Metano, gas naturale
E' un gas incolore, inodore, non tossico, che brucia all'aria con fiamma bluastra; è costituito da un atomo di carbonio e quattro di idrogeno con formula chimica CH4. Il metano è il principale componente del gas naturale, cioè il combustibile gassoso di origine fossile formatosi, generalmente insieme al petrolio, centinaia di milioni di anni fa, per decomposizione chimica dei vegetali in assenza di ossigeno (fermentazione anaerobica)
è la migliore forma attuale di combustibile/carburante all'idrogeno, esistente in natura e prontamente utilizzabile, la sua composizione chimica è costituita da 4 atomi di idrogeno ed uno di carbonio, il che lo rende il combustibile meno dannoso per l'ecosistema terrestre e la salute pubblica.
Molecola di metano
Gas naturale: Da un punto di vista geologico il gas naturale è la fase gassosa del petrolio. Esso è costituito in massima parte da metano e per il resto da quantità variabile, a seconda dei giacimenti, di idrocarburi paraffinici superiori quali etano, propano, butano, pentano, ecc.. Trova larghissime applicazioni nell’uso domestico, nell’industria e, come materia prima, nell’industria petrolchimica.

Gas Naturale Compresso (GNC) viene utilizzato per autotrazione e distribuito a circa 220 bar in veicoli dotati di appositi sistemi di trasporto e stoccaggio (bombole). Inizialmente ebbe una notevole diffusione in Italia negli anni 30, per sopperire alla mancanza di petrolio nazionale. Oggi viene promosso in tutto il mondo come combustibile ecologico da utilizzarsi preferibilmente in aree urbane particolarmente inquinate. Oltre all’Italia, sono da annoverare fra i paesi a più alta concentrazione di veicoli a GNC l’Argentina e la Nuova Zelanda.

Gas naturale liquefatto (GNL) costituito prevalentemente da metano liquefatto per raffreddamento a -161°C, a pressione atmosferica, allo scopo di renderlo idoneo al trasporto mediante apposite navi cisterna oppure allo stoccaggio. Per essere utilizzato, il prodotto liquido deve essere poi riconvertito allo stato gassoso in particolari impianti di rigassificazione e portato alla pressione di esercizio dei gasdotti.
Riserve certe di gas naturale
Agli attuali consumi le riserve accertate di gas naturale sono sufficienti per 60/70 anni, la sua diffusione è abbastanza distribuita, le regioni con minori riserve sono quelle americane, le maggiori ancora le regioni dell'area del Golfo Persico dove sono concentrati più di un terzo dei giacimenti accertati.riserve certe di metano al 2003

Dati in migliaia di miliardi di N m³

Oltre alle riserve certe il metano può derivare anche da produzioni "artificiali", in qualche misura può essere una fonte rinnovabile derivante dalla fermentazione anaerobica di sostanze organiche

In seguito all'aumento della produzione zoo-agricola e al conseguente aumento di scarti e deiezioni, unitamente alla maggior sensibilità nei confronti della produzione di energia da fonti diversificate, sono stati messi a punto digestori anaerobici che permettono di produrre effluenti gassosi (principalmente metano) da liquami, utilizzando alcuni microrganismi in grado di metabolizzare i composti organici. Per esempio da 120 tonnellate di liquami animali al giorno (equivalente alle deiezioni di 12.000 maiali) si possono ottenere 200 N m³ di metano.

Il Metano può essere ricavato anche dalle miniere di carbone, sia pure dismesse. Le miniere di carbone possono essere sfruttate per fini energetici con le tecnologie per il recupero del metano autoprodotto dalle miniere sia nuove che dismesse, tali tecnologie sono collaudate ed efficienti e permettono di risparmiare e conservare la maggior parte del carbonio contenuto nel carbone e nel contempo impedire l'emissione del metano in atmosfera depurando il carbone da questo gas serra www.watergas.it/newsview.asp?ID=397

Questa tecnologia permette anche la custodia e la prevenzione degli incidenti ed incendi che spesso si verificano nelle miniere abbandonate e che sono causa non irrilevante di inquinamento atmosferico e degrado ambientale: www.paleofox.com/news-2003/incendi-sotterranei.html
Il metano in chimica e petrolchimica
Il più semplice degli idrocarburi saturi, di formula CH4, il metano, scoperto nel 1778 da Volta, che lo chiamò gas di palude, è un gas che si forma nella decomposizione delle sostanze organiche. Può anche formarsi per pirolisi. I gas naturali di talune regioni petrolifere (Caucaso, Stati Uniti) ne contengono fino al 98%. È contenuto per il 30% circa nel gas illuminante e nei gas di raffineria. Il grisù delle miniere è un miscuglio esplosivo di metano e aria. In laboratorio si può ottenere metano molto puro per idrolisi di soluzioni di etere e di bromuro di metilmagnesio: basta lavare il gas che si libera con acido solforico, che trattiene l'etere. Il metano è un gas inodore e insapore, che liquefa a ­161 °C. Brucia all'aria con fiamma non fuligginosa. Reagisce violentemente col cloro alla luce solare dando origine ad acido cloridrico e nerofumo. La reazione avviene senza esplosione alla luce diffusa e conduce ai prodotti di sostituzione: cloruro di metile CH3Cl, cloruro di metilene CH2Cl2, cloroformio CHCl3 e infine tetracloruro di carbonio CCl4 Il metano è utilizzato principalmente come combustibile, sia industriale che domestico, dato il suo elevato potere calorifico (da 10.000 a 12.000 kcal/m³ secondo la purezza) e la possibilità di trasporto abbastanza economico dai pozzi di raccolta ai centri di consumo mediante una rete di tubazioni (metanodotti). Per il suo potenziale termico relativamente elevato il metano è stato impiegato come carburante per autotrazione, compresso in bombole a circa 200 atm. Altri impieghi riguardano l'industria chimica per la produzione di acido cianidrico. Per ossidazione fornisce metanolo, aldeide formica, acetilene, etilene. Il metano può rappresentare una delle maggiori risorse di un paese; in particolare l'industria italiana ha tratto un notevole beneficio dallo sfruttamento dei giacimenti metaniferi della Valle Padana, in via di graduale esaurimento. Va crescendo l'utilizzazione dei giacimenti del Mezzogiorno (Sicilia, Basilicata, Puglia). La produzione italiana di gas naturale verso la fine degli anni Ottanta sfiorava i 17 miliardi di m³

Gas Naturale Liquefatto (GNL)

La liquefazione del metano è stata applicata per la prima volta su scala industriale nel 1964, ad Arzew in Algeria; l'impianto è collegato con un gasdotto di 600 mm di diametro al giacimento di Hassi-R'Mel nel Sahara, che è considerato uno dei maggiori giacimenti di gas naturale del mondo, insieme con quello di Lacq in Francia. Per ottenere la liquefazione del metano si ricorre a tre stadi successivi di raffreddamento, utilizzando come liquidi refrigeranti idrocarburi sempre più volatili. Nel primo stadio il raffreddamento è effettuato con propano (che bolle a ­37 °C), il quale è poi inviato a un turbocompressore che, dopo averlo liquefatto, lo rinvia in ciclo. In questo stadio, dal gas naturale si separa per prima l'acqua, a 0 °C, e poi via via si separano come condensati gli idrocarburi più pesanti. Il secondo stadio, simile al primo, utilizza come mezzo refrigerante a ­100 °C l'etilene. Infine nel terzo stadio si raggiungono i ­161 °C (temperatura di liquefazione del metano) utilizzando il metano stesso come refrigerante. Il gas liquefatto viene immesso in serbatoi frigoriferi, poi inviato, per mezzo di navi metaniere, ai centri di rigassificazione, dai quali il metano viene inviato attraverso metanodotto fino agli utenti.
Alcune considerazioni sul metano
Dato il suo basso contenuto di carbonio (o alto contenuto di idrogeno) produce emissioni di CO2 inferiori del 25% rispetto alla benzina, del 16 rispetto al Gpl , di circa il 30% rispetto al diesel e del 70% nei confronti del carbone. Il gas naturale ha una capacità di formare ozono inferiore del 80% rispetto alla benzina e del 50% rispetto a gasolio e Gpl.Il metano è un combustibile classificato a "minimo impatto ambientale" grazie alle emissioni dopo combustione molto ridotte che non contengono residui carboniosi, benzene e polveri ultrasottili PM10 (considerati entrambi cancerogeni e presenti, rispettivamente, nella benzina e nel gasolio).

Inoltre il metano non è strettamente una fonte esauribile come il petrolio, in quanto si può produrre industrialmente da idrogeno e anidride carbonica, si ottiene anche per fermentazione anaerobica di scarti vegetali e reflui zootecnici, per cui si può sostenere che il metano è in qualche modo una fonte rinnovabile, sono certamente da preferire le vere fonti rinnovabili quali l'eolica, la geotermia e l'idroelettrica in determinate condizioni, le biomasse e il solare , non di meno il metano sarà utile come sostituto del petrolio fintanto che queste tecnologie non saranno ampiamente sviluppate e raggiungeranno costi e rese energetiche competitive. Grazie al metano possiamo dire che il petrolio e le tecnologie relative sono obsolete già da parecchio tempo, per cui continuare su questa strada vuol dire continuare una colpevole speculazione a danno dei singoli cittadini e dell'ambiente sia sotto l'aspetto igienico/sociale e sia sotto l'aspetto economico.

Le riserve di metano sarebbero sufficienti per almeno 200 anni (la stima ufficiale è di 65 anni , però le ricerche di metano non hanno l'intensità delle ricerche del petrolio, molti esperti ritengono ragionevole la stima sopradetta ) senza considerare lo sfruttamento dei giacimenti di idrati di metano questo comunque non significa che sia bene dar fondo a queste riserve, ma il metano può fare da ammortizzatore nella transizione tra l'attuale sistema e un sistema più civile basato sulle fonti rinnovabili, limitando il più possibile i danni del sistema attuale.

Per quanto sopra è utile incentivare e diffondere l'uso del metano, cosa che per altro sta avvenendo in modo insufficiente e comunque di gran lunga inferiore alla disponibilità di questo combustibile/carburante, basti pensare che per i prossimi anni sono previste eccedenze per 30 miliardi di metri cubi all'anno !
Idrati di metano, energia dai ghiacci
Potrebbero essere una fonte di energia del domani. Sono una forma cristallina di metano e acqua pura che si genera ad alte pressioni e basse temperature.  Idrati di metano Abbondano nel permafrost artico e alle grandi profondità oceaniche, dove si calcolano scorte per 100.000 milioni di miliardi di metri cubici. Le stime sono dell'Ufficio per la Ricerca Navale, l'ente che promuove la ricerca scientifica e tecnologica per la Marina americana. Ma gli idrati di metano possono anche essere un'enorme fonte di acqua potabile: «La loro formazione - dice Rick Coffin dell'Ufficio per la Ricerca Navale - libera il sale dell'acqua marina. Per cui quando gli idrati si sciolgono, oltre al metano si produce acqua desalinizzata»

Ma sfruttare questa risorsa non è facile. Se durante l'estrazione si verifica un cambiamento della temperatura o della pressione, gli idrati passano allo stato gassoso, aumentando di volume di 164 volte, con enormi problemi di trasporto e stoccaggio. E chi può vantare i diritti di estrazione? Quali effetti sull'equilibrio geologico può creare un forte prelievo dal fondo oceanico? E ancora, quali conseguenze potrà produrre sul riscaldamento globale un aumento delle emissioni di metano? Il pericolo che un aumento della temperatura della Terra liberi (improvvisamente) una gran quantità di idrati di metano, che a loro volta sono potenti gas serra, è stato paventato già da qualche anno dagli esperti di riscaldamento globale. Un ciclo di incontri scientifici promossi dall'Ufficio per la Ricerca Navale in tutto il mondo intende stimolare ricercatori e politici a trovare le risposte.

Dell' effetto serra e delle misure da intraprendere per evitare che si inneschi una mutazione climatica si è parlato a lungo in occasione della Conferenza di Kyoto, in cui i Paesi industrializzati si sono impegnati a ridurre complessivamente entro il 2010 le proprie emissioni di anidride carbonica e di altri gas serra del 5,2 per cento rispetto al 1990. Subito dopo l'attenzione nei confronti di questo problema è caduta verticalmente (chi conosce quali siano le misure con cui il nostro governo conta di mantenere gli impegni che ha assunto in quella sede?), e si risolleva solo di tanto in tanto quando interviene qualche fatto nuovo a riscuoterla. Uno degli ultimi in ordine di tempo è stato il distacco, in conseguenza dell'innalzamento della temperatura terrestre, di un iceberg delle dimensioni della Sicilia dalla banchisa polare antartica.

Questo blocco di ghiaccio, procedendo verso l'Equatore ovviamente finirà per fondere. Sul fatto che lo scioglimento dei ghiacciai comporterà un innalzamento del livello degli oceani e la sommersione di interi arcipelaghi e di ampie fasce costiere si è posto a sufficienza l'accento, senza però suscitare eccessive preoccupazioni se non tra le popolazioni che ne subiranno direttamente le conseguenze. Due scoperte recenti impongono tuttavia di riconsiderare questo problema in un'ottica nuova. La prima è una proprietà dell'acqua che fino a poco tempo fa non si conosceva: il ghiaccio alla temperatura di - 15o C e alla pressione di 20 bar forma idrati con il metano. Un metro cubo di idrati di metano può contenere fino a 180 metri cubi di metano gassoso.

Sulla base di questa proprietà è stato studiato in Norvegia un sistema per trasportare questo gas in modo più economico dell'attuale. Attualmente il metano viene trasportato in forma liquida sulle navi metaniere. Per farlo passare dallo stato gassoso allo stato liquido deve essere portato e mantenuto alla temperatura di - 180oC. I risparmi energetici ed economici che si avrebbero trasportandolo sotto forma di idrati a - 15oC compenserebbero abbondantemente il costo di dover trasportare anche l'acqua (che sarebbe un sottoprodotto ndr). La seconda scoperta è relativa ai ghiacci profondi, che pare siano permeati di metano, forse in conseguenza del fatto che l'atmosfera terrestre primordiale era ricca di questo gas, come è confermato dalla presenza che se ne riscontra nell'atmosfera di molti pianeti del Sistema solare.

Da una prima stima approssimativa sembra che il metano disciolto nei ghiacci polari sia sufficiente a fornire l'energia necessaria al fabbisogno di tutta la popolazione mondiale per i prossimi 7000 anni sulla base dei consumi attuali. Se ciò fosse confermato dagli studi più approfonditi che sono in corso, la notizia sarebbe di estremo interesse non solo per la quantità delle riserve energetiche disponibili, ma anche perché il metano è il più pulito dei combustibili fossili. La sua combustione emette infatti la metà dell'anidride carbonica prodotta dal carbone e il 75 per cento di quella prodotta dal petrolio. Inoltre il gas naturale è un eccellente combustibile per i motori automobilistici, perché ha un numero di ottani eccezionalmente alto (130). Tuttavia, a queste buone notizie se ne affianca una molto preoccupante. Se in conseguenza dell'effetto serra si iniziassero a sciogliere i ghiacci polari, le grandi quantità di metano che essi contengono verrebbero rilasciate in atmosfera.

Questo è ciò che sta probabilmente già avvenendo e il distacco dalla banchisa antartica dell'iceberg di cui si è parlato ne è una prova. Il problema è che il metano è 20 volte più opaco all'infrarosso dell'anidride carbonica, ovvero induce un effetto serra 20 volte maggiore del gas su cui ricade la maggiore responsabilità di questo fenomeno. La fusione dei ghiacci polari potrebbe quindi emettere in atmosfera quantità tali di metano da far varcare all'effetto serra la soglia dell'autosostentamento, oltre la quale sarebbe pressoché impossibile effettuare interventi correttivi. Si potrebbe cioè mettere in moto un ciclo in cui le emissioni di metano causate dallo scioglimento dei ghiacciai accrescerebbero l'effetto serra, da cui deriverebbe un innalzamento della temperatura terrestre che accentuerebbe lo scioglimento dei ghiacciai. Questa dinamica può inoltre essere aggravata dal metano che si libera dal sottosuolo nel corso dei terremoti.

Cosa si può fare per contrastarne e impedirne l'avvio? Innanzitutto occorre prendere sul serio ogni misura possibile per ridurre le emissioni di gas serra che derivano dalla combustione degli idrocarburi, adottando su larga scala e in tempi brevi le tecnologie che accrescono l'efficienza dei processi di trasformazione energetica in modo da ridurre i consumi di energia alla fonte a parità di servizi finali. A questo proposito ricordiamo che nel nostro libro, L'uso razionale dell'energia, abbiamo indicato non solo una sessantina di possibilità tecnologiche (attuali per la maggior parte, con qualche puntata nel futuro prossimo) che consentono di ridurre le emissioni di anidride carbonica in misura molto più rilevante di quanto generalmente si creda, ma anche un sistema di finanziamento che non richiede interventi di denaro pubblico, nè anticipazioni di capitali da parte degli utenti finali, perché trasforma i risparmi sui consumi energetici derivanti dalla maggiore efficienza in quote di ammortamento dei costi di investimento necessari ad adottare le tecnologie che consentono di ottenerla.

Se questo sistema di finanziamento, raccomandato dall'Unione Europea e conosciuto col nome di "finanziamento tramite terzi", venisse adottato su larga scala, non solo si potrebbe mettere in moto un volume d'investimenti molto superiore a quello che oggi viene attivato autonomamente dal mercato, ma si potrebbe accrescere l'occupazione in attività veramente utili sia dal punto di vista sociale, sia dal punto di vista ambientale, senza aggravi per la spesa pubblica, e quindi per la collettività, ma anzi con una riduzione dei costi d'importazione dei prodotti petroliferi. In secondo luogo, in relazione al fatto specifico della presenza di metano nei ghiacci profondi, anziché assistere impotenti alla sua dispersione in atmosfera, oltre a prevenire il fenomeno riducendo l'effetto serra, sarebbe utile sviluppare le tecnologie necessarie ad estrarlo dalla banchisa, in modo da provvedere al fabbisogno energetico futuro riducendo contemporaneamente l'uso dei combustibili fossili che emettono maggiori quantità di anidride carbonica.

Mario Palazzetti, Maurizio Pallante

Membri del C.U.R.E. Comitato per l' uso razionale dell' energia: freeweb.supereva.com/cure.freeweb/index.html?p