secoli, richiederebbero, per rafforzare le costruzioni esistenti e migliorare la loro capacità di resistere al terremoto, risorse finanziarie talmente ingenti da risultare concretamente indisponibili.”

 
“Gli imputati, alla data del 31.3.09, conoscevano ed avevano a disposizione una serie di indicatori per formulare un adeguato giudizio di prevedibilità del rischio a fini di prevenzione.”

 

Posizioni molto forti soprattutto perché sottovalutano la prevenzione dei terremoti, che sarà pure ovvia, ma se l’avessero applicata a L’Aquila ora non avremmo una città in macerie.
Le due sentenze sono quindi opposte: per la Casa dello Studente si sottolinea l’importanza delle costruzioni antisismiche in luoghi dove prevedibilmente prima o poi un terremoto avverrà; l’altra condanna degli scienziati, tra le altre cose, perché non hanno previsto un rischio specifico a pochi giorni da un evento sismico imprevedibile.
Altro che “sentenza conforme”, caro Corriere e cari giornali italiani! La sentenza depositata oggi riafferma un principio indiscutibile: l’unico modo per affrontare un terremoto è la prevenzione. Non ci sono “previsioni” che tengano. Questo è il messaggio che deve passare, dato che informare e parlare alla gente non è solo un privilegio, ma anche una responsabilità. Perché la prevenzione passa attraverso l’informazione e se quest’ultima non è corretta la gente continuerà a girarsi dall’altra parte, almeno fino al prossimo terremoto.

Occhi Su Saturno – Sabato 18 Maggio gli eventi in tutta Italia

Sabato 18 Maggio occhi puntati sul pianeta più grazioso (possiamo dirlo?) del nostro sistema solare ovvero Saturno.

Sono, infatti, centinaia gli eventi in Italia dedicati al gigante gassoso del nostro sistema solare; eventi uniti sotto l’egida di OCCHI SU SATURNO un’iniziativa lanciata nel 2012 dall’Associazione Stellaria di Perinaldo (IM) per celebrare i 300 anni dalla dipartita di Giovanni Domenico Cassini, astronomo nato proprio nel comune ligure che diede un forte contributo nel XVII secolo alla caratterizzazione degli anelli di Saturno e ai suoi satelliti.

Nel 2012 gli eventi sono stati ben 49 in tutta la penisola e oltre. Trovate sul sito ufficiale l’evento più vicino a voi!

Non vorrete lasciare questa magnifica visione solo alla sonda Cassini, vero?

 

 

 

8 giugno: “Italia unita contro la disinformazione scientifica”

 

«El sueño de la razón produce monstruos» è il titolo di una celeberrima acquaforte di Francisco Goya, che raffigura un uomo addormentato circondato da inquietanti figure che rappresentano le spaventose conseguenze dell’abbandonarsi a un’irrazionalità che non rende giustizia alle grandi conquiste intellettuali della nostra specie. Quest’opera d’arte, il cui messaggio non perde d’attualità, è stata scelta come simbolo dell’evento “Italia unita contro la disinformazione scientifica” che si terrà il prossimo 8 giugno in diverse città italiane.

Alla base della scelta di proporre una giornata di riflessione sullo scottante tema della diffusione mediatica di informazioni false e tendenziose in ambito scientifico vi è la consapevolezza del ruolo fondamentale rivestito dalla scienza nella vita di tutti noi, che può essere messo in serio pericolo dalla disinformazione, perché partire da presupposti erronei conduce inevitabilmente a prendere decisioni sbagliate.

D’altra parte, alla particolare vulnerabilità degli italiani nei riguardi della cattiva scienza e della sua divulgazione contribuisce un atteggiamento mentale tipico del nostro Paese, nel quale se da un lato si è subito pronti a tacciare (giustamente) di ignoranza chi non conosce Dante, ci si dimostra, invece,  molto più indulgenti nei riguardi di chi non sa impostare una proporzione o confonde virus e batteri. Questa ingiustificata tolleranza nei riguardi dell’analfabetismo scientifico proviene probabilmente da un’insensata gerarchizzazione dei saperi, che colloca in posizione apicale l’ambito umanistico, separandolo, peraltro, nettamente da quello scientifico, come se i due aspetti della conoscenza non concorressero sinergicamente alla costruzione dell’uomo di cultura.

L’importante iniziativa dell’8 giugno consiste nell’organizzazione di una serie di convegni che si svolgeranno contemporaneamente in diverse città italiane, caratterizzati da un’impostazione comune e ben definita che privilegerà l’aspetto divulgativo, con particolare attenzione alla capacità di esporre con chiarezza le diverse opinioni in merito allo stesso argomento, offrendo al pubblico tutte le informazioni necessarie a trarre le proprie conclusioni (tra le quali l’illustrazione delle basi del metodo scientifico).

I temi scelti dall’organizzazione per l’approfondimento nei convegni sono la sperimentazione animale, gli OGM, il metodo Vannoni/Stamina e gli altri casi analoghi, le scie chimiche, le polemiche sui vaccini, la sismologia, le fonti della scienza, il caso Città della Scienza, le bufale scientifiche. Saranno, però, ben accetti anche altri argomenti attinenti agli scopi dell’iniziativa.

Le proposte per le varie relazioni (che dovranno durare orientativamente 30-40 minuti e saranno 3-5 per ogni conferenza) andranno inoltrate entro il 15 maggio all’indirizzo email info@pro-test.it oppure federico.baglioni@studenti.unimi.it. Entro il 22 maggio dovrà pervenire il testo completo di ogni intervento.

Si tratta di un’iniziativa certamente lodevole che ci auguriamo possa registrare un’ampia adesione, contribuendo a sostenere le ragioni della scienza e della corretta informazione.

Scientificast #38 – Up in the Sky(lab)

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Skylab durante la missione Skylab 3 (NASA)

Puntata tra le nuvole… Tra le stelle.

In questa puntata esordiamo parlando di Skylab. Il 14 Maggio ricorre il quarantesimo anniversario del lancio di questa prima (ed unica) stazione spaziale americana. Ne ripercorriamo i momenti salienti, i problemi e la conclusione, in attesa di un maggiore approfondimento qui sul blog.
Per approfondire:
- La NASA si prepara all’anniversario con un grande evento. [eng]
- Skylab (wikipedia)

Ritorna il progetto di Michela Chiosso con l’Istituto Alfieri di Torino. Introdotti da Julien oggi i ragazzi ci parlano di volo.

La Scienza in Padella. Torna la nostra rubrica culinaria con una puntata dedicata ai metodi di conservazione degli alimenti.
Per approfondire:
- Conservazione degli alimenti (wikipedia)

Infine la rubrica di astronomia ed astrofisica condotta da Pierfrancesco. Partiamo alla scoperta del Sistema Solare dai pianeti interni. Oggi parliamo di Mercurio e Venere.
Per approfondire:
- Mercurio (National Space Science Data Center, NASA) [eng]
- Venere (National Space Science Data Center, NASA) [eng]

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