Che cosa sono carbone, petrolio e gas naturale? Spiegazione semplice

Prima di iniziare, voglio che pensiate a questa mattina quando vi siete svegliati. Avete acceso la luce, magari i vostri genitori hanno fatto colazione con il gas della cucina, siete saliti in auto per venire a scuola. Ecco, dietro a tutti questi gesti quotidiani ci sono proprio i combustibili fossili di cui parleremo oggi. Non sono solo nomi sui libri, ma le fonti di energia che muovono concretamente la nostra vita.

Iniziamo dal carbone, il più antico dei combustibili fossili che l'uomo ha imparato a usare su larga scala. Quando dico carbone, molti di voi pensano subito a quei pezzi neri che si usano per il barbecue, giusto? Bene, quello è carbone, ma esiste in tante forme diverse. Il carbone che troviamo sottoterra si è formato milioni di anni fa da enormi foreste che sono state sepolte e compresse dalla terra.

Immaginate una foresta grande come l'Italia che viene completamente coperta da strati e strati di terra e roccia. Nel corso di milioni di anni, il peso e il calore hanno trasformato quella materia vegetale in carbone. In Italia abbiamo avuto miniere di carbone importanti. Pensate alla Sardegna, dove ancora oggi potete visitare le vecchie miniere del Sulcis.

Mio nonno, che era minatore, mi raccontava sempre di come scendeva sottoterra per estrarre il carbone che poi alimentava le centrali elettriche e le fabbriche. Era un lavoro durissimo e pericoloso, ma fondamentale per lo sviluppo industriale del nostro Paese. Il carbone brucia producendo molto calore. Quando lo accendete per il barbecue, vedete come si scalda e resta caldo a lungo.

Questa caratteristica lo rende perfetto per le centrali termoelettriche. In una centrale a carbone, il combustibile viene bruciato in enormi caldaie che riscaldano l'acqua fino a trasformarla in vapore. Questo vapore ad alta pressione fa girare delle turbine enormi, collegate a generatori che producono elettricità. È come avere una gigantesca pentola a pressione collegata a una dinamo della bicicletta, ma ovviamente molto più grande e potente.

Il problema del carbone è che quando brucia produce molte sostanze inquinanti. Non solo anidride carbonica, che contribuisce all'effetto serra, ma anche polveri sottili e altri gas tossici. Per questo motivo molti Paesi stanno chiudendo le centrali a carbone o stanno installando filtri sempre più sofisticati per ridurre le emissioni. Passiamo ora al petrolio, che è probabilmente il combustibile fossile che conoscete meglio perché lo vedete ogni giorno.

Quando i vostri genitori fanno il pieno alla macchina stanno usando benzina, che deriva dal petrolio. Il gasolio per gli autobus, il kerosene degli aerei, persino l'asfalto delle strade: tutto viene dal petrolio. Il petrolio si è formato in modo simile al carbone, ma invece di partire dalle foreste è nato da organismi marini microscopici. Milioni di anni fa, sul fondo dei mari c'erano depositi enormi di questi piccoli organismi morti che si sono trasformati, sotto la pressione e il calore, in quello che oggi chiamiamo oro nero.

È incredibile pensare che quando facciamo il pieno stiamo bruciando organismi vissuti milioni di anni fa. L'estrazione del petrolio è un'operazione complessa che richiede tecnologie avanzate. Prima bisogna trovarlo, usando tecniche di prospezione geologica. Gli ingegneri studiano le rocce del sottosuolo per capire dove potrebbero esserci i giacimenti.

Una volta individuato il punto, si perfora con torri di trivellazione che possono scendere anche per migliaia di metri sottoterra. Pensate che alcuni pozzi petroliferi sono più profondi della distanza che separa Milano da Como. Il petrolio grezzo che esce dal pozzo non è utilizzabile direttamente. Deve essere trasportato alle raffinerie, che sono veri e propri complessi industriali dove viene trasformato.

In raffineria il petrolio viene riscaldato e separato nei suoi componenti attraverso un processo chiamato distillazione frazionata. È come quando fate bollire l'acqua: i componenti più leggeri evaporano prima di quelli più pesanti. Così si ottengono benzina, gasolio, cherosene, oli lubrificanti e tanti altri prodotti. Una cosa che forse non sapete è che dal petrolio non si ricava solo carburante.

Guardate la penna che usate per scrivere: molto probabilmente è fatta di plastica derivata dal petrolio. I vestiti sintetici, molti giocattoli, i contenitori per il cibo, persino alcuni farmaci hanno componenti che derivano dal petrolio. È davvero il materiale che ha cambiato il mondo moderno. Il gas naturale è il terzo grande combustibile fossile, e probabilmente lo conoscete bene perché molti di voi lo usano in casa.

Quando accendete i fornelli della cucina o quando parte il riscaldamento, state usando gas naturale. È il combustibile fossile più pulito perché quando brucia produce principalmente vapore acqueo e anidride carbonica, ma molto meno inquinanti rispetto al carbone e al petrolio. Il gas naturale è formato principalmente da metano, una molecola molto semplice composta da un atomo di carbonio e quattro di idrogeno. Si è formato nelle stesse condizioni del petrolio, spesso si trovano insieme negli stessi giacimenti.

La differenza è che il gas, essendo più leggero, tende a stare nella parte alta del giacimento mentre il petrolio resta più in basso. L'estrazione del gas è simile a quella del petrolio, ma una volta estratto deve essere trasportato in modo diverso. Il gas può viaggiare attraverso gasdotti, che sono tubazioni che attraversano continenti interi. Pensate che dall'Algeria il gas arriva in Italia attraverso gasdotti che passano sotto il Mar Mediterraneo.

Un'opera ingegneristica incredibile: tubi lunghi centinaia di chilometri posati sul fondo del mare. Il gas può anche essere trasformato in liquido raffreddandolo a temperature bassissime, intorno ai 160 gradi sotto zero. In questo stato, chiamato gas naturale liquefatto o GNL, occupa molto meno spazio e può essere trasportato con navi speciali dotate di serbatoi criogenici. Una volta arrivato a destinazione, viene riportato allo stato gassoso e immesso nella rete di distribuzione.

Nelle nostre case il gas arriva attraverso una rete di tubazioni sempre più piccole. Dalle grandi condutture principali si dirama verso le strade, poi verso i singoli edifici e infine verso ogni appartamento. Il contatore che vedete fuori casa misura proprio quanto gas consumate. Il gas che arriva nelle vostre cucine è lo stesso che esce dai giacimenti, ma è stato trattato per renderlo sicuro e per aggiungere quell'odore caratteristico che sentite quando c'è una perdita.

Il gas naturale puro infatti non ha odore, e sarebbe pericoloso perché non ci accorgeremmo delle fughe. Tutti e tre questi combustibili fossili hanno un grande vantaggio: contengono molta energia in poco spazio. Un litro di benzina può far viaggiare un'auto per circa 15 chilometri. Un metro cubo di gas può riscaldare una casa per diverse ore.

Questa alta densità energetica li rende molto pratici da usare e trasportare. Però hanno anche degli svantaggi importanti. Prima di tutto sono risorse finite. I giacimenti prima o poi si esauriscono, e ne servono sempre di nuovi.

Secondo, la loro combustione produce gas serra che contribuiscono ai cambiamenti climatici. Terzo, spesso i giacimenti più importanti si trovano in zone del mondo politicamente instabili, e questo crea problemi di approvvigionamento. L'Italia, per esempio, importa la maggior parte del petrolio e del gas che consuma. Questo significa che dipendiamo da altri Paesi per le nostre foreste energetiche, e quando ci sono crisi internazionali i prezzi possono aumentare molto rapidamente, come avete visto succedere negli ultimi anni.

Per questo motivo si stanno sviluppando sempre più le energie rinnovabili come il sole, il vento e l'acqua. Ma questa è un'altra storia che approfondiremo nelle prossime lezioni. Per ora è importante che capiate che carbone, petrolio e gas naturale sono ancora fondamentali per la nostra società, ma stiamo lavorando per usarli in modo più efficiente e pulito, e per affiancarli progressivamente con fonti di energia più sostenibili. Ricapitolando quello che abbiamo visto oggi: i combustibili fossili sono carbone, petrolio e gas naturale, tutti formati da materia organica trasformata nel corso di milioni di anni.

Il carbone deriva da antiche foreste, il petrolio e il gas da organismi marini. Ognuno ha le sue caratteristiche: il carbone è molto energetico ma inquinante, il petrolio è versatile e si trasforma in tanti prodotti diversi, il gas è il più pulito dei tre. Tutti vengono estratti dal sottosuolo con tecnologie complesse e vengono trasportati e trasformati prima di arrivare a noi. La prossima volta parleremo delle energie rinnovabili, scopriremo come il sole, il vento e l'acqua possono produrre energia pulita e inesauribile.

Vi racconterò come funzionano i pannelli solari, le pale eoliche e le centrali idroelettriche, e vedremo insieme come queste tecnologie stanno cambiando il nostro modo di produrre energia. Ci vediamo alla prossima lezione.