I problemi del nostro pianeta possono essere compresi in due fenomeni che sono ormai evidenti e non contestabili: esaurimento delle risorse, e impatto delle attività umane sull’ecosistema. I due fenomeni citati sono sicuramente un ostacolo all’obiettivo di sviluppo sostenibile come definito nel 1987 dalla Commissione mondiale per l’ambiente e lo sviluppo del Programma delle Nazioni Unite per l’ambiente (Commissione Bruntland) nel rapporto “Our Common Future”: “il soddisfacimento dei bisogni della generazione presente senza compromettere la possibilità delle generazioni future di realizzare i propri”.
Tutti siamo chiamati ad invertire la tendenza per il futuro del nostro pianeta, e chimici possono in questo essere determinanti.

Una guida nelle scelte della produzione di prodotti chimici che siano in linea con i principi dello sviluppo sostenibile si trova nei 12 principi della Green Chemistry elaborati da Paul Anastas and John Warner nel 1998. Sicuramente, in questo momento, grossi sforzi si stanno facendo riguardo il principio 6:

6- Progettazione per l’efficienza energetica
I requisiti energetici dei processi chimici devono essere riconosciuti per il loro impatto ambientale ed economico e devono essere ridotti al minimo. Se possibile, i metodi di sintesi dovrebbero essere condotti a temperatura e pressione ambiente.

Per soddisfare i requisiti del punto 6 l’industria si sta muovendo nell’utilizzo sempre più diffuso ed intenso dell’energia rinnovabile.
Le emissioni industriali dirette di CO2, comprese quelle di processo, sono il 26% delle emissioni totali. Di queste, le emissioni dell’industria chimica sono circa il 15% ( ≈ 1Gt CO2).
Nello scenario “Emissioni nette zero” fino al 2050, le emissioni dell’industria devono diminuire del 2,3% all’anno per arrivare a 6,9 Gt CO2 entro il 2030, nonostante la prevista crescita della produzione industriale.

Per ridurre le emissioni di CO2, alcune aziende chimiche sono state pioniere nel passare all’utilizzo del 100% di energia rinnovabile da diverse fonti. Ad esempio, l’impianto di policarbonato di SABIC a Cartagena, in Spagna, è destinato a diventare un sito di produzione chimica su larga scala che funzionerà interamente con energia rinnovabile entro il 2024. L’azienda ha siglato un accordo con Iberdrola, una delle maggiori società elettriche del mondo, per la costruzione di un impianto fotovoltaico da 100 MW con 263.000 pannelli su un terreno di proprietà di SABIC. Si tratterebbe del più grande impianto industriale di energia rinnovabile in Europa. Il nuovo impianto fotovoltaico comporterà una riduzione annuale di 80.000 tonnellate di emissioni di CO2.

BASF in Germania e RWE hanno presentato un progetto che dimostra come la produzione industriale di prodotti chimici di base possa diventare sostenibile e a prova di futuro. Entro il 2030, RWE svilupperà, costruirà e gestirà un parco eolico offshore da 2 GW per rifornire il sito chimico di Ludwigshafen di elettricità rinnovabile. L’elettricità rinnovabile, combinata con tecnologie prive di CO2 come i forni di cracking a vapore riscaldati elettricamente, sarà utilizzata per la produzione di prodotti chimici di base, attualmente basati su combustibili fossili. Questi piani potrebbero evitare l’emissione di circa 3,8 milioni di tonnellate di CO2 all’anno. RWE vuole utilizzare il 20% dell’elettricità verde proveniente dal nuovo parco eolico offshore per produrre idrogeno. L’idrogeno verde potrebbe essere utilizzato anche da altri clienti industriali, con un risparmio di oltre 1 milione di tonnellate di CO2 all’anno.

Ma sicuramente sono di forte interesse anche gli sforzi che la ricerca sta facendo nel campo dell’elettrocatalisi. In cui le reazioni elettrochimiche sono catalizzate utilizzando elettrodi sviluppati a tale scopo. Ad esempio, si sta studiando con risultati promettenti la reazione di riduzione dell’azoto ad ammoniaca o le reazioni di riduzione della CO2 a diversi prodotti come ad esempio metanolo. I ricercatori chimici di tutto il mondo sono attivi in questo promettente settore ed in Italia abbiamo scuole di catalisi che sono all’avanguardia. Con un approccio visionario la ricerca nell’elettro(foto)catalisi sta verificando la possibilità della produzione di fertilizzanti e componenti alimentari (carboidrati, proteine) dall’aria in dispositivi artificiali simili ad alberi.

In queste brevi considerazioni, analizzando solo 1 dei 12 principi della Green Chemistry si è visto come la l’industria chimica e la ricerca in chimica possano essere il cuore del futuro sostenibile trovando nuove vie e nuove applicazioni che siano a minor impatto ambientale ma che assicurino anche l’economicità dei processi. Su questi e altri temi fondamentali per la sostenibilità sarà organizzato dal 23 al 25 Novembre il Congresso Nazionale della Federazione dei Chimici e dei Fisici.

 

Prof. Dott. Chim. Martino Di Serio

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