Combustibile fossile

Si definiscono fossili quei combustibili derivanti dalla trasformazione (carbogenesi), sviluppatasi in milioni di anni, di sostanza organica, seppellitasi sottoterra nel corso delle ere geologiche, in forme molecolari via via più stabili e ricche di carbonio.

In pratica si può affermare che i combustibili fossili costituiscono l'accumulo, sottoterra, di energia solare, direttamente raccolta nella biosfera nel corso di periodi geologici, dalle piante tramite la fotosintesi clorofilliana e da organismi acquatici unicellulari come i protozoi e le alghe azzurre o indirettamente tramite la catena alimentare, dagli organismi animali.

Classificazione

La categoria dei combustibili fossili comprende:

• petrolio e altri idrocarburi naturali;
• carbone in tutte le sue forme (ad esempio torba e antracite);
• gas naturale.

Disponibilità

La distribuzione geografica delle principali riserve di combustibili fossili non è coincidente.

Distribuzione riserve di carbone

Le principali riserve si trovano negli Stati Uniti, Europa occidentale (Regno Unito, Belgio, Francia e Germania), paesi dell'ex Unione Sovietica, Polonia, Cina, Australia, Giappone e India. Le riserve di carbone nella loro globalità costituiscono il maggior accumulo di combustibili fossili ancora disponibili per lo sfruttamento. Nei depositi di carbone è possibile, in taluni casi, il recupero di gas naturale associato ai livelli carboniferi (CBM) e oggi si valuta la possibilità del recupero di questo gas anche in giacimenti carboniferi non economicamente sfruttabili per l'estrazione del carbone e la combinazione dello sfruttamento di questo gas con lo stoccaggio sotterraneo di anidride carbonica.

Distribuzione riserve di petrolio

Mappa dei principali produttori di petrolio a livello mondiale.

La geografia delle riserve attuali di petrolio è in evoluzione a causa dello sfruttamento e quindi esaurimento di molti giacimenti situati in aree da tempo sfruttate. Nel 2025 si è calcolato che circa il 27% del petrolio nel mercato provenisse da aree le cui riserve petrolifere erano in diminuzione, tra queste i giacimenti statunitensi e quelli nell'offshore del Mare del Nord (in acque inglesi, olandesi e norvegesi). In altri paesi la crescita economica è tale da trasformarli da esportatori di petrolio ad importatori, come la Cina. I maggiori accumuli convenzionali di petrolio (circa il 60% delle riserve mondiali) si trovano nell'area medio orientale (Arabia Saudita, Iraq, Kuwait, Iran, Siria, Emirati Arabi) e si ritiene, per le loro dimensioni che saranno gli ultimi ad esaurirsi. Altre regioni del mondo con grandi bacini petroliferi includono la Nigeria e l'offshore atlantico nigeriano ed angolano, il Venezuela e l'area del Mar Caspio.

Si stima che fino ad oggi siano stati estratti complessivamente circa 900-1000 miliardi di barili, mentre le riserve ancora estraibili si aggirino sui 1000-1500 miliardi di barili.

Oggi viene data importanza anche ai giacimenti di sabbie bituminose, abbondanti nello stato canadese dell'Alberta ed in Sudamerica, nell'area detta "Orinoco belt".

Distribuzione riserve di gas naturale

Il maggior giacimento di gas si trova a Groningen in Olanda, grandi riserve di gas si trovano in Siberia e in Algeria. Altre riserve di gas sono associate al petrolio nei giacimenti petroliferi diffusi nel mondo. All'inizio del XIX secolo lo scenario delle riserve mondiali di gas e' mutato causa l'inizio dello sfruttamento massiccio dello shale gas. Tuttavia per il gas vi è il grosso problema del trasporto dello stesso dal luogo di estrazione a quello di utilizzo, e questo oggi rende problematica la commerciabilità, e quindi lo sfruttamento, di grandi volumi di gas che sarebbero estraibili e disponibili in aree logisticamente lontane dai potenziali centri di utilizzo del gas. Per ovviare a queste limitazioni sono in corso di sviluppo progetti di liquefazione del gas. Sono in fase di esplorazione preliminare le ricerche sul possibile sfruttamento degli "idrati di metano" presenti lungo i margini della piattaforma continentale oceanica.

Utilizzi

Una centrale termoelettrica che sfrutta la combustione del carbone per produrre energia elettrica.

L'utilizzo sistematico dei combustibili fossili risale alla fine del XVIII secolo con l'inizio della rivoluzione industriale in Europa e America del Nord, con il forte incremento di richiesta energetica da parte delle industrie; fino agli anni cinquanta il fabbisogno energetico era principalmente soddisfatto dall'utilizzo del carbone. La nascita stessa della rivoluzione industriale inglese venne favorita dalla presenza di numerosi giacimenti carboniferi, minerariamente sfruttabili, nel territorio nazionale e l'uso del carbone per il trattamento dei minerali ferrosi iniziò all'inizio del XVIII secolo.

L'utilizzo dei combustibili fossili come principale risorsa di energia è incrementata notevolmente nel XX secolo, nella seconda metà del quale si è osservata l'affermazione del petrolio come principale fonte energetica, rispetto al carbone troppo inquinante e in molti casi economicamente più gravoso nell'assieme dei costi di estrazione e trasporto all'utilizzatore finale; si stima che nel 1955 i combustibili fossili contribuissero al 52% del fabbisogno energetico mondiale, ed il loro apporto crebbe al 64% nel 1970.

Oggi i combustibili fossili provvedono a poco più dell’85% del fabbisogno energetico mondiale: di questo il petrolio contribuisce per il 40%, il carbone per il 26% e il gas naturale (in forte crescita di consumo) per il 23%. Un ulteriore 7% viene ricavato dall’energia nucleare; a questo proposito si osserva che per quanto l'uranio non possa essere considerato un combustibile fossile, come fornitore di energia faccia parte delle risorse naturali limitate e non rinnovabili.

Vantaggi e svantaggi

I combustibili fossili sono oggigiorno la principale fonte energetica sfruttata dall'umanità, grazie ad alcune importanti caratteristiche che li contraddistinguono:

• sono "compatti", ovvero hanno un alto rapporto energia/volume
• sono facilmente trasportabili (La trasportabilità del gas naturale è funzione della distanza da compiere e della topografia delle zone attraversate con il gasdotto)
• sono facilmente immagazzinabili
• sono utilizzabili con macchinari relativamente semplici
• costano relativamente poco.

In particolare queste ultime due caratteristiche economiche hanno innescato un meccanismo di progettazione e costruzione di macchinari e sistemi di supporto ed infrastrutture per questa tecnologia, basata sull' utilizzo dei combustibili fossili, che ne ha reso il loro utilizzo ancor più interessante economicamente, facendo sì che lo sviluppo di macchine che possano sfruttare fonti energetiche alternative sia ancora molto lento e scarsamente stimolante fino al recente passato.

Hanno per contro importanti svantaggi:

• sono inquinanti, anche se con l'utilizzo di macchine moderne questo problema si è notevolmente ridotto. Una forma di inquinamento è data dalla diffusione in atmosfera di sostanze associate naturalmente a questi combustibili. Per esempio la liberazione di anidride solforosa (SO₂) responsabile del fenomeno delle piogge acide.
• Il loro utilizzo determina un incremento della quantità di CO₂ in atmosfera, un gas non direttamente inquinante, ma oggi considerato come il maggiore imputato del surriscaldamento globale. La quantità di CO₂ emessa dipende dal tipo di combustibile utilizzato, a parità di energia prodotta il carbone produce una quantità quasi doppia di anidride carbonica rispetto al gas naturale.
• non sono risorse rinnovabili, dato che il processo di fossilizzazione della sostanza organica è estremamente lungo e la quantità che oggi si fossilizza è trascurabile rispetto ai fabbisogni energetici della società in cui viviamo.

Questo comporta un progressivo esaurimento dei giacimenti e quindi delle scorte disponibili, a fronte di un progressivo e costante aumento della domanda di energia (con conseguente aumento dei prezzi). L'aumento dei prezzi, la consapevolezza che le scorte disponibili sono destinate ad esaurirsi ed una maggiore sensibilità verso le tematiche ambientali, ha accentuato le politiche di diversificazione delle fonti dei singoli paesi, favorendo lo sviluppo di sistemi di approvvigionamento energetico alternativi ai combustibili fossili.

Impatto ambientale

Emissione globale di carbonio emesso sotto forma di anidride carbonica (CO₂) come conseguenza dell'uso dei combustibili fossili nel periodo 1800-2007.

Bibliografia

• Piero Angela, Lorenzo Pinna, La sfida del secolo, Mondadori, 2006, ISBN 88-04-56071-1.
• Agenzia per la protezione dell'ambiente e per i servizi tecnici (APAT), Energia e radiazioni (PDF), 2006, ISBN 88-448-0200-7.
• AAVV, Dizionario Collins dell'ambiente, Gremese Editore, 1998, ISBN 88-7742-188-6.
• Giacomo Lorenzini, Cristina Nali, Le piante e l'inquinamento dell'aria, Springer, 2005, ISBN 88-470-0321-0.
• Bruno Martinis, L'energia in Italia: Convenzionale, nucleare o alternativa?, Edizioni Dedalo, 1970, ISBN 8822060962.

Collegamenti esterni

• Template:Thesaurus BNCF