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Le emissioni atmosferiche

La formazione dei gas clima-alteranti e gli effetti sull'ambiente

A cura di: Infobuild Energia

Cosa sono le "emissioni"?
Le emissioni sono gas e particelle rilasciate in aria come prodotto di processi naturali o causati dall'uomo. Uno di questi processi è la combustione di combustibili fossili per creare energia elettrica ed altre forme di energia. Le emissioni della combustione delle fonti fossili contribuiscono in maniera determinante al riscaldamento globale ed all'inquinamento dell'aria.

Tipi di emissioni
Una piccola parte delle emissioni è responsabile della maggior parte dell'impatto dell'uomo sui cambiamenti climatici e sulla salute. Questi gas e particelle provengono da una serie di sorgenti e possono essere classificati come "gas ad effetto serra" (che influenzano i cambiamenti climatici) ed agenti inquinanti dell'aria.
Il livello di emissioni globali derivanti da attività umane è cresciuto sensibilmente negli ultimi 200 anni, in concomitanza con lo sviluppo delle attività industriali, delle infrastrutture elettriche e dei trasporti. Non appena è aumentata la consapevolezza degli impatti di queste emissioni, sono state implementate regolamentazioni e nuove pratiche per ridurre la quantità di emissioni in vari Paesi (si veda a proposito il Protocollo di Kyoto). Malgrado ciò, si producono ancora ogni anno livelli elevati di queste emissioni.

Gas ad effetto serra (cambiamenti climatici)
I gas ad effetto serra, detti anche gas clima-alteranti, sono prodotti principalmente da quattro fonti:
  • la combustione di combustibili fossili per produrre elettricità (33%),
  • la combustione di combustibili fossili per produrre calore in ambito residenziale, commerciale ed industriale (31%),
  • la combustione di derivati di combustibili fossili per i trasporti (28%),
  • emissioni prodotte dall'agricoltura ed altre attività (8%).
 
Le principali emissioni e le relative sorgenti sono:

1.  Anidride carbonica
L'anidride carbonica (biossido di carbonio) è uno dei principali gas presenti in atmosfera ed è regolato attraverso il ciclo naturale del carbonio, in cui l'anidride carbonica è emessa nell'aria e riassorbita dalla vegetazione e dall'acqua. Questo ciclo è alterato dall'emissione di ulteriore anidride carbonica proveniente dalle attività umane. Poiché il ciclo naturale non riesce ad assorbire queste emissioni aggiuntive, una grande parte di anidride carbonica rimane in atmosfera e provoca il cambiamento del clima. La prima sorgente da attività umane di anidride carbonica è la combustione di fonti energetiche fossili (petrolio, gas e carbone) per la produzione di energia elettrica, di calore e per i trasporti.

2. Metano
Il metano è un altro gas che si trova in natura. La sorgente principale di metano in natura è la decomposizione delle piante. Come per l'anidride carbonica, la quantità di metano in atmosfera è aumentata significativamente a causa dell'attività umana, provocando un aggravamento dei cambiamenti climatici in atto. Le attività umane che producono metano includono la produzione dei combustibili fossili, le discariche dei rifiuti, l'agricoltura e l'allevamento.

3. Ossido nitroso
Le sorgenti naturali e il ciclo dell'ossido nitroso non sono conosciuti così bene come quelli dell'anidride carbonica e del metano, ma la loro principale sorgente naturale sembra essere la scomposizione batterica delle sostanze chimiche presenti nel terreno. Le attività umane che
aumentano la quantità dell'ossido nitroso in atmosfera, e quindi l'effetto sui cambiamenti climatici, includono la combustione delle fonti fossili,
l'utilizzo di fertilizzanti in agricoltura contenenti azoto e alcuni processi industriali.

4. Clorofluorocarburi (CFC)
I CFC sono prodotti chimici derivanti interamente dall'attività umana, nel senso che non si trovano di per sé in natura. Il loro utilizzo principale
si trova nella refrigerazione e nel condizionamento dell'aria ma sono utilizzati molto anche nelle infrastrutture e nei sistemi elettrici. Quando
rilasciati in atmosfera come gas, essi possono sconvolgere notevolmente le condizioni climatiche.

5. Emissioni con un impatto indiretto
Altri gas come il monossido di carbonio, gli ossidi di azoto e i composti volatili organici (VOCs - Volatile Organic Compounds) impattano indirettamente sui cambiamenti climatici ed hanno invece effetti diretti sulla salute umana se rilasciati nella bassa atmosfera.

 


Agenti inquinanti dell'aria

Le emissioni che causano l'inquinamento dell'aria provengono da una serie di attività; come si vede dal grafico, le emissioni derivanti dalla produzione di energia elettrica giocano un ruolo minore rispetto al ruolo che esse hanno nella generazione di gas ad effetto serra. Tuttavia il loro ruolo rimane molto importante.
Per ogni gas, la sorgente responsabile delle emissioni varia notevolmente poiché le diverse attività emettono diversi livelli per ogni gas.
La produzione di energia elettrica gioca il ruolo più importante nel caso delle emissioni di ossido di azoto e di anidride solforosa.
I trasporti sono responsabili dell'emissione di un gran numero di sostanze inquinanti.
 
Le emissioni principali che causano l'inquinamento dell'aria e le loro sorgenti sono:

1. Ozono
L'ozono è un'emissione particolare poiché non è direttamente prodotta dalle attività umane; l'ozono si crea come prodotto di una reazione chimica tra alcuni emissioni derivanti dall'attività umana ed altri gas presenti in atmosfera. L'ozono è inoltre particolare poiché è considerato vantaggioso in alcune zone e dannoso in altre. Quando l'ozono si trova nella parte superiore dell'atmosfera terrestre ha un effetto positivo poiché protegge la terra dalle radiazioni del sole. Tuttavia, quando l'ozono si trova nella parte più bassa dell'atmosfera, esso crea smog che può provocare problemi respiratori e danneggiare la vita animale e vegetale. Nella parte bassa dell'atmosfera, l'ozono è prodotto tipicamente quando alcuni componenti organici volatili (VOCs - Volatile Organic Compounds) o gli ossidi di azoto reagiscono con altri gas presenti nell'aria.

2. Monossido di carbonio
Questo gas si crea quando il carbonio presente nei combustibili fossili non brucia completamente durante la combustione. La maggior parte delle emissioni di carbonio proviene dall'utilizzo di derivati di fonti fossili per i trasporti. Una quantità minore proviene invece dalla produzione di energia elettrica e da eventi naturali quali gli incendi. Quando rilasciato nell'aria, il monossido di carbonio può aggravare le malattie di cuore e danneggiare il sistema nervoso umano. 

3. Ossidi di azoto
Gli ossidi di azoto provengono quasi esclusivamente dalla combustione dei combustibili fossili per i trasporti, la produzione di energia elettrica e la produzione di calore per gli edifici e i processi industriali. Il loro impatto sulla qualità dell'aria comprende la generazione di piogge acide, ozono nella bassa atmosfera e problemi respiratori.

4. Anidride solforosa
L'anidride solforosa è creata nel processo di combustione delle fonti fossili contenenti tracce di zolfo, come il carbone e il petrolio. Quantità più piccole possono essere create durante alcune lavorazioni industriali. La sorgente maggiore di anidride solforosa è la produzione di energia elettrica da fonti energetiche fossili. Sorgenti minori sono la produzione di altre forme di energia ed i trasporti. L'anidride solforosa provoca danni respiratori e le piogge acide.

5. Particolato
Il particolato comprende polveri sottili, fuliggine, fumo ed altre minuscole particelle solide rilasciate in aria. Il particolato può essere composto da varie sostanze chimiche. Le attività umane che lo generano sono diverse, tuttavia deriva principalmente dalle strade e dalla loro costruzione. Può inoltre formarsi quando le emissioni da fonti fossili reagiscono con la luce del sole e il vapore d'acqua a creare particelle solide in aria. Il particolato può avere effetti sul cuore e sull'apparato respiratorio.

6. Composti organici volatili (VOCs - Volatile Organic Compounds)
I VOCs si trovano in gran parte dei prodotti di consumo come vernici, solventi, adesivi per pavimenti, deodoranti e prodotti per la pulizia. Se rilasciati in aria, essi reagiscono con altre sostanze chimiche per creare ozono nella bassa atmosfera. Essi possono inoltre avere un impatto diretto sulla qualità dell'aria interna agli edifici quando sono emessi dalle vernici, dai pavimenti e dai collanti.

7. Altre emissioni
Altri gas possono impattare sulla qualità dell'aria. La produzione di questi gas è fortemente regolamentata e la loro emissione è attualmente molto minore rispetto alla quantità di emissione dei gas sopra elencati.


Combattere i cambiamenti climatici e migliorare la qualità dell'aria richiedono una significativa riduzione delle emissioni. Una delle caratteristiche determinanti delle tecnologie per l'efficienza energetica è che esse non producono alcuna emissione inquinante o pochissime emissioni rispetto ad un edificio tradizionale.
Gli edifici residenziali, commerciali ed industriali sono responsabili di circa il 40% del consumo di energia in Italia, oltre che del 25% del consumo totale di legna e del 16% di acqua. Adottare pratiche e tecnologie di efficienza energetica significa ridurre sensibilmente il fabbisogno di energia degli edifici, utilizzare materiali e prodotti che non contengono sostanze inquinanti, coprire una parte del fabbisogno residuo di energia con l'utilizzo di fonti energetiche rinnovabili ed energia pulita.

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