Di Ugo Bardi, presidente Aspoitalia
Ci sono molti modi per attivare la CO2. Quello più noto e comune è quello che usano le piante e che si chiama “fotosintesi”. Come sappiamo, le piante usano l’energia della luce solare per spezzare il legami fra carbonio e ossigeno e da questo poi ottengono carboidrati per reazione con l’idrogeno dell’acqua. Quello che Olah propone è una variazione sul tema dei molti metodi che sono stati chiamati “fotosintesi artificiale”.
I chimici si sono divertiti per decenni a costruire versioni artificiali della fotosintesi. A parte il divertimento, tuttavia, se vogliamo usare la fotosintesi artificiale, o addirittura basarci tutta l’economia mondiale, il parametro fondamentale è l’efficienza. La fotosintesi artificiale potrebbe sostituire la fotosintesi naturale soltanto se fosse sostanzialmente più efficiente, e questo non è affatto ovvio. Possiamo ottenere liquidi combustibili dalla materia vegetale, etanolo (alcol etilico) per esempio, attraverso fermentazione e distillazione: è così, dopotutto, che si fa la grappa. L’efficienza della produzione di etanolo varia a seconda di quali piante si usano e dai dai dettagli del processo. Se prendiamo come parametro di efficienza il rapporto fra energia in ingresso e energia in uscita (EROEI), si va da circa 1 per etanolo ottenuto dal mais a valori anche di 7-8 (secondo alcuni) per l’etanolo ottenuto dalla canna da zucchero. Se consideriamo invece la fotosintesi artificiale, dobbiamo partire dall’efficienza delle fonti rinnovabili. l’EROEI del fotovoltaico è oggi intorno a 5-10 (un po’ di più secondo alcuni). L’energia eolica fa un po’ meglio di così, con EROEI intorno a 20, in condizioni favorevoli. Se dobbiamo utilizzare energia rinnovabile per fabbricare etanolo, dobbiamo poi costruire e far funzionare un reattore chimico piuttosto complesso, meglio detto, una serie di reattori che servono a condensare la CO2 dall’atmosfera, ad attivarla, a farla reagire, separare i prodotti eccetera. Non sappiamo esattamente l’efficienza di tutti questi stadi, ma sicuramente ridurrebbero considerevolmente l’EROEI di tutto il processo. E’ probabile che, qualsiasi metodo si usi, l’EROEI del processo totale scenderebbe sotto i 10 e potrebbe essere vicino a 1 o anche inferiore. Quindi, la domanda cruciale è se l’EROEI della fotosintesi artificiale sarebbe migliore di quello della fotosintesi naturale. Non possiamo rispondere con esattezza, ma è quanto meno probabile dai dati che abbiamo visto che non ci sarebbero grossi vantaggi del metodo artificiale rispetto a quello naturale, anzi, il metodo artificiale potrebbe essere sostanzialmente meno efficiente in termini energetici. In altre parole, il metanolo laboriosamente ottenuto mediante gli impianti descritti da Olah finirebbe quasi certamente per costare molto di più dell’alcol etilico prodotto dalla canna da zucchero, che è già di per se più costoso dei derivati del petrolio. Probabilmente, il metanolo rinnovabile risulterebbe anche sostanzialmente più caro dell’idrogeno, che si può ottenere con un singolo stadio di elettrolisi, un processo efficiente e poco costoso. Vediamo quindi come a un esame appena un po’ dettagliato il concetto di “economia basata sul metanolo” si riveli molto meno allettante di quanto non potesse sembrare a prima vista. Non che sia una cattiva idea, anzi, è un concetto interessante che merita di essere studiato. Il problema è un po’ lo stesso che ha il concetto parallelo di “economia basata sull’idrogeno”, ovvero si tende a esagerare quando ci si lancia a fornire soluzioni magiche che si pretende risolvano tutti i problemi. Sembra alle volte che ti vendano un callifugo che guarisce anche dalla stitichezza e in più ti fa ricrescere i capelli. Tornando alla realtà, al momento, le fonti rinnovabili producono energia elettrica con buona efficienza, ma la base installata è talmente piccola che non ce n’è da sprecare. Per questa ragione, il problema principale che abbiamo oggi è produrre energia in quantità tali da poter fronteggiare, almeno in parte, il declino dei combustibili fossili. Ancora per un certo periodo, proabilmente non breve, non potremo permetterci di trasformare questa energia in vettori poco efficienti come l’idrogeno e il metanolo, anche se queste potrebbero rivelarsi buona idee per un futuro un po’ più lontano. E’ anche possibile, però, che nel futuro vedremo l’idea di bruciare combustibili liquidi o gassosi per ottenere energia con la stessa sufficienza un po’ divertita con la quale oggi pensiamo all’idea di spalare carbone dentro la caldaia di una locomotiva. Il futuro potrebbe essere, invece, un “economia basata sull’elettricità” che promette processi efficienti e puliti, ben di più di qualsiasi sistema basato sulla combustione di gas o liquidi.
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Il carburante del futuro » ecoblog
24 nov 2006 - 21:55 - #1[…] Ugo Bardi, presidente dell’ASPO Italia, è molto scettico sull’uso di qualsiasi combustibile liquido o gassoso, e prevede un futuro diverso dove il concetto base si chiama “EFFICIENZA”. […]
marco macchia
28 nov 2006 - 17:01 - #2Credo che il futuro dell energia non è l’idrogeno ma il metanolo che potrebbe sostituire in molti casi combustibili per autotrazione.In oltre se prodotto da centrali nucleari come gli HTGR non ci sarebbero immissioni nell atmosfera CO2 per produrre H2 come base per la produzione del metanolo recuperando la CO2 nel utilizzo del metanolo stesso specie con le pile a combustione
maurizio mandorla
23 apr 2008 - 12:41 - #3io direi…al posto del nucleare che ha problemi (grossi) di sicurezza e di smaltimento delle scorie radioattive si dovrebbe usare il “solare termodinamico” di rubbia (progetto archimede) che ha una resa altissima rispetto al fotovoltaico..( e funziona anche di notte )…basterebbe il 3% della superficie dell’italia x fornire il 70% del fabbisogno di tutto il paese…e poi magari…utilizzare il metanolo in un generatore elettrochimico…un litro di alcool metilico produce ciraca 100A…..poi ricordiamoci che i consumi attuali di un motore elettrico…possono essere ridotti e di molto…ci sono altre concezioni di motori elettrici alternative a quelli oggi utilizzati. cordiali saluti
Valerio Salvadori
22 feb 2009 - 00:50 - #4Nel testo compare questa frase:
Il concetto di fondo è di “attivare” (come dicono i chimici) la CO2 atmosferica per farla reagire con l’acqua e da lì ottenere idrocarburi. Dei vari idrocarburi, il metanolo è uno dei più semplici e in assoluto l’idrocarburo più semplice che esiste in forma liquida a pressione e temperatura ambiente.
Osservazione: il metanolo non è un idrocarburo, ma un alcol.
Il metanolo può essere ottenuto per sistesi catalitica di CO2 e H2. La CO2 “a impatto zero” può essere ricavata dalla ossidazione di qualunque tipo di biomassa, l’H2 dalla elettrolisi dell’acqua, utilizzando energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili. Un dato volume di metanolo contiene più idrogeno di un identico volume di ifrogeno liquido e non presenta alcuno dei problemi associati alla liquefazione dell’idrogeno e alla sua manipolazione allo stato liquido. Il reforming del metanolo con vapore d’acqua (per esempio a bordo di veicoli) è realizzabile a temperature relativamente basse (250-300 °C) e permette un guadagno energetico dell’ordine della perdita associata alla sintesi catalitica da CO2 e H2.
Le critiche di Ugo Bardi alle possibilità di utilizzo del metanolo e al libro di Olah sono eccessivamente sbrigative e ingenerose.
Dal sito www.energiaescienza.org potete scaricare un documento (disponibile sia in forma integrale che come abstract) che inserisce il problema dell’uso del metanolo in un quadro che probabilmente permette di valutarne le eccezionali prospettive.
paolo martella
04 ott 2009 - 18:18 - #5vorrei interloquire con il sig salvadori valerio sul suo commento inerente la co2 del 22 2 2009 per cercare di capire alcuni passaggi,per sapere se è al corrente della progettazione per il recupero della co2 in alcool metanolo grazie paolo martella marpaimp@yahoo.it
brightingeyes
07 apr 2010 - 10:19 - #6Il sig. Ugo Bardi porta da anni avanti la sua lotta contro l’idrogeno ed ora contro il metanolo, presentando ogni volta dati esattissimi, ma sbagliando continuamente ad inquadrare il problema!
Le sue riflessioni sono sempre e regolarmente puntate su quanto sarebbe meglio usare l’elettricità direttamente. Prima con le auto elettriche molto più efficienti delle auto a irdogeno (innegabile), ora con il metanolo che avrebbe l’EROEI inferiore alla fotosintesi.
A me non pare che trasferire una nobile azione di ricerca di soluzioni tecnologicamente vantaggiose sul piano della diatriba socio-ideologica (come spesso appare) possa portare grandi vantaggi alla causa ecoenergetica.
Sia idrogeno che metanolo hanno buone possibilità di rappresentare una soluzione per quello che è il vero ostacolo ad una diffusione corposa della produzione energetica da fonte rinnovabile, e cioè l’alternanza della produzione. Questa obbliga alla realizazzione di adeguate soluzioni di accumulo per garantire la continuità di produzione.
Le riflessioni sulle auto a idrogeno, metanolo o elettriche è secondaria e comunque non ha alcun senso battere continuamente sul tasto della migliore efficienza dell’auto a batteria quando non si affronta il vero problema dell’auto elettrica e cioè l’autonomia scarsa e la parallela difficoltà di “riempimento” immediato del serbatoio-batteria. L’auto elettrica è un’ottima soluzione per il traffico cittadino pendolare a breve distanza. Un TIR a batterie non mi pare ancora proponibile nemmeno dall’ASPO e se permettete il problema dei trasporti sta lì per il 90%!
Un impianto che trasformi l’energia da FER in metanolo sarebbe invece utilissimo come sistema di accumulo. La necessità del rettore che condensi la CO2 atmosferica sarebbe del tutto superflua se ad esempio si collegasse l’impianto a altri impianti che invece la CO2 la devono sequestrare (con costi!), ad esempio una centrale termoelettrica a carbone. Ecco che allora si capisce anche l’inutilità del paragone con la fotosintesi naturale, che EROEI o meno, ha tra l’altro altri problemi come ad es. la sottrazione di capacità di produzione destinata agli alimenti e l’utilizzo estensivo di preziosi terreni coltivabili! Non è che hanno efficienze diverse… è che propriom servono a tutt’altro!
Direi che metanolo e idrogeno hanno ancora molta strada da fare, ma anche le analisi critiche qualche passetto avanti sarebbe meglio si sforzassero di farlo eh!