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Metano gas serra: quanto è dannoso per il clima?

Il metano è un potente gas ad effetto serra troppo spesso dimenticato. Ridurre le emissioni di metano è cruciale per raggiungere net zero emissioni entro il 2050.

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Saverio Lapini

Esperto in cambiamento climatico

Summary

Il metano è un gas serra composto da un atomo di carbonio e quattro atomi di idrogeno, assemblati a forma di piramide.

Il metano ha una vita breve in atmosfera (10-12 anni), ma è responsabile di circa il 30% del riscaldamento globale.

Nell’arco di 100 anni, Il potere di riscaldamento del metano è di 27,9.

Le principali fonti di emissione del metano gas serra sono gli allevamenti, la coltivazione del riso, l’utilizzo di combustibili fossili e le discariche.  

Per diminuire le emissioni di metano in atmosfera, molti Stati hanno firmato la Global Methane Pledge, 

È possibile ridurre le emissioni di metano gas serra diminuendo il numero di animali allevati, utilizzando energia da fonti rinnovabili e riciclando i rifiuti.

Composizione chimica del metano gas serra (CH4)

La formula chimica del metano è CH4, perché è composto da un atomo di carbonio centrale legato a quattro atomi di idrogeno. Il legame tra il carbonio e l’idrogeno è di tipo covalente, poiché gli atomi condividono degli elettroni. I legami covalentI rendono la molecola di metano stabile.

La struttura del metano gas serra è una piramide (tetraedro), con il carbonio al centro e i quattro atomi di idrogeno posizionati agli angoli. La sua struttura rende il metano poco solubile in acqua e poco incline a generare reazioni chimiche, se non in condizioni particolari.  

Il metano in natura si trova prevalentemente allo stato gassoso ed è il principale componente del gas naturale.

È anche un ottimo combustibile grazie al suo elevato potere calorifico, che viene sfruttato per generare calore ed elettricità.

Il metano gas serra è incolore e inodore, per questo viene arricchito con speciali sostanze chimiche che gli conferiscono il tipico odore di gas. L’odore aggiunto semplifica la rilevazione di perdite o fughe di gas, evitando rischi per la vita di molte persone.

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Densità del metano gas serra (CH4)

La densità indica quanto pesa di 1 metro cubo (m3) di metano gas serra. L’unità di misura della densità è il chilogrammo per metro cubo (kg/m3).

Il metano (CH4è meno denso dell’aria.

Infatti, il metano (CH4) ha una densità di 0.657 kg/m3, mentre l’aria ha una densità di 1.29 kg/m3. 

Inoltre, il peso specifico del metano gas serra è di 16.04 g/mol, circa la metà del peso specifico dell’aria.

Dato che è meno denso dell’aria, in caso di fughe il metano si concentra in alto vicino ai tetti degli edifici. 

Formula chimica della molecola di metano gas serra, una sostanza chimica composta da un atomo di carbonio e tre atomi di idrogeno tenuti insieme da legami covalenti.

Global warming potential del metano

Sebbene sia meno presente in atmosfera rispetto al biossido di carbonio (CO2), il metano è un gas serra molto potente. 

Infatti, il metano gas serra è responsabile di circa il 30% del riscaldamento globale antropogenico, ovvero prodotto dall’uomo.

Per comparare il surriscaldamento globale generato dai diversi gas serra, gli scienziati utilizzano il Global Warming Potential (GWP). Il Global Warming Potential rappresenta la capacità di un gas di assorbire calore e rilasciarlo in atmosfera.

Il GWP viene misurato in CO2 equivalente (CO2e). Infatti, il riscaldamento generato dal metano gas serra viene comparato con quello generato dalla stessa quantità di CO2.

Il metano ha un GWP di 27,9 nell’arco di 100 anni.

Quindi, 1 kg di metano genera un riscaldamento globale pari a circa 28 volte quello generato da 1 kg di anidride carbonica (CO2).

Tuttavia, il metano gas serra assorbe una grande quantità di calore nei primi 10 anni dalla sua emissione. Dopo 10 anni la gran parte del metano si dissolve, reagendo con il radicale ossidrile per formare anidride carbonica (CO2) e acqua (H20).

Per questo il global warming potential del metano a 20 anni è pari a 81,2, circa 3 volte superiore rispetto al GWP a 100 anni. 

Nel calcolo della carbon footprint viene spesso utilizzato il GWP a 100 anni, anche nella carbon footprint di un singolo prodotto.

Una grande fonte di emissione in atmosfera di metano gas serra ripreso da immagini satellitari.

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Emissioni di metano gas serra (CH4) in atmosfera

Nel 2021 le concentrazioni di metano in atmosfera hanno raggiunto 1.896 ppb (Parts Per Billion). Oggi i livelli di metano gas serra in atmosfera sono più alti del 162% rispetto ai livelli preindustriali.  

Le emissioni di metano (CH4) possono avere due origini: naturale o antropogenica. 

Le emissioni naturali rappresentano circa il 40% delle emissioni di metano gas serra. Queste emissioni provengono da processi naturali e inevitabili, come la decomposizione di materia organica in paludi e suoli di permafrost.

Il metano antropogenico, cioè causato dalle attività umane, rappresenta il restante 60%. Le emissioni antropogeniche sono evitabili e molti Stati del mondo si stanno impegnando per ridurle.

L’agricoltura è il settore che emette più metano gas serra generato dall’uomo. La principale sorgente di metano agricolo è la fermentazione enterica, ovvero la digestione del cibo da parte degli animali allevati.

Un’altra importante fonte di emissione è la produzione di riso in terreni allagati. In questo suolo palustre si crea un ambiente anaerobico che favorisce la decomposizione di materia organica, rilasciando metano in atmosfera.

Il settore energetico è il secondo per emissioni di metano gas serra. La fonte principale sono le emissioni fuggitive, fughe accidentali di gas che avvengono durante l’estrazione o il trasproto di gas naturale, petrolio e carbone.  

Infine, il terzo settore per emissioni di metano è la gestione dei rifiuti. Anche nelle discariche si crea un ambiente anaerobico, dove i batteri decompongono i rifiuti organici e sprigionano metano nell’aria.  

Categorie di emissione di metano gas serra ch4

Source: Saunois et al. (2020).

Global Methane Pledge per ridurre le emissioni di metano gas serra

Diminuire le emissioni di metano gas serra sarà cruciale per diventare carbon neutral entro il 2050. Per formalizzare il proprio impegno verso la sostenibilità ambientale, circa 130 Paesi hanno aderito alla Global Methane Pledge.

Questo accordo è stato lanciato nel novembre 2021 durante la COP26, grazie alla spinta dell’Unione Europea e degli Stati Uniti.

La Global Methane Pledge è un accordo volontario e non vincolante per ridurre le emissioni di metano (CH4) del 30% entro il 2030, rispetto ai livelli del 2020. Una tale riduzione nelle emissioni di metano gas serra potrebbe scongiurare un aumento della temperatura media di 0.2˚C.

I critici dell’accordo sottolineano che non aggiunge molto agli impegni in già formalizzati dall’Unione Europea e dagli Stati Uniti. Infatti, molti Stati africani e altri Paesi in via di sviluppo non hanno ancora aderito.

Tuttavia, durante la COP26 l’UNEP (United Nations Environment Programme) ha lanciato il Methane alert and response system (Mars).

Il Mars è un nuovo sistema mondiale di rilevamento satellitare che monitora le emissioni di metano e consente di bloccare tempestivamente eventuali fughe.

Percorso e caratteristiche del Methane Alert and Response System (MARS) che monitora l'inquinamento del metano gas serra

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Come decarbonizzare il metano gas serra

L’obiettivo mondiale è raggiungere net zero emissioni di gas serra (GHG) entro il 2050. Per raggiungere questo obiettivo, tutte le aziende dovranno avere un piano di decarbonizzazione con obiettivi e investimenti ben definiti.

Nell’agricoltura, le emissioni di gas climalteranti degli animali allevati possono essere ridotte agendo su tre fattori principali. In primo luogo, è possibile modificare la dieta degli animali, includendo additivi nei mangimi per migliorare la digestione dei bovini.

In secondo luogo, si può incrementare l’utilizzo di biodigestori per produrre biogas con gli escrementi degli animali. Infine, sarà necessario ridurre il numero di animali allevati, diminuendo il consumo di prodotti di origine animale come carne, formaggi e latticini.

Il metano gas serra derivante dalla coltivazione del riso può essere ridotto grazie alle coltivazioni senza acqua (dry seeding) o ad acqua intermittente.

Per quanto riguarda le discariche, incrementare il riciclo dei rifiuti è la tecnica più efficace per ridurre le emissioni di metano. Tuttavia, anche la termovalorizzazione dei rifiuti per produrre calore ed energia elettrica potrebbe ridurre molto le emissioni di metano gas serra.

Anche l’Unione Europea si è mossa in questa direzione, stabilendo che entro il 2035 non più del 10% dei rifiuti urbani potranno essere conferiti in discarica.

Infine, le emissioni di metano nel settore energetico possono essere eliminate in almeno due modi.

Il primo riguarda la sostituzione dei combustibili fossili con biocarburanti o energia elettrica rinnovabile. Il secondo implica l’utilizzo di nuove tecnologie per contenere le perdite di metano gas serra durante l’estrazione e il trasporto di combustibili fossili.

Ulteriori fonti per approfondimento

Tutte le informazioni qui riportate provengono da studi scientifici. Per conoscere meglio come sono prodotte le emissioni di metano gas serra e come possono essere ridotte, puoi consultare le seguenti fonti:

  1. Il metano nell’inventario nazionale delle emissioni di gas serra. L’Italia e il Global Methane Pledge ISPRA
  2. Global methane assessment – UNEP
  3. Global methane tracker – IEA
  4. An Eye on Methane: International Methane Emissions Observatory 2022 Report – IMEO
  5. Global methane pledge

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