Re carbone abdica (parte 2).

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Claudio Della Volpe

la prima parte di questo post è qui

Nella prima parte di questo post, che ricorda la chiusura della principale miniera europea di carbone,  abbiamo approfondito le cause e i meccanismi con i quali il carbone è divenuto la base dell’economia inglese. Al massimo del suo uso nel 1913, alla vigilia della prima guerra mondiale iniziò il distacco dal carbone con l’introduzione di cannoniere alimentate solo con olio combustibile, un segno dei nuovi tempi. I motivi che favorirono la sostituzione del carbone sulle cannoniere presto divennero i motivi  per sostituirlo dappertutto: densità energetica, ruolo tecnologico nella mobilità, etc.

Poi ci sono gli aspetti sociali. Consideriamo che la mitica classe operaia inglese aveva nei minatori un punto di forza enorme, con oltre 1 milione di addetti. Il costo crescente della forza lavoro nelle miniere, legato prima di tutto ai dispositivi di sicurezza necessari ad impedire un numero enorme di morti sul lavoro, ma anche la forza di ricatto sociale che un sindacato organizzato può esprimere quando è saldo in un settore chiave sono stati fra gli elementi che poi hanno deciso le strategie energetiche e lo smantellamento delle miniere soprattutto quelle al chiuso, dove il ruolo umano è più difficilmente sostituibile.kingcoal11

Gli scioperi dei minatori inglesi hanno in un certo senso sancito due fasi importanti della lotta sociale in Europa; nel 1926 lo sciopero generale di 9 giorni in Inghilterra fu iniziato e guidato dai minatori che allora erano oltre un milione; la sua sconfitta, ottenuta anche grazie a leggi liberticide e all’uso del’esercito, sancì la sconfitta del movimento sociale rivoluzionario dopo la prima guerra mondiale e aprì definitivamente al governo delle destre ed alle dittature fasciste in tutta Europa. Dopo di allora il numero dei minatori si ridusse, ma soprattutto il settore carbonifero ebbe un crescente bisogno di investimenti statali ed aiuti per reggere la pressione del mercato e delle altre tecnologie. Nel 1984, il governo Tatcher cercò di realizzare il programma di rinuncia alle nazionalizzazioni e di interruzione dei sostegni ai settori in crisi da parte dello Stato inaugurando la stagione politica della liberalizzazione selvaggia attuale, che è poi sconfinata nel 1989, con la caduta del Muro, nella cosiddetta globalizzazione, distruggendo ogni tipo di difesa sociale conquistata negli anni del 2 dopoguerra. I minatori inglesi si opposero per un anno scioperando in 170.000 sui 200.000 rimasti dagli anni precedenti; la loro sconfitta, ancora una volta caratterizzata da molti scontri fisici, morti e feriti segnò ancora una volta la nuova stagione economica mondiale. D’altronde l’Inghilterra della Tatcher stava cambiando pelle dal punto di vista energetico, prima di tutto rafforzando l’importazione di carbone che nel 2000 supererà la produzione interna e poi tramite l’uso del nucleare e del residuo petrolio del Mare del Nord: kingcoal13

Come si vede il petrolio britannico ha da un pezzo superato il picco e nel 1999 il gas ha superato il carbone; oggi è la sorgente dominante del mercato energetico inglese che vede una piccola quota delle rinnovabili.

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La produzione inglese residua è tutta affidata alle miniere a cielo aperto che sono però parecchio più inquinanti dal punto di vista ambientale.

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La situazione mondiale vede ancora un peso significativo del carbone con un totale complessivo della produzione di poco meno di 7.7 Gton/anno (primo produttore la Cina per quasi il 45%),ed una percentuale nel settore energetico della potenza primaria media che sfiora il 27%. Le riserve assommano a poco meno di 980 Gton.

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D’altronde il carbone non è solo una fonte energetica ma anche una fonte di materia prima; la CECA, la comunità europea del carbone e dell’acciaio , il germe della moderna UE a 27, fu fondata per gestire il carbone come materia prima; il carbone infatti è una sostanza che viene usata come potente riducente ad alta temperatura nella estrazione dei metalli dai loro minerali, prima di tutto il ferro, nell’altoforno; con la introduzione del riciclo del ferro che oggi raggiunge la percentuale del 40% si risparmiano per ogni ton riciclata:1,135 ton di minerale di ferro, 0,635 ton carbone, 0,055 ton di calcare e il corrispondente inquinamento. Molti altri metalli oltre il ferro necessitano del carbone come riducente, perfino l’alluminio (l’eccezione più importante insieme ai metalli del 1 gruppo) è stato recentemente ridotto carbotermicamente (processo ARP); la carbotermia è la procedura industriale mediante la quale il carbonio viene ossidato mentre il metallo viene ridotto.

Nonostante negli ultimi anni il costo molto basso del carbone abbia portato ad un incremento significativo del suo uso nel mondo per scopi energetici è chiaro che i suoi effetti ambientali, climatici e di inquinamento sono nefasti, si tratta della sorgente fossile più inquinante dal punto di vista climatico per unità di energia prodotta; per questo motivo il carbone DEVE essere abbandonato come riserva di energia primaria mentre può essere usato invece come materiale riducente o come sorgente di carbonio, diciamo genericamente per usi chimici ma non per usi energetici, e questa può essere considerata almeno in prima battuta una strategia ragionevole per tutti i fossili: usarli come sorgente di materia prima lasciando all’agricoltura il compito di produrre cibo, e rinunciando all’uso del carbonio come sorgente primaria di energia.

Il basso costo dei fossili e in primo luogo del carbone non contiene affatto i costi di smaltimento dei prodotti di combustione. Se noi pensiamo ad una centrale nucleare è normale per noi considerare i costi di smaltimento dei prodotti della combustione nucleare che rimangono radioattivi per millenni; bene anche per le combustioni dobbiamo pensare allo stesso modo; smaltimento dei rifiuti della combustione non vuol dire solo disfarsi delle ceneri, ma prima di tutto gestire i gas combusti per ridurre od eliminare il loro effetto ambientale, sulla salute (pensiamo agli ossidi di azoto di cui abbiamo parlato qui) e soprattutto climatico, un effetto che dura per molto tempo e mediante il quale abbiamo modifcato stabilmente la composizione atmosferica dato che al momento contribuiamo complessivamente (fra combustioni e deforestazione) ogni anno con circa 15Gton di CO2, (+2ppm).

Al momento tali costi non gravano sul prezzo del carbone (e se è per questo nemmeno del petrolio o del metano, che non è affatto pulito da questo punto di vista). Il carbone non è morto; ha solo abdicato, ma conserva idee di rivincita, sfruttando l’assenza di reali controlli sui costi ambientali, di salute (Vado Ligure insegna) e climatici del suo uso; dobbiamo smettere di usarlo a fini energetici e ridurne l’uso al solo settore chimico propriamente detto (ovviamente con i dovuti controlli). In questo settore probabilmente il carbone nelle sue varie forme può darci un contributo che può durare quello si per migliaia di anni ancora.

Qui si potrebbe aprire una discussione, ma occorrerebbe fare i conti esatti sugli effetti energetici, ambientali e sull’alimentazione della chimica verde in confronto a quelli della chimica basata sui fossili (per esempio quanto verde può essere la carbotermia o che alternative ci sono alla carbotermia), che non può essere fatta in questo post. La faremo più avanti, ma è chiaro che, soprattutto dopo Parigi 2015, il carbone usato a scopi energetici deve essere fermato: nessuna nuova centrale e liberarsi di quelle vecchie.

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Re carbone abdica (parte 1)

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Claudio Della Volpe

220px-KingCoalIl grande George Orwell scriveva nel 1930 (Down the mine), dopo un viaggio durante il quale era sceso personalmente in una miniera, :

Our civilization, pace Chesterton, is founded on coal, more completely than one realizes until one stops to think about it. The machines that keep us alive, and the machines that make machines, are all directly or indirectly dependent upon coal. In the metabolism of the Western world the coal-miner is second in importance only to the man who ploughs the soil. He is a sort of caryatid upon whose shoulders nearly everything that is not grimy is supported.

L’inghilterra è stata la patria della rivoluzione industriale, il primo paese del mondo in cui l’effetto dello sviluppo tecnico, dei fermenti culturali e scientifici, delle aspirazioni politiche e sociali, dei processi di accumulazione originaria e di distruzione dei beni comuni con la creazione di una enorme massa di contadini senza terra portò alla formazione di una industria moderna e di una organizzazione politica corrispondente. Dietro a questo enorme e complesso processo di crescita e trasformazione, così gigantesco e rapido da essere conosciuto appunto come la “rivoluzione industriale”, sta senza dubbio la disponibilità di una sorgente di energia primaria e della tecnologia per usarla: il carbone e la macchina a vapore.

Stiamo ricordando questo fenomeno perché pochi giorni fa, il 18 dicembre ha chiuso la miniera di carbone di Kellingley Colliery nella contea dello Yorkshire, chiamata familiarmente “Big K”; era la più grande in Europa con una capacità di produzione di 900 tonnellate all’ora, ed era anche l’ultima miniera di carbone al chiuso, in profondità, ancora funzionante sul suolo britannico, la classica miniera di racconti come “E le stelle stanno a guardare”o “la Cittadella” di A.J. Cronin.

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In effetti Big K era una miniera giovane, aveva aperto solo nel 1965 e nel suo ventre rimarranno oltre 30 Mton di carbone non ancora estratte che saranno tappate con un tappo di cemento.

Ma come si parte dalla rivoluzione industriale e si finisce così? E soprattutto perchè?

E’ una storia di risorse da studiare con attenzione. Essa è tutta scritta nella classica derivata della funzione logistica, la curva di Hubbert:

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Però non facciamoci fuorviare dai dati; il consumo di carbone minerale è molto più antico, potendo risalire al 3500aC in Cina e al III-IV secolo aC in Grecia, dove Teofrasto (Sulle pietre, par. 16) scriveva:

Fra tutti i materiali che sono scavati perchè utili, quelli conosciuti come carbone sono fatti di terra e una volta messi sul fuoco bruciano come carbone di legna. Si trovano in Liguria….e nell’Elide vicino ad Olimpia, dalla parte della montagna; ed essi sono usati da coloro che lavorano i metalli.

Anche in Inghilterra si può immaginare che la cultura del bronzo e poi del ferro abbiano usato le risorse di carbone minerale ampiamente presenti; tuttavia questo sfruttamento fu reso sistematico dai Romani certamente durante il II sec. dC inclusi materiali ricchi di pece che venivano usati per i bagni pubblici. Si tratta quindi di una tradizione molto molto antica.

Ma nonostante questa tradizione, fu solo nel XVIII secolo che avvenne quel salto di qualità che associamo alla rivoluzione industriale; le risorse di carbone (usate non dimentichiamo come materia prima energetica ma anche chimica per la metallurgia) possono essere superficiali o profonde e sono comunque soggette ad una elevata porosità; sia le risorse superficiali che quelle profonde tendono per questo motivo ad essere invase dall’acqua tanto più quanto più procede il lavoro di estrazione, con enormi problemi e spese di energia per pompare via l’acqua che invade mano a mano proprio le nuove zone da scavare, specie se profonde.

Nell’Inghilterra del primo ‘700 c’era quindi una notevole necessità di pompe efficaci, che in genere erano azionate dagli uomini o dagli animali da tiro; in questo contesto fu decisiva l’invenzione della macchina “atmosferica” (1712) da parte di Thomas Newcomen(1669-1729) un fabbro inglese aiutato dal suo socio Thomas Savery, che era alimentata a carbone; essi ne montarono una per la prima volta in una miniera di carbone nei pressi di Dudley, nelle West Midlands. Nonostante il primo utilizzo fosse stato sotterraneo, in un’area mineraria, per il trasporto, il motore di Newcomen avrebbe in seguito trovato un più specifico uso nel pompare acqua dalle miniere stesse, fossero quelle di carbone, oppure quelle di stagno in Cornovaglia.

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Newcomen

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La sua portata era dell’ordine di 10m3/h, un valore che farebbe ridere oggi. Comunque centinaia di macchine atmosferiche di Newcomen erano già installate in Inghilterra quando nel 1759 James Watt, un tecnico riparatore presso l’università di Glasgow, riuscì ad ottenerne una rotta e a ripararla, concludendo che il progetto era perfettibile e che c’era un enorme spreco di calore.

I perfezionamenti di Watt arrivarono solo nel 1765, dopo un lungo lavoro. Si potrebbe semplificare dicendo che Watt introdusse due modifiche fondamentali: il condensatore esterno che eliminava la necessità di raffreddare ogni volta la parete calda e il regolatore centrifugo; è da notare che il regolatore centrifugo in se (un esempio di retroazione meccanica negativa) non è una invenzione di Watt perchè era stato già applicato nel regolare il flusso energetico nei mulini a vento, è una invenzione tardo medioevale.

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Una nota filosofica: la retroazione è il modo tecnico che corrisponde al ragionamento dialettico, che proprio in questo medesimo periodo si sviluppa nella filosofia tedesca ad opera dell’idealismo hegeliano: il mondo non come effetto di una causa ma come causa ed effetto di se stesso in un eterno sviluppo a spirale. Ed è anche il cuore della futura rivoluzione informatica.

Con i perfezionamenti di Watt la macchina a vapore divenne l’interprete di un meccanismo “a retroazione positiva”: più cresceva il suo uso nelle minere di carbone nelle varie fasi della lavorazione più cresceva l’estrazione di carbone e ne diminuiva il prezzo; più diminuiva il prezzo più cresceva il suo uso in una girandola autoalimentatesi che fu il cuore attivo della rivoluzione industriale. Qualche anno dopo sulla base della ampia esperienza maturata in tutto il mondo a livello industriale e tecnico il giovane Carnot scriverà poi il suo testo fondamentale sulla potenza motrice del fuoco e su quello che diventerà il secondo principio della termodinamica, e badate lo scriverà ben prima che il primo principio fosse chiaro (tanto è vero che Carnot era almeno in un primo momento un sostenitore della teoria del calorico).

Nel 1865 la riflessione sull’industria del carbone raggiunse l’apice con Jevons, uno dei maggiori economisti inglesi che raccogliendo ed estendendo le idee di Malthus scrisse un interessante libello: La questione Carbone

http://oilcrash.net/media/pdf/The_Coal_Question.pdf

Il sottotitolo , “An Inquiry Concerning the Progress of the Nation, and the Probable Exhaustion of Our Coal-Mines” esprimeva la preoccupazione circa la limitatezza della risorsa carbone che era al centro dello sviluppo inglese e della sua forza politica ed economica.

“Coal in truth stands not beside but entirely above all other commodities. It is the material energy of the country — the universal aid — the factor in everything we do. With coal almost any feat is possible or easy; without it we are thrown back into the laborious poverty of early times. With such facts familiarly before us, it can be no matter of surprise that year by year we make larger draughts upon a material of such myriad qualities — of such miraculous powers.”

“…new applications of coal are of an unlimited character. In the command of force, molecular and mechanical, we have the key to all the infinite varieties of change in place or kind of which nature is capable. No chemical or mechanical operation, perhaps, is quite impossible to us, and invention consists in discovering those which are useful and commercially practicable….”

In questo medesimo testo Jevons esprime anche il cosiddetto “paradosso”, ossia che la aumentata efficienza di uso del carbone o di qualunque altro bene non corrisponde ad una diminuzione del suo uso; al contrario proprio questa economicità lo spinge verso maggiori consumi; efficienza e riduzione dei consumi non sono sinonimi a causa del meccanismo del mercato.

Ma la cosa più importante è che in questo testo Jevons, come Malthus pur cogliendo l’esistenza di limiti fisici e se è per questo anche economici all’uso di certe risorse (che è vero) non vede che esistono anche meccanismi sia di incremento della produttività che di risorse alternative e di miglioramento tecnologico che possono cambiare la questione.

Si tratta di processi altamente non lineari; se Malthus pone uno sviluppo lineare delle risorse ed uno esponenziale della popolazione trovando un ovvio limite, che però viene negato dai successivi sviluppi tecnici dell’agricoltura, Jevons pone i due sviluppi come entrambi esponenziali; ciò però non elimina il problema dei limiti delle risorse ed è un punto di vista ancora a sua volta limitato; lo sviluppo tecnologico da una parte migliora l’efficienza dell’uso del carbone, ma soprattutto introduce metodi produttivi impensabili al tempo di Jevons.

Jevons ipotizza nel suo testo una crescita esponenziale illustrata dal grafico seguente:

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Al suo picco di produzione il carbone inglese nel 1913 raggiunse un valore di 290 milioni di ton/anno, parecchio meno (circa la metà) di quanto ipotizzato da Jevons; ciò fu dovuto a due motivi importanti: l’aumento di efficienza dell’uso del carbone e dall’altra l’introduzione di nuove fonti energetiche.

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La nave da battaglia Queen Elizabeth alimentata a olio combustibile, non fu la prima in assoluto, esistendo prima di essa navi ad alimentazione mista carbone/olio (la prima fu la Rotislav della Russia zarista).

Nel 1913 era primo Lord dell’ammiragliato, ossia ministro della Marina, Churchill; al colmo del suo potere e al picco del carbone l’impero britannico, cogliendo i limiti tecnologici del carbone e il cambiamento di registro del mercato mondiale con lo sviluppo rapidissimo degli USA, tramite Churchill decise di passare al petrolio per le sue navi da guerra e con questa scelta iniziò le guerre nel mondo per la nuova risorsa energetica: il petrolio, liquido, energeticamente più denso, più facile da trasportare ed usare. La Gran Bretagna sparigliò le carte firmando la Convenzione del petrolio Anglo-Persiano, gestito dalla Anglo-Iranian Oil Company, sotto il controllo del governo. Incredibilmente al picco del carbone la Gran Bretagna passò al petrolio. E il mondo ne fu rivoluzionato. (Meditate gente, meditate!)

 (continua).

Morte e vita del carbone

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Giorgio Nebbia

La ruota smette di girare/il sole tramonta/con amarezza”.

Sono le prime righe di una poesia che lo scrittore inglese Ian Mcmillan ha scritto in occasione della chiusura, nei giorni scorsi, dell’ultima miniera sotterranea di carbone del Regno Unito, quella di Kellingley, nello Yorkshire, Inghilterra nord orientale. Finisce così un’era cominciata nel Medioevo quando si è scoperto che il carbone poteva sostituite il legname come fonte di calore, salvando così i boschi dalla distruzione. Il carbone è stato il motore della rivoluzione industriale in Inghilterra e poi in Germania, Francia e negli altri paesi europei e poi negli Stati Uniti.

In Inghilterra sono state fatte le principali scoperte che hanno spianato la strada al trionfo del carbone. Già nel Seicento si è visto che il carbone fossile, estratto dalle miniere, si prestava alla produzione di ferro e acciaio per trattamento del minerale molto meglio del carbone di legna, e nei primi anni del Settecento fu scoperto che risultati ancora migliori si potevano avere trasformando, per riscaldamento in camere di acciaio chiuse, il carbone fossile in carbone coke, più resistente alla pressione. Era così possibile costruire forni (gli altiforni) di maggiori dimensione e produrre ferro di migliore qualità e con minori costi. La chimica ha permesso poi di scoprire che i gas che si liberavano insieme al coke bruciavano con una fiamma luminosa; nei primi anni dell’Ottocento cominciava la diffusione delle lampade a gas e “la luce”, proprio quella alla cui celebrazione era stato dedicato l’anno che sta finendo, illuminava le strade, le case, le biblioteche, le fabbriche.

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Marcinelle, Le Bois du Cazier: un braccio delle miniere di carbon fossile

Una storia travagliata perché ben presto si è scoperto che la combustione del carbone era fonte di inquinamento, che l’estrazione del carbone dalle miniere sotterranee era accompagnata da crolli ed esplosioni e morti dei lavoratori, condannati ad una vita faticosa all’oscuro, in mezzo alle polveri. Le dure condizioni di lavoro e i miseri salari imposti dai primi spietati campioni del capitalismo spinsero i minatori a dar vita alle prime organizzazioni sindacali, a imparare parole come sciopero e lotte per nuovi diritti e dignità. Poche merci come il carbone hanno stimolato gli scrittori nella denuncia delle miserevoli, dolorose e pericolose condizioni di lavoro. Il libro “Il re carbone” (1917) del socialista americano Upton Sinclair (1878-1968) e i due romanzi “Le stelle stanno a guardare” (1935) e “La cittadella” (1937) del medico inglese Archibald Cronin (1896-1981) stimolarono le autorità per un maggior rigore nel controllo della sicurezza dei lavoratori delle miniere di carbone.

L’uso del carbone provocava la liberazione di polveri che si rivelarono mortali; l’esistenza degli idrocarburi aromatici policiclici cancerogeni fu scoperta cercando le cause del tumore che si manifestava negli operai delle cokerie e negli spazzacamini che venivano a contato con la fuliggine. D’altra parte il lavoro nelle miniere assicurava un salario alle famiglie più povere che lasciavano i campi alla ricerca di meno misere condizioni di vita. In questo mondo di contraddizioni il carbone continuava il suo cammino trionfale, estratto in quantità sempre maggiori al punto che l’economista inglese William Stanley Jevons (1835-1882) nel 1865 scrisse il libro “Il problema del carbone”, affermando che se fosse continuato lo sfruttamento delle miniere inglesi un giorno le riserve di carbone si sarebbero esaurite.

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Le scoperte di altri giacimenti, a profondità sempre maggiori, ha permesso all’Inghilterra di continuare a estrarre carbone fino ad un picco di produzione di 290 milioni di tonnellate all’anno nel 1913. A partire dal 1950 comincia il declino del carbone inglese ed europeo non per l’esaurimento delle riserve ma per la comparsa di un invadente e aggressivo concorrente come fonte di energia, il petrolio. Fra le cause del declino del carbone c’è anche la difficoltà di trasporto; essendo un combustibile solido il carbone deve essere caricato su navi e treni carbone in maniera scomoda e costosa, mentre il petrolio che è un liquido e, ancora di più poi, il gas naturale, appunto un gas, possono essere trasportati mediante condotte o navi in modo molto meno costoso.

Benché l’Unione Europea sia nata nel 1950 come Comunità del carbone e dell’acciaio, il carbone europeo ha subito, nella seconda metà del Novecento, un continuo declino; le ferree leggi del libero mercato hanno portato alla progressiva chiusura delle miniere sotterranee in Belgio, Francia, Germania; in Inghilterra le prime drastiche chiusure si ebbero nel 1984 con il governo conservatore e l’ultima chiusura è delle settimane scorse. Una storia piena di luci e di ombre e non fa meraviglia che gli ultimi minatori abbiano salutato con malinconia la perdita del posto di lavoro che non era solo un salario, ma anche l’orgoglio di aver fatto la storia del mondo contemporaneo.

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Il carbone comunque non è scomparso dalla scena delle fonti di energia, con i suoi otto miliardi di tonnellate estratti nel mondo, quasi la metà in Cina, seguita da Stati Uniti, India, Australia, e tanti altri paesi che sul carbone basano il loro impetuoso successo economico; la Germania estrae carbone da miniere a cielo aperto. Le riserve di carbone e lignite nel mondo ammontano a circa mille miliardi di tonnellate; dal carbone dipende ancora gran parte della produzione di acciaio, di elettricità, di prodotti chimici. Con tutti i suoi limiti per motivi ambientali, il re non è morto.

Questo articolo è comparso anche su

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 22 dicembre 2015

http://www.eddyburg.it/2015/12/in-morte-della-miniera.html