combustibili

combustibili

Sostanze in grado di fornire energia termica per mezzo di reazioni di combustione.

Classificazione

I c. possono essere solidi, liquidi o gassosi, naturali o artificiali. C. solidi naturali sono il legno, la torba, la lignite ecc.; c. solidi artificiali sono il carbone di legna, il coke, il semicoke; c. liquidi naturali sono il petrolio e il bitume; c. liquidi artificiali sono l’alcol metilico, l’alcol etilico, frazioni del petrolio o derivati da queste frazioni (benzine, oli c. ecc.). Gas naturali e di miniera sono detti c. gassosi naturali: il più noto è il metano; i c. gassosi artificiali sono il gas di città, il gas d’altoforno, il gas dei forni a coke, l’acetilene, l’ossido di carbonio, l’idrogeno, che si possono ottenere dalla trasformazione dei c. solidi o liquidi (talora anche di quelli gassosi) attraverso processi di pirolisi, idrogenazione, conversione ossidante e così via. Questi processi tendono a una valorizzazione del c. d’origine o alla produzione di un c. di migliore utilizzazione, che brucia con rendimento più elevato. Vi sono poi i c. fossili, accumulati nella crosta terrestre in giacimenti formatisi nel tempo geologico, e i biocombustibili, che derivano dalla lavorazione di materia organica vegetale coltivata (per es. mais). Per c. nucleare si intende, invece, una sostanza utilizzata nei reattori nucleari per la produzione di energia termica da reazioni di fissione. La denominazione, non appropriata in quanto tale c. non dà luogo a una vera e propria combustione, è giustificata dal fatto che le reazioni di fissione liberano rapidamente una quantità notevole di energia termica, come si verifica nella normale reazione di combustione.

Impiego

La combustione è tanto migliore quanto più perfetta è la mescolanza del c. con l’aria, il che avviene più facilmente con i c. gassosi, i quali possono essere bruciati in due modi: mescolandoli all’aria prima dell’accensione (come negli apparecchi domestici) o facendo avvenire la mescolanza progressivamente durante la combustione (come nella maggior parte delle applicazioni industriali). I c. liquidi trovano largo impiego negli impianti a focolare e nei motori a combustione interna. I c. solidi si trovano in maggiore quantità e per lungo tempo furono i soli usati nei processi di combustione. Attualmente, nonostante la rilevante parte destinata alla distillazione e alla gassificazione, vengono ancora usati su larga scala per la combustione diretta (per es. nelle centrali elettriche a carbone) tali e quali o dopo processi di depurazione.

Rilevanza dei combustibili

La storia dei c. si intreccia con quella della civiltà umana. Il passaggio dall’Età del bronzo a quella del ferro è stato caratterizzato dalla scoperta di tecniche di combustione capaci di garantire temperature maggiori. La rivoluzione industriale non avrebbe avuto luogo se l’Inghilterra non avesse avuto a disposizione il carbone fossile sufficiente per fare funzionare le proprie macchine. Infine, la storia e la politica contemporanee sono legate strettamente al possesso e al controllo delle fonti di approvvigionamento e di distribuzione dei c.: dal petrolio ai grandi oleodotti e gasdotti che attraversano interi continenti. L’impatto economico dei c. è ben rappresentato dal valore delle transazioni internazionali sul mercato fisico del petrolio, senza dover richiamare il peso del mercato finanziario delle risorse petrolifere (derivati quali future, swap ecc.), peraltro tra i due ormai decisamente il più consistente. Nel 2011, secondo le stime preconsuntive dell’Unione petrolifera italiana la domanda mondiale di petrolio è stata di 89,2 milioni bl/g. Al prezzo medio annuale del greggio di 106,8 /bl (dollari/barile), record assoluto in termini sia nominali sia reali, il petrolio che corrisponde al consumo mondiale annuale ha generato valore per circa 3450 miliardi di dollari. Relativamente alla situazione italiana, facendo riferimento alla fattura energetica nazionale (tab.), l’onere sostenuto per acquisire fonti energetiche  all’estero è stato nel 2011 di circa 62 miliardi di euro, pari al 3,9% del PIL.

Combustibili, ambiente e risorse

I cambiamenti climatici, in gran parte causati dall’immissione in atmosfera dei gas prodotti nelle combustioni energetiche, e l’esaurimento delle fonti obbligheranno la nostra civiltà a utilizzare fonti energetiche alternative ai c. fossili, come le rinnovabili (➔ cambiamento climatico p; rinnovabili, fonti). Altre possibili risposte alla crisi energetica globale sono date dai biocombustibili o dall’idrogeno, un elemento praticamente inesauribile e che, utilizzato nelle celle a c. (dispositivo elettrochimico che permette di ottenere elettricità direttamente da alcune sostanze combustibili senza che avvenga alcun processo di combustione termica), produce energia dando come prodotto della combustione solo acqua.