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Combustibili fossili - chimicamo

Combustibili fossili

  |   Chimica, Chimica Generale

I combustibili fossili derivano dalla trasformazione chimico-fisica in condizioni anaerobiche, avvenuta nel corso di ere geologiche, di resti di organismi rimasti sepolti sul fondo di mari e laghi.

Queste trasformazioni hanno consentito la conservazione dell’energia immagazzinata nelle cellule degli organismi nel corso della propria vita.

I combustibili fossili che costituiscono una fonte energetica non rinnovabile soddisfano circa l’80% della richiesta mondiale.

Dalla combustione dei combustibili fossili si ottiene prevalentemente, come prodotto di reazione, il biossido di carbonio. Esso è uno dei principali gas serra e pertanto un responsabile dei cambiamenti climatici, delle piogge acide e del riscaldamento globale

Classificazione

I combustibili fossili vengono classificati in:

  • Carbone in tutte le sue forme
  • Petrolio e altri idrocarburi
  • Gas naturale

Carbone

Come combustibile fossile il carbone inizia fu utilizzato a partire dalla Rivoluzione industriale per alimentare le macchine a vapore. Attualmente è utilizzato soprattutto per la produzione di elettricità nelle centrali termoelettriche.

Nel corso dei processi di fossilizzazione e di carbonizzazione il carbonio si trasforma dapprima in torba e successivamente in lignite, litantrace e antracite che costituisce l’ultimo stadio della trasformazione.

Per questi motivi la torba è caratterizzata da un elevato tenore di umidità ed è pertanto più utilizzata per la produzione di concimi e fertilizzanti.

L’antracite, invece, ha il maggior contenuto di carbonio e costituisce il migliore combustibile fossile per la combustione.

All’aumentare del tenore di carbonio aumenta il potere calorifico ovvero la quantità di calore generalmente espressa in kcal che si sviluppa dalla combustione completa di un kg di combustibile.

Sono riportati in tabella il potere calorifico del carbone nelle sue varie forme:

Carbone fossile Potere calorifico kcal/kg
Torba 3000-4500
Lignite 4000-6200
Litantrace 6800-8500
Antracite 8000-8500

 

Petrolio

Il petrolio è costituito da miscela complessa di sostanze organiche, prevalentemente da alcani lineari e ramificati, cicloalcani e, in misura minore, idrocarburi aromatici ma mostra composizione, colore e viscosità diversa a seconda del paese di provenienza.

Una volta estratto, il petrolio, deve subire processi di raffinazione consiste nel separare, tramite distillazione frazionata, le diverse frazioni che hanno temperature di ebollizione crescenti a seconda delle rispettive masse molecolari.

Poiché le frazioni più richieste dal mercato sono quelle con un basso numero di atomi di carbonio alcune frazioni vengono sottoposte a cracking termico o catalitico per ottenere prodotti “leggeri” come benzina e GPL.

Per aumentare il numero di ottano di una miscela idrocarburica è necessario trasformare le molecole lineari in molecole ramificate. Questo processo avviene tramite il reforming catalitico per ottenere l’isomerizzazione degli alcani.

L’utilizzo del petrolio ha un notevole impatto sociale e ambientale derivante sia da incidenti che da attività di routine come l’esplorazione sismica, le perforazioni e gli scarti inquinanti.

Gli incidenti più frequenti che costituiscono un disastro ambientale sono dovuti allo sversamento di centinaia di tonnellate di petrolio di parte di navi petroliere che provocano danni a breve e a lungo termine alle specie marine di superficie, uccelli, ma anche mammiferi e rettili

Gas naturale

Il gas naturale è costituito da una miscela di idrocarburi che varia a seconda dei giacimenti.

Il metano è l’idrocarburo prevalente essendo presente in ragione di circa il 90% ma è presente anche etano, propano e butano e altri gas. Viene utilizzato come combustibile ma anche come materia prima per ottenere sostanze polimeriche.

Nelle centrali termoelettriche viene usato come carburante per azionare turbine a gas.

Stante la richiesta di gas naturale esso viene trasportato dai luoghi di produzione a quelli di consumo tramite gasdotti.

Anche il gas naturale, che è quello che ha un impatto ambientale inferiore a quello del carbone e del petrolio, sviluppa, a seguito della combustione biossido di carbonio ed inoltre, anche se con meno frequenza rispetto agli incidenti che avvengono nelle petroliere si sono verificati incidenti lungo il percorso delle condotte.

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