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Gas climalteranti: come contribuiscono al riscaldamento globale

Il clima della Terra è sempre cambiato. Tuttavia, i gas climalteranti emessi dall’uomo generano un riscaldamento globale molto rapido che sconvolge il clima del pianeta.

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Saverio Lapini

Esperto in cambiamento climatico

Summary

I gas climalteranti sono sostanze chimiche che assorbono calore e lo rilasciano nell’atmosfera, contribuendo al riscaldamento globale.

I principali gas climalteranti sono il biossido di carbonio (CO2), il metano (CH4) e il protossido di azoto (N2O).

Le emissioni di gas climalteranti provengono soprattutto dal settore energetico, industriale e agricolo.

Il clima della Terra è sempre cambiato, alternando periodi molto caldi a periodi glaciali molto freddi.

I gas climalteranti emessi dall’uomo sono pericolosi perché riscaldano la Terra troppo rapidamente.

I principali gas climalteranti

I gas climalteranti sono sostanze chimiche presenti nell’atmosfera che contribuiscono al riscaldamento globale. Sono noti anche come gas serra, poiché funzionano come una serra. Questi gas trattengono il calore del sole all’interno dell’atmosfera e riscaldano il pianeta.

Ogni gas serra (GHG) ha un diverso global warming potential (GWP), ovvero una diversa capacità di surriscaldare l’atmosfera. 

Il global warming potential viene misurato attraverso la CO2 equivalente (CO2e o CO2eq). Questa unità di misura compara il riscaldamento prodotto da un certo gas con il riscaldamento prodotto dall’anidride carbonica.

I gas climalteranti più comuni sono l’anidride carbonica (formula chimica CO2), il metano (CH4) e l’ossido di azoto (N2O). Questi gas sono presenti in piccole quantità nell’atmosfera, ma hanno un effetto molto potente sul clima. 

Ad esempio, il metano è un gas serra con un GWP a 100 anni pari a 27,9. In altre parole, il metano produce un riscaldamento globale 27,9 volte maggiore di quello che produce la CO2

L’ossido di azoto (N2O) ha un GWP a 100 anni pari a 273 ed è uno dei gas serra più potenti in atmosfera.

Contributo al riscaldamento globale e al cambiamento climatico dei principali gas climalteranti con il biossido di carbonio o anidride carbonica (CO2), il metano (CH4), il protossido di azoto (N2O) e gli gas refrigeranti HCFC.

Contributo al cambiamento climatico dei vari gas ad effetto serra nel periodo 2010-2019 rispetto al periodo 1850-1900. Credit: IPCC Sixth Assessment Report.

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Gas climalteranti secondari

Anche il vapore acqueo è un gas serra, nonostante il suo GWP sia molto più basso degli altri gas. Tuttavia, il vapore acqueo ha un’incidenza minima sul cambiamento climatico. Infatti, il vapore condensa rapidamente e torna sulle superficie terrestre sotto forma di precipitazione.  

Altri importanti gas serra sono i gas refrigeranti come gli idrofluorocarburi (HCFC e HFC) e i clorofluorocarburi (CFC).

Anche i perfluorocarburi (PFC) sono potenti gas serra. Questi composti chimici sono utilizzati nei beni di consumo per renderli impermeabili, antiaderenti o resistenti alle macchie.

Per valutare la sostenibilità ambientale di un’organizzazione è possibile calcolare la carbon footprint o impronta di carbonio. La carbon footprint include le emissioni di gas serra generate lungo tutta la catena di fornitura e durante l’utilizzo dei propri prodotti. 

Invece, il Life Cycle Assessment (LCA) è il metodo utilizzato per calcolare l’impatto ambientale di un prodotto. Se si è interessati solo all’impronta di carbonio di un prodotto, si può lacolare la carbon footprint di prodotto.

I gas climalteranti nella storia della Terra

Il clima della Terra si è evoluto nell’arco di milioni di anni.

La temperatura media sulla superficie del pianeta è strettamente collegata alla concentrazione di anidride carbonica (CO2) nell’atmosfera. Infatti, le concentrazioni di CO2 nell’aria sono state molto alte durante i periodi più caldi, mentre sono drasticamente diminuite durante i periodi più freddi.

Circa 60 milioni di anni fa la temperatura media sulla superficie terrestre era di 10 °C superiore rispetto al periodo preindustriale (1850-1900). La concentrazione di CO2 in atmosfera superava 1,000 ppm e il clima era eccezionalmente caldo. Allora le foreste temperate tipiche dell’Europa si espandevano fino ai poli.

Poi avvenne un aumento repentino delle temperature, probabilmente causato dal rilascio in atmosfera di gas metano. La temperatura media raggiunse medie di 15 °C superiori rispetto al periodo preindustriale.

Il rapido aumento delle temperature diede origine a un’estinzione di massa e cambiò profondamente l’assetto del pianeta.

Il nuovo clima della Terra divenne molto umido e creò l’habitat ideale per l’azolla, una piccola felce acquatica che iniziò a riprodursi rapidamente. Una grande quantità di azolla si depositò nei fondali marini, sottraendo CO2 all’atmosfera.

La diminuzione di anidride carbonica in atmosfera generò un progressivo raffreddamento del clima che durò per milioni di anni.

Concentrazione di CO2 in atmosfera e temperatura media sulla superficie terrestre. Le emissioni di CO2 causano il surriscaldamento globale dell'intero pianeta.

Concentrazione di CO2 in atmosfera e temperatura media sulla superficie terrestre. Credit: IPCC Sixth Assessment Report.

L’industrializzazione causa il riscaldamento globale

La storia climatica dell’ultimo milione di anni è stata un susseguirsi di ere glaciali e periodi interglaciali, con cambiamenti ciclici della temperatura terrestre.

Le ere glaciali sono state causate da vari fattori naturali, come lo spostamento delle masse terrestri, le concentrazioni di gas serra in atmosfera e la variazione dell’orbita terrestre.

A partire dal 1900, la concentrazione di gas serra in atmosfera ha iniziato un rapido aumento a causa delle azioni dell’uomo. L’industrializzazione di alcuni Paesi del mondo ha molto aumentato l’utilizzo di combustibili fossili, che generano emissioni di gas climalteranti. 

L’aumento dei gas ad effetto serra ha già determinato un incremento della temperatura sulla superficie terrestre di 1.15 °C rispetto al periodo preindustriale.

Inoltre, il clima della Terra è molto complesso e difficile da controllare. Infatti, anche se le emissioni in atmosfera si fermassero in questo momento, la temperatura continuerebbe ad aumentare per centinaia di anni.

Per questo motivo è ancora più importante ridurre le emissioni di gas climalteranti quanto più velocemente possibile.

Aumento della temperatura sulla superficie della terra a (media annuale) osservato e simulato attraverso modelli climatici avanzati. L'aumento della temperatura e' stato causato dall'emissione di gas climalteranti in atmosfera da parte delle attivita' umane come la produzione di energia non rinnovabile e la combustione di combustibili fossili.

Cambiamento della temperatura sulla superficie della terra (media annuale) osservato e simulato attraverso modelli climatici avanzati. Credit: IPCC Sixth Assessment Report.

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Fonti di emissione dei gas climalteranti

Le fonti di emissione di gas serra possono essere sia antropiche, ovvero generate dall’uomo, che naturali. Tuttavia, le emissioni di origine naturale, come la respirazione o le eruzioni vulcaniche, sono molto minori rispetto alle emissioni di origine antropica.

Le emissioni di origine antropica sono state pari a 54 GtCO2-eq nel 2022, con un incremento del 64% rispetto al 1990.

Le emissioni CO2 per settore sono molto variegate e i settori che emettono di più sono la produzione di energia, l’attività industriale e la produzione di cibo.

I settori energetico ed industriale emettono soprattutto anidride carbonica (CO2) a causa della combustione di idrocarburi. Il settore agricolo invece è un grande emettitore di metano (CH4) e protossido di azoto (N2O). 

Quali settori emettono più gas climalteranti

Il settore energetico è responsabile di circa il 34% delle emissioni di gas climalteranti. La fonte di emissione principale rimane la combustione di carbone e petrolio per produrre energia elettrica e calore. 

Il secondo settore per emissioni è quello industriale, che emette in atmosfera il 24% dei gas ad effetto serra. La causa principale delle emissioni industriali è l’estrazione di materie prime e le successive lavorazioni industriali. La produzione di CO2 è il risultato della combustione di combustibili fossili nel processo produttivo e nella fase di utilizzo dei prodotti.

Le emissioni di gas climalteranti del settore agricolo derivano principalmente dalla deforestazione, in particolare in Amazzonia. Altre importanti fonti di emissione nel settore agricolo sono: il metano generato dagli animali da allevamento, e il protossido di azoto (N2O) causato dall’utilizzo di fertilizzanti sintetici.

Nel settore dei trasporti circa il 70% delle emissioni deriva da automobili, autocarri e camion. Il 12% delle emissioni proviene dall’aviazione e l’11% dai trasporti navali. Soltanto l’1% delle emissioni del settore trasporti deriva da treni e mezzi che si muovono su rotaia.

Gli edifici rappresentano invece una quota minore delle emissioni globali. Le emissioni vengono generate soprattutto durante la produzione di cemento e acciaio.

Emissioni di gas serra (GHG)i per settore economico divise tra energia, industria, agricoltura, trasporti ed edifici. La produzione di energia elettrica ha un alto contenuto di emissioni di gas climalteranti per kWh prodotto, ma anche l'industria e l'agricoltura sono grandi emettitori di gas ad effetto serra.

Emissioni di gas climalteranti per settore economico.

Scenari futuri dei gas climalteranti

Il clima della Terra è sempre cambiato. L’aumento della temperatura non rappresenta un problema di per sé. Il pericolo deriva dalla velocità con cui il clima sta cambiando.

Gli esseri viventi che popolano il pianeta si sono evoluti nell’arco di milioni di anni. Molti di loro non riusciranno ad adattarsi se il cambiamento climatico proseguirà a questa velocità.

Anche l’uomo si è evoluto in un clima stabile e non sappiamo se le nostre società potranno resistere ad un riscaldamento globale prolungato nel tempo. 

Per limitare il surriscaldamento globale, nel 2015 i rappresentanti di quasi 200 stati hanno sottoscritto gli Accordi di Parigi. Gli stati si sono impegnati a implementare le misure necessarie per mantenere il riscaldamento globale ben al di sotto dei 2 °C. 

Tuttavia, per essere sicuri che di non creare danni irreversibili al clima della Terra dovremmo mantenere il riscaldamento globale entro 1.5 °C.

Nonostante la ratifica degli Accordi di Parigi da parte di molti stati del mondo, è difficile prevedere se raggiungeremo zero emissioni in tempo.

Scenari futuri di riduzione delle emissioni di gas climalteranti in atmosfera. La linea verde mostra la traiettoria delle emissioni necessaria per mantenere il riscaldamento globale sotto 2 °C secondo gli Accordi di Parigi, mentre la linea blu rappresenta lo scenario in cui il riscaldamento globale viene mantenuto sotto 1.5 °C.

Scenari futuri delle emissioni in atmosfera. La linea verde mostra la traiettoria delle emissioni necessaria per mantenere il riscaldamento globale sotto 2 °C, mentre la linea blu rappresenta lo scenario in cui il riscaldamento globale viene mantenuto sotto 1.5 °C. Credit: IPCC Sixth Assessment Report.

Come ridurre le emissioni di gas serra

Oltre il 70% delle emissioni di gas climalteranti sono prodotte dalle aziende. 

Il percorso verso net zero emissioni inzia con il calcolo della carbon footprint della propria organizzazione 

Ollum può aiutarti a calcolare la tua impronta di carbonio e ad elaborare un piano di decarbonizzazione. 

Contattaci per scoprire come possiamo collaborare.

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