Il carbone è una risorsa energetica che si trova sotto i nostri piedi. È una roccia combustibile, composta da materia vegetale che è stata carbonizzata. Sebbene sia possibile trovare carbone in superficie, la maggior parte si trova in depositi sotterranei.
Il carbone è anche considerato un “combustibile fossile”. Prende questo nome perché parte della sua composizione potrebbe provenire dalla vegetazione preistorica che un tempo cresceva sul nostro pianeta. Invece di decomporsi, nelle giuste condizioni, si scompone e immagazzina la sua energia.
L'”età del carbone” iniziò durante il periodo carbonifero, che si stima abbia avuto inizio 390 milioni di anni fa. La qualità del carbone è quindi determinata dal tipo di vegetazione che lo ha formato, dalla profondità alla quale è sepolto, dalla pressione e dalla temperatura presenti nel sito di deposito.
Il carbone può essere una straordinaria risorsa energetica. Potrebbe anche portare alla distruzione finale dell’umanità. Ecco i principali vantaggi e svantaggi del carbone da considerare.
Elenco dei vantaggi del carbone
1. È una delle nostre risorse più ampiamente disponibili.
Negli Stati Uniti ci sono riserve di carbone sufficienti per fornire gli attuali livelli di energia per circa 4 secoli. A livello globale, British Petroleum stima che ci sia abbastanza carbone nelle riserve accertate per coprire più di 150 anni di produzione con le esigenze odierne. Questo ti dà una disponibilità che è circa tre volte quella del petrolio o del gas naturale, pur essendo accessibile. Si ritiene che più di 1 trilione di tonnellate si trovino in riserve accertate a livello globale in questo momento.
2. Alimenta la nostra attuale infrastruttura.
Conosciamo la natura combustibile del carbone dal 17° secolo. Alcune società hanno bruciato carbone di superficie per molti altri secoli. La nostra società moderna è stata costruita sull’energia che il carbone può produrre. Questa risorsa è passata dai falò e dai camini alle caldaie e alle centrali elettriche. Sappiamo come raccogliere e utilizzare il carbone in modo rapido e conveniente per soddisfare le nostre esigenze.
3. È una delle forme di energia più economiche al mondo.
L’elettricità prodotta dal carbone è in genere inferiore a $ 0,03 per kilowattora. Il 16 marzo 2018, il prezzo per tonnellata corta di carbone era di 63,00 dollari. Alcuni tipi di carbone, come il carbone termico, erano scambiati a un prezzo massimo di $ 40,00 a partire dal 24 marzo 2018. Rispetto al costo medio delle stufe a legna, del riscaldamento a gas e petrolio o del riscaldamento elettrico, il carbone è molto conveniente risorsa: per alcune famiglie il costo di un mese di riscaldamento a gas è pari a 4 tonnellate di carbone che avrebbero potuto essere acquistate.
4. Ha la capacità di trasformarsi in numerosi tipi di carburante.
Molte volte, il carbone brucerà nel suo stato naturale se i livelli di purezza del deposito sono sufficientemente alti. Il carbone può anche essere trasformato in un combustibile liquido o gassoso. Se consumato in uno stato alterato, i livelli di particelle prodotte sono molto inferiori rispetto a quando consumato allo stato naturale. Nonostante il processo di trasformazione, anche il fattore di carica del carbone non cambia quando viene consumato in forma gassosa o liquida.
5. Può essere competitivo con le risorse rinnovabili.
Sebbene l’energia del carbone nel suo stato originale sia potenzialmente dannosa per l’ambiente, il consumo di carbone pulito è una storia diversa. Le attuali tecnologie consentono di catturare fino al 90% delle emissioni generate dal carbone quando viene consumato. La cattura di queste emissioni può diventare una nuova risorsa energetica che utilizziamo anche per vari scopi. Il Texas Clean Energy Project, ad esempio, utilizza l’anidride carbonica catturata per migliorare i suoi servizi di recupero del petrolio. L’energia dal carbone è oggi più pulita del 70% rispetto al 1970.
6. Può produrre energia in qualsiasi momento.
A differenza di molte forme di energia rinnovabile, l’energia dal carbone può essere prodotta in qualsiasi momento della giornata e praticamente a qualsiasi livello di domanda. Le strutture non hanno bisogno di immagazzinare energia se non c’è abbastanza vento per produrre elettricità per la domanda locale o se le nuvole impediscono agli impianti solari di massimizzare la loro produzione. Uno dei grandi vantaggi del carbone è che se è necessaria energia, tutto ciò che devi fare è aggiungere più carbone per avere più energia.
7. È più pulito che mai.
Alcune persone potrebbero considerare le tecnologie pulite del carbone un mito, ma la qualità dell’aria intorno agli impianti di carbone all’avanguardia è migliore che mai con questa opzione energetica. Le vecchie centrali elettriche a carbone emettono il 90% in più di sostanze inquinanti rispetto a un impianto moderno. In combinazione con le tecnologie del carbone pulito e le opzioni di riciclaggio, molti dei rifiuti prodotti dalla combustione del carbone possono essere smaltiti o utilizzati in altri modi.
8. Viene utilizzato per creare prodotti che usiamo ogni giorno.
Per i prodotti siderurgici che le società di tutto il mondo utilizzano ogni giorno, la World Coal Association afferma che il 74% della fornitura è prodotta attraverso l’uso del carbone. Il carbone da coke è uno degli ingredienti principali nel processo di produzione dell’acciaio. Nel 2017 sono state prodotte più di 1,6 miliardi di tonnellate di acciaio per diverse esigenze. Sebbene il carbone non sia tecnicamente necessario per la creazione dell’acciaio, il suo alto contenuto di carbonio e l’accessibilità generale lo rendono la prima scelta per molti produttori.
9. È un ingrediente essenziale in importanti prodotti speciali.
Il carbone può essere utilizzato per generare energia e produrre acciaio, ma questi non sono i suoi unici usi. Il carbone di legna è un ingrediente essenziale nella creazione di filtri a carboni attivi. Questi filtri possono essere utilizzati per purificare l’aria, purificare l’acqua e fanno anche parte delle apparecchiature utilizzate per i trattamenti di dialisi renale. Il carbonio fa anche parte delle tecnologie in fibra di carbonio, che possono essere trovate in tutto, dalle biciclette alle macchine movimento terra. Carbon produce anche siliconi e silani, che usiamo in shampoo, cosmetici e lubrificanti.
10. Può essere un salvavita.
Quando il carbone viene trasformato in carbone attivo, diventa una sostanza molto porosa che è brava ad assorbire molte sostanze. In effetti, è così efficace che i pronto soccorso di tutto il mondo spesso ne tengono una scorta perché può assorbire veleni, sostanze chimiche, droghe e altri oggetti potenzialmente pericolosi per la salute umana. È anche abbastanza facile da fare, con diverse guide disponibili online per aiutare le persone a creare il proprio carbone attivo dal carbone.
11. Può durare indefinitamente se conservato correttamente.
Il carbone può perdere parte della sua volatilità nel tempo se non viene immagazzinato correttamente. Deve essere tenuto asciutto in modo che possa durare indefinitamente. Molte persone conservano il carbone in secchi, il che non è l’ideale, perché interagisce con l’umidità dell’ambiente. Dovrebbe essere conservato all’interno di un fusto o contenitore sigillato per evitare l’interazione con le molecole d’acqua e prolungarne la durata.
12. Offre un elevato fattore di carico.
Il carbone è una delle poche risorse energetiche di cui disponiamo che offre un fattore di carico superiore all’80%. Ciò significa che possiamo ricevere più dell’80% dell’energia potenziale contenuta nel carbone. È per questo motivo che il carbone rimane una risorsa di combustibile popolare. Rispetto alle soluzioni di energia rinnovabile, il fattore di carico del carbone è più del doppio di quello di alcune opzioni solari o eoliche.
Elenco degli svantaggi del carbone
1. Offre un enorme potenziale di danno ambientale.
Quando il carbone viene consumato, rilascia particelle nell’atmosfera. Rilascia anche un grande volume di anidride carbonica. Se combinati, questi elementi possono aumentare l’effetto di riflessione della luce solare quando colpisce il nostro pianeta, trattenendo il calore invece di consentirne la dissipazione. Le particelle poi cadono in superficie, potenzialmente contaminandola, in aree ad alto utilizzo di carbonio. Il carbone richiede anche l’accesso all’estrazione mineraria, che può privare il pianeta delle risorse necessarie, mettere a rischio le acque sotterranee e aggiungere ancora più emissioni nell’atmosfera.
2. Distruggi gli habitat.
Vari processi di estrazione vengono utilizzati per estrarre il carbone dai suoi giacimenti sotterranei, ma vengono utilizzati solo due metodi principali: estrazione profonda (sotterranea) e estrazione di superficie (a cielo aperto). Attualmente, più di 7,2 miliardi di tonnellate di carbon fossile vengono prodotti ogni anno attraverso questi metodi di estrazione. Grandi pozzi si formano nelle miniere a cielo aperto, eliminando la capacità dell’ambiente naturale di fornire habitat per la fauna selvatica locale. L’estrazione del carbone sposterà sempre qualcuno o qualcosa quando si verifica.
3. È un prodotto che viene utilizzato principalmente a livello nazionale.
I primi 10 paesi produttori di carbone nel mondo oggi hanno accesso a oltre l’80% dell’offerta totale di carbone. Solo il 15% della produzione di carbone, secondo la World Coal Association, viene esportato nel resto del mondo. Ciò significa che Cina, India, Stati Uniti e Australia consumano più del 50% del carbone che viene utilizzato ogni anno per generare elettricità per il proprio fabbisogno domestico.
4. Potrebbe essere abbondante ora, ma il carbone non è sostituibile.
Non possiamo sostituire il carbone una volta che è stato rimosso dal tuo deposito. Il processo richiesto per formare il carbone comporta fino a 10 volte la quantità di rifiuti vegetali, in volume, per produrre carbone. Ciò significa che non è né conveniente né pratico replicare la produzione di carbone in un ambiente di laboratorio. Se i livelli di consumo di carbone continuano ad aumentare, potrebbe passare meno di un secolo prima di consumare le riserve conosciute del mondo di questa fonte di energia.
5. Produce effetti collaterali pericolosi per la vita quando viene bruciato.
Il carbone rilascia alti livelli di anidride carbonica perché ha intrappolato energia dalla materia vegetale in decomposizione in depositi sotterranei che normalmente sarebbero stati rilasciati. A seconda della qualità del deposito e della quantità di carbonio bruciato, i livelli di anidride carbonica possono essere altamente concentrati dopo il rilascio. Anche le tecnologie di stoccaggio possono concentrare questo gas. Non solo sarebbe pericoloso se inalato, l’anidride carbonica concentrata è anche molto acida. Potrebbe inquinare le risorse idriche sotterranee, le risorse del suolo e distruggere altri componenti della nostra infrastruttura naturale.
6. Rilascia più dell’anidride carbonica nell’ambiente.
Con il carbone, l’anidride carbonica è la principale minaccia per l’atmosfera e l’ambiente quando si considerano le emissioni. Tuttavia, non sono le uniche emissioni generate dal consumo di carbone. Anche i processi di estrazione del carbone più sicuri possono contaminare una regione con mercurio, zolfo, selenio e arsenico. Quando viene bruciato, il carbone rilascia ossidi di zolfo, ossidi di azoto e monossido di carbonio.
7. Offre conseguenze potenzialmente letali per i minatori.
Una malattia chiamata pneumoconiosi dei lavoratori del carbone, spesso chiamata “malattia del polmone nero”, è molto diffusa in coloro che lavorano nelle miniere di carbone. Questa malattia si verifica quando la polvere di carbone viene inalata per un lungo periodo di tempo. Anche quando si indossano dispositivi di protezione individuale e si seguono tutte le normative sull’esposizione alla polvere, esiste ancora il rischio che si verifichi questa malattia. Le tariffe sono aumentate, secondo Popular Science, specialmente in Kentucky e Virginia, dall’inizio degli anni 2000, con i minatori tra i 40 e i 50 anni che lo hanno più comune.
8. Può produrre radiazioni.
Il consumo di carbone genera ceneri. Quando tutte le impurità vengono bruciate, questa cenere di carbone, secondo Scientific American, è più radioattiva delle scorie nucleari. Anche le “ceneri volanti”, o particelle rilasciate nell’atmosfera quando il carbone viene consumato, contengono 100 volte più radiazioni di quelle che una centrale nucleare produrrebbe agli stessi livelli di energia. Questo perché il carbone contiene uranio o torio, che è concentrato fino a 10 volte i suoi livelli originali attraverso il processo di combustione.
9. Produce enormi quantità di rifiuti.
In un periodo di 10 anni, le centrali elettriche a carbone negli Stati Uniti producono circa 1,2 miliardi di tonnellate corte di rifiuti di carbone ogni anno. Sebbene ci sia un potenziale energetico all’interno di questi rifiuti, solo il 40% viene riciclato. Ciò significa che ogni anno gli Stati Uniti devono in qualche modo gestire circa 80 milioni di tonnellate corte di rifiuti di carbone. Per la maggior parte delle strutture, ciò significa scaricare i rifiuti in una discarica o in uno stagno di contenimento.
10. È una risorsa “non invertibile”.
La maggior parte delle compagnie energetiche che operano in paesi che hanno risorse di carbone non stanno costruendo nuove centrali a carbone, anche con tecnologie a carbone pulite. Sono considerati un investimento a rischio perché fondi comuni di investimento, banche e altri istituti finanziari non sosterranno la loro costruzione. Ciò significa che il pubblico sarebbe costretto a sovvenzionare la sua costruzione, per un importo di diversi miliardi di dollari ogni anno. Con i limiti di carbonio in vigore, l’installazione di un nuovo impianto costerebbe fino a $ 150 per chilowattora.
11. Può produrre piogge acide intorno agli impianti di combustione.
È dimostrato che la combustione del carbone rilascia ossidi di zolfo nell’atmosfera. Quando questi ossidi raggiungono un’altitudine sufficientemente elevata, si trasformano da anidride solforosa in anidride solforosa mentre interagiscono con le molecole di ossigeno. L’anidride solforosa reagisce quindi con le molecole d’acqua presenti nell’atmosfera, formando acido solforico. Se le molecole d’acqua si formassero nelle nuvole che disperdono la pioggia, creerebbe pioggia acida. Intorno alle centrali a carbone, questa pioggia acida può essere acida come l’aceto.
12. Può essere trovato nei prodotti alimentari.
Il carbone attivo è un ingrediente popolare in diversi prodotti alimentari dal 2015. Si può trovare anche negli integratori e nei succhi. È stato persino trasformato in dentifricio. Il problema con questo ingrediente è che non hai alcun controllo su quali sostanze assorbe. Se consumato, può rimuovere i nutrienti vitali mentre il corpo li elabora e poi li rimuove.
I principali vantaggi e svantaggi del carbone ci mostrano che con attenzione e innovazione possiamo continuare a migliorare l’uso sicuro di questa risorsa energetica. È abbondante, conveniente e utilizza tecnologie comprovate. È anche disponibile principalmente per pochi privilegiati e rappresenterà sempre una minaccia di inquinamento ambientale.