Hardware Upgrade Forum - View Single Post - aFuel è il primo combustibile a emissioni negative. Ecco perché e come si produce

frncr · 08-09-2021, 23:47

Dopodiché, visto che hai aggiunto la spiegazione della barzelletta del carbonio negativo, aggiungo questo: dire che produrre in quel modo il metanolo ha un bilancio del carbonio atmosferico negativo solo perché "già che ci sono" decidono di sequestrare più CO2 di quella che gli serve e di stoccarla in carbone sistetico non è molto diverso da dire che io posso produrre un cioccolato a carbonio negativo perché per ogni kg che ne produco prometto di sequestrare un po' di CO2 dall'atmosfera e stoccarla nella mia cantina. Bello ma non c'entra nulla con il ciclo chimico di quel combustibile, che nella migliore delle ipotesi può essere a bilancio di carbonio pari (ma in realtà no, per quello che ti dico dopo).

Visto che è venuto fuori anche il dato (presunto) del consumo energetico del processo, facciamo due conti per vedere quanto sarebbe sostenibile.
Allora, 1 kg di metanolo contiene potenzialmente 6,3 kWh di energia (è il potere calorifico superiore), perciò se spendiamo 11,97 kWh di energia elettrica per produrlo abbiamo un rendimento del 52,6% in questa prima fase. A questo punto dobbiamo trasportare questo vettore energetico nel luogo dove vogliamo usarlo, il che ha un costo; non so fare il calcolo esatto anche perché dipende dalla distanza media fra l'impianto di produzione e gli utilizzatori e dai mezzi di trasporto utilizzati, ma sarà circa il doppio rispetto alla benzina dato che ha metà dell'energia specifica; buttiamo lì un 5%? Ok, arrivato sul posto possiamo procedere a bruciare il nostro metanolo in un motore termico, che se tutto va bene avrà un rendimento del 35%; dopodiché attacchiamo all'albero motore un generatore per produrre l'energia elettrica da inviare alle batterie, diciamo che con un generatore superfico otteniamo un rendimento del 90%.
Tiriamo le somme: il nostro 100% di energia elettrica fotovoltaica, prima di arrivare alla batteria diventa 100 * 0.526 * 0.95 * 0.35 * 0.9 = 15.74%
Abbiamo sprecato l'84% dell'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico in perdite di trasformazione.
Se invece prendiamo quel 100% di energia fotovoltaica e la immettiamo nella rete elettrica cosa succede? Se la trasportiamo in media tensione le perdite dovrebbero essere del 4% (è quanto viene addebitato in Italia per le forniture in media tensione), se la vogliamo in bassa tensione perdiamo il 10%. In questo caso almeno il 90% dell'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico è disponibile per caricare la batteria dell'auto, come dire che usare direttamente l'energia elettrica è 90 / 16 = 5,6 volte più efficiente rispetto a passare per il vettore energetico metanolo prodotto in quel modo. La differenza in termini economici è ancora maggiore perché bisogna aggiungere il costo di realizzazione e di gestione di tutto l'impianto per la produzione del metanolo, che se usiamo direttamente l'energia del fotovoltaico non serve.

Allora, come ho già scrito prima, in un ipotetico futuro in cui avremo tanta energia elettrica pulita in eccesso sarà sensato pensare anche a sistemi del genere, che hanno se non altro il vantaggio di poter accumulare energia in forma chimica e il vantaggio di realizzare veicoli più leggeri ed economici di quelli con tante batterie (almeno con la tecnologia attuale delle batterie). Farlo adesso sarebbe invece pura follia. Produrre un pannello fotovoltaico ha un costo, che in massima parte deriva dall'energia necessaria; in pratica un pannello fotovoltaico prodotto oggi per i primi 2-3 anni produce per restituire l'energia che ha richiesto la sua costruzione (EPBT, energy pay-back time); se diluiamo l'efficienza con cui sfuttiamo l'energia prodotta di 5-6 volte, è come dire che il tempo di ritorno dell'investimento energetico diventa 10-18 anni e per tutto quel periodo anziché migliorare la situazione netta del carbonio l'avremo peggiorata. Detto in altro modo: mettersi ora a costruire impianti del genere darebbe solo luogo a un notevole "cannibalismo energetico" (significa usare tanta parte dell'energia disponibile solo per produrre altri generatori di energia, così che quella utile per il consumo non cresce abbastanza e si crea un circolo vizioso).

D'altra parte, è possibile e probabile che per quando diventerà sostenibile la produzione di vettori energetici come il metanolo, la tecnologia degli accumulatori elettrici sarà così evoluta da renderli non più utili. Lo scopriremo solo vivendo.

08-09-2021, 23:47	#6
frncr Senior Member Iscritto dal: May 2009 Messaggi: 903	Dopodiché, visto che hai aggiunto la spiegazione della barzelletta del carbonio negativo, aggiungo questo: dire che produrre in quel modo il metanolo ha un bilancio del carbonio atmosferico negativo solo perché "già che ci sono" decidono di sequestrare più CO2 di quella che gli serve e di stoccarla in carbone sistetico non è molto diverso da dire che io posso produrre un cioccolato a carbonio negativo perché per ogni kg che ne produco prometto di sequestrare un po' di CO2 dall'atmosfera e stoccarla nella mia cantina. Bello ma non c'entra nulla con il ciclo chimico di quel combustibile, che nella migliore delle ipotesi può essere a bilancio di carbonio pari (ma in realtà no, per quello che ti dico dopo). Visto che è venuto fuori anche il dato (presunto) del consumo energetico del processo, facciamo due conti per vedere quanto sarebbe sostenibile. Allora, 1 kg di metanolo contiene potenzialmente 6,3 kWh di energia (è il potere calorifico superiore), perciò se spendiamo 11,97 kWh di energia elettrica per produrlo abbiamo un rendimento del 52,6% in questa prima fase. A questo punto dobbiamo trasportare questo vettore energetico nel luogo dove vogliamo usarlo, il che ha un costo; non so fare il calcolo esatto anche perché dipende dalla distanza media fra l'impianto di produzione e gli utilizzatori e dai mezzi di trasporto utilizzati, ma sarà circa il doppio rispetto alla benzina dato che ha metà dell'energia specifica; buttiamo lì un 5%? Ok, arrivato sul posto possiamo procedere a bruciare il nostro metanolo in un motore termico, che se tutto va bene avrà un rendimento del 35%; dopodiché attacchiamo all'albero motore un generatore per produrre l'energia elettrica da inviare alle batterie, diciamo che con un generatore superfico otteniamo un rendimento del 90%. Tiriamo le somme: il nostro 100% di energia elettrica fotovoltaica, prima di arrivare alla batteria diventa 100 * 0.526 * 0.95 * 0.35 * 0.9 = 15.74% Abbiamo sprecato l'84% dell'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico in perdite di trasformazione. Se invece prendiamo quel 100% di energia fotovoltaica e la immettiamo nella rete elettrica cosa succede? Se la trasportiamo in media tensione le perdite dovrebbero essere del 4% (è quanto viene addebitato in Italia per le forniture in media tensione), se la vogliamo in bassa tensione perdiamo il 10%. In questo caso almeno il 90% dell'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico è disponibile per caricare la batteria dell'auto, come dire che usare direttamente l'energia elettrica è 90 / 16 = 5,6 volte più efficiente rispetto a passare per il vettore energetico metanolo prodotto in quel modo. La differenza in termini economici è ancora maggiore perché bisogna aggiungere il costo di realizzazione e di gestione di tutto l'impianto per la produzione del metanolo, che se usiamo direttamente l'energia del fotovoltaico non serve. Allora, come ho già scrito prima, in un ipotetico futuro in cui avremo tanta energia elettrica pulita in eccesso sarà sensato pensare anche a sistemi del genere, che hanno se non altro il vantaggio di poter accumulare energia in forma chimica e il vantaggio di realizzare veicoli più leggeri ed economici di quelli con tante batterie (almeno con la tecnologia attuale delle batterie). Farlo adesso sarebbe invece pura follia. Produrre un pannello fotovoltaico ha un costo, che in massima parte deriva dall'energia necessaria; in pratica un pannello fotovoltaico prodotto oggi per i primi 2-3 anni produce per restituire l'energia che ha richiesto la sua costruzione (EPBT, energy pay-back time); se diluiamo l'efficienza con cui sfuttiamo l'energia prodotta di 5-6 volte, è come dire che il tempo di ritorno dell'investimento energetico diventa 10-18 anni e per tutto quel periodo anziché migliorare la situazione netta del carbonio l'avremo peggiorata. Detto in altro modo: mettersi ora a costruire impianti del genere darebbe solo luogo a un notevole "cannibalismo energetico" (significa usare tanta parte dell'energia disponibile solo per produrre altri generatori di energia, così che quella utile per il consumo non cresce abbastanza e si crea un circolo vizioso). D'altra parte, è possibile e probabile che per quando diventerà sostenibile la produzione di vettori energetici come il metanolo, la tecnologia degli accumulatori elettrici sarà così evoluta da renderli non più utili. Lo scopriremo solo vivendo.