Il carbone, questo sconosciuto

Centrale termoelettrica a carbone "Federico II" di Brindisi

Con il termine carbone (o carbon fossile) si intende generalmente un combustibile fossile solido, estratto da miniere sotterranee o a cielo aperto, direttamente utilizzabile come combustibile. Il che, in estrema sintesi, è corretto. Ma in questo modo si generalizza un discorso che è invece piuttosto complesso in relazione agli usi che se ne fanno nelle società tecnologicamente avanzate e in quelle in via di sviluppo. Ci sono infatti numerosi tipi di carboni, molto diversi tra di loro per composizione chimica (ad esempio tenore di carbonio, presenza di minerali, di acqua e di altri materiali non combustibili).

Tecnicamente il carbone è una roccia sedimentaria costituita dai resti modificati di accumuli vegetali che si trovano più o meno in profondità nella crosta terrestre. La sua formazione avviene nel corso di millenni attraverso il processo di carbonizzazione, cioè di fossilizzazione di resti vegetali nei quali – anche grazie a particolari situazioni di pressione e temperatura – si riduce la presenza di alcuni elementi chimici (in particolare idrogeno e ossigeno) e aumenta la concentrazione di carbonio. Proprio il tenore di quest’ultimo elemento chimico è il principale fattore distintivo delle varie tipologie (o classi) di carboni fossili.

Le principali sono: torba, lignite, litantrace e antracite.

Torba

La torba è la forma più recente di carbone fossile, quella con minore concentrazione di carbonio (inferiore al 60%) e maggiore presenza di acqua (in alcuni casi oltre l’80%). È costituita da una massa più o meno compatta di resti vegetali, con prevalenza di piante palustri e lacustri, e si utilizza dopo un processo di essiccazione che riduca a meno del 30% il tenore di acqua. Ha un potere calorifico piuttosto basso, di norma sui 4.000 – 5.000 kcal/kg (per un confronto: il petrolio greggio di migliore qualità ha un potere calorifico di circa 10.500 kcal/kg).

Lignite

La lignite comprende vari tipi di carbone fossile con rilevanti differenze qualitative. Contiene spesso accentuate percentuali di zolfo, è ricca di acqua ed è igroscopica (assorbe l’umidità atmosferica tendendo a decomporsi). Il tenore di carbonio varia, secondo il tipo, dal 60 al 75%, con potere calorifico che può arrivare a poco più di 6.000 kcal/kg.

Litantrace

Il litantrace è storicamente il carbone fossile per antonomasia, quello più utilizzato nella rivoluzione industriale del XIX secolo. Si usa per numerosi impieghi, dalla combustione diretta alla produzione di gas illuminante, catrame e coke metallurgico (o carbon coke, prodotto dalla sua distillazione). Ha un contenuto di carbonio tra l’80 e il 90% e un potere calorifico di circa 8.000-9.000 kcal/kg.

Antracite

L'antracite rappresenta il tipo di carbone fossile di più antica formazione e più pregiato: nero, compatto, lucido e privo di umidità, ha un contenuto di carbonio che può superare il 90% e un potere calorifico di oltre 9.000 kcal/kg. Può fornire coke industriale, ma viene di preferenza utilizzato direttamente come combustibile, anche per la scarsa presenza di componenti volatili, per cui tende a bruciare con scarsi fumi.

Nel loro insieme queste tipologie di carbone fossile vengono indicate come combustibili solidi, mentre normalmente, nel linguaggio comune, il termine “carbone” comprende soltanto il litantrace e l’antracite.

Va precisato che nelle moderne centrali termoelettriche a carbone, il minerale non viene utilizzato tal quale. La crescente attenzione per i problemi ambientali ha infatti portato al perfezionamento di particolari tecnologie al fine di ridurre al massimo le emissioni di sostanze inquinanti e di CO2. I sistemi oggi comunemente in uso, per esempio, prevedono la combustione di carbone finemente triturato (polverino) e miscelato con aria per essere bruciato in caldaie con diversi livelli di efficienza (convenzionali, supercritiche o ultra-supercritiche). 
I fumi prodotti dalla combustione sono trattati con tecniche molto sofisticate che consentono di abbattere radicalmente le emissioni, al punto da essere oggi note come tecnologie del “carbone pulito”

 
 

Le rinnovabili

Fotovoltaico

Fotovoltaico

Il fotovoltaico consente di trasformare l'energia associata alla radiazione solare in energia elettrica

Fotovoltaico

Eolico

Un impianto eolico è costituito da un insieme di aerogeneratori distribuiti sul territorio e connessi con un cavidotto interrato

Idroelettrico

Idroelettrico

L’acqua è una fonte di energia pulita e rinnovabile e riveste un ruolo di assoluto primo piano dal punto di vista economico e ambientale

Geotermico

Geotermico

Fonte naturale di energia pulita, la geotermia rappresenta una risorsa rinnovabile e inesauribile nel tempo

Biomasse

Biomasse

Le sostanze di origine biologica rappresentano una promettente fonte di energia rinnovabile per la produzione di energia elettrica, calore e biocarburanti

Smart Grids

Smart Grids

Le reti intelligenti coniugano l’utilizzo di tecnologie tradizionali con soluzioni digitali innovative. E grazie a uno scambio di informazioni più efficace la gestione della rete elettrica diventa più flessibile

CO2 Neutral