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CCC/224

Quantificare le emissioni da combustione spontanea del carbone (CCC/224)
Lesley Sloss

La combustione spontanea può essere un importante problema per l’industria carbonifera, non solamente per ovvi motivi di sicurezza e di potenziale perdita economica, ma anche relativamente al rilascio di gas inquinanti, soprattutto CO2, provenienti da incendi non controllati. Questo report illustra le metodologie per la misurazione delle emissioni da combustione spontanea, ed esamina i metodi utilizzabili per quantificarle, stimarle e contabilizzarle allo scopo di predisporre un inventario delle stesse. Per combustione spontanea del carbone si intende la non prevista ed istantanea ignizione del combustibile, sia che esso si trovi nel sottosuolo, in cumuli o in transito. La figura 1 mostra la classificazione dei differenti tipi di incendio a seconda del loro sviluppo, della loro età, della posizione e dello stadio di combustione.

 combustione carbone

Figura 1 Classificazione dei fuochi da carbone a seconda della genesi, dell’età, della dislocazione e dello stadio di combustione (Kuenzer and Stracher, 2012)

Dal momento che la combustione spontanea risulta un fenomeno indesiderato che si sviluppa senza preavviso, è raro che al suo verificarsi si possano avere a disposizione gli strumenti atti a monitorare e misurare accuratamente le emissioni che da essa si sprigionano. Queste ultime si sviluppano generalmente da grossi cumuli di carbone o da estesi giacimenti presenti nel sottosuolo ed è possibile dunque arrivare ad una misurazione accurata delle emissioni o ottenere una stima del loro valore in base ai dati di attività e dei fattori di emissione. Molti dei siti interessati da fenomeni di combustione si trovano invece in località remote, abbandonate o difficilmente raggiungibili; per tale motivo acquisisce una grande importanza la valutazione delle emissioni globali da essi provenienti. Esse sono in larga parte uguali a quelle che si realizzano nelle centrali a carbone, anche se il fattore di emissione sarà in generale maggiore nel caso della combustione spontanea.
Le emissioni di maggior interesse sono comunemente quelle di CO2, CH4, CO, mercurio e altre sostanze tossiche; la pericolosità di tali incendi è quindi evidente, e tra le conseguenze più importanti possono essere segnalati decessi, significativi livelli di inquinamento in generale e il movimento forzato di intere comunità.
Nel caso di incendi con origine in luoghi inaccessibili, la loro durata può estendersi anche per secoli senza che se ne venga a conoscenza, portando in questo modo a una grande perdita di carbone; questa è stata stimata, per quanto riguarda gli incendi degli ultimi due millenni, in uno o due ordini di grandezza superiore alla quantità totale dello stesso combustibile utilizzato nell’ultimo secolo; la stima del carbone bruciato in vene e cumuli di stoccaggio risulta variabile tra lo 0,5% e il 10% della produzione globale annua.
In Cina le riserve consumate annualmente in tali incendi, o rese inaccessibili alle operazioni di estrazione come conseguenza di questi, variano tra le 10 e le 200 milioni di tonnellate, per un valore complessivo che si stima potrebbe essere pari a tre volte questo dato. I costi dei progetti di bonifica solamente negli Stati Uniti d’America risultano essere superiori al miliardo di dollari annui, con il 90% di questi concentrato negli stati della Pennsylvania e West Virginia, con un maggior aggravio di costi per lo spegnimento dei fuochi sviluppati nel sottosuolo rispetto a quelli di superficie.
Vi sono in merito due distinti approcci per la stima delle emissioni:
• Dati empirici: calcolati sulla base di un fattore di emissione per il carbone e della quantità nota di carbone consumato;
• Dati misurati: basati su monitoraggi in situ al fine di produrre più accurati valori del rapporto tra fattore di emissione e attività.
Il primo approccio restituisce una visione maggiormente critica dello scenario poiché prende in considerazione la mole completa di dati sull’inquinamento in relazione alla quantità massima di carbone bruciato. Il secondo metodo può invece dare una stima più accurata dei valori ma richiede maggiore tempo ed esperienza. L’utilizzo di entrambi gli approcci rende l’analisi più attendibile nell’ottica della realizzazione di un inventario delle emissioni.
Allo stato attuale si può dire che una stima di questo tipo di emissioni, a livello nazionale e internazionale, non sia facilmente raggiungibile. Si sta comunque compiendo un consistente lavoro per l’adeguamento degli strumenti e delle metodologie di misurazione in modo tale da avere, in un futuro prossimo, delle stime sempre più precise, visto anche il crescente numero di aree interessate al problema. L’utilizzo combinato di metodologie standard e di dati geografici provenienti da rilevatori satellitari potranno, nei prossimi anni, migliorare in modo significativo la stima delle emissioni globali provenienti dalle diverse fonti di combustione spontanea.FT

Il rapporto originale è consultabile gratuitamente, previa registrazione, all’indirizzo:
http://www.iea-coal.org.uk/site/2010/publications-section/reports