Etica, politica, scienza

e tecnologia della lotta

ai cambiamenti

climatici

Guido Saraccoguido.saracco@polito.it

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eMai così in fretta,

…mai così complesso

Ian M. Morris, storico britannico oggi professore a Stanford“Why the West Rules - For Now: The Patterns of History, and What They Reveal About the Future” (New York: Farrar, Straus and Giroux 2010),

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Industrie con responsabilità sociale

Michael Young (1915-2002)Sociologo ingleseThe rise of meritocracy, 1957

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Siria, siccità degli anni 2005-2010

Aleppo (2016)

7,6 milioni di migranti interni verso le città

4,2 milioni fuggiti all’esterno

1 milione verso l’Europa

12 hanno tentato di raggiungere Gorino Ferrarese

Fonte: Alessandro Marangoni, Il Global Cost dell’energia e gli effetti dello sviluppo delle rinnovabili,

Report per Assorinnovabili, 2016

Il costo globale dell’energia

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Fonte: IEA, World Energy Statistics and Balances, (Paris: 2015), https://www.iea.org/statistics/relateddatabases/worldenergystatisticsandbalances/

Nucleare

Rinnovabili

Fonti fossili

Moderne

Biomasse tradizionali

Idro-elettrico

Calore(sole, biomas-sa, geotermia)

Elettricità Eolico Biocombu-Solare stibiliGeotermico

Il mix della nostra energia oggi

1850 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010

-0.5

0.0

+0.5

+1.0

Variazione della temperatura media della superficie terrestrerispetto agli anni 1961-1990

+0,84°C nel 2016

Fonte: Tim Osborn: HadCRUT4 global temperature graphs, https://crudata.uea.ac.uk/~timo/diag/tempdiag.htm.

Source: http://csas.ei.columbia.edu/2016/01/19/global-temperature-in-2015/

Fonte: © 2016 Munich Re, Geo Risks Research, NatCatSERVICE; july 2016

Numero catastrofi naturali (1980-2016)

Chi investe oggi in rinnovabili?

Combustione e …anti-combustione

energia

rinnovabile

calore

«Mantenere ben sotto i 2°Cil riscaldamento globale»

Statisti? …o solo effetto gregge?

2016

Classifica dei rischi per l’economia

mondialeP

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Fonte: http://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2050/index_en.htm

Le traiettorie di Kyoto e Parigi nella riduzione dei gas serra

Target accordi

di Parigi per il 2050

Flussi di carbonio organico indotti dall’uomo

CombustioneAlimentazione

Fonte: NATURE CLIMATE CHANGE | JAN 2016 |

CO2 nei fumi

35,7 Gton/anno2,6 Gton/annoFonte: FAO (2016)

Rifiuti (scarti)

1,3 Gton/anno 9,7 Gton di C/anno0,3 Gton di C/anno

Fattorie anaerobiche

biogas

fertilizzante

Cogenerazione

Produzione biometano

Produzione bioplastiche

Fattorie anaerobiche

Valore dai rifiuti organici: una realtà del pinerolese

PRETRATTAMENTO E DIGESTIONE ANAEROBICA TRATTAMENTO ACQUE CIVILI E DIGESTIONE ANEROBICA FANGHI DI SUPERO

DISCARICA RIFIUTI SOLIDI URBANI

CH4: 65%CO2: 35%

CH4: 50%CO2: 45%N2 : 5%

CH4: 55% CO2: 45%

ACCUMULO DI BIOGAS

COGENERAZIONE

CALORE

TELERISCAL-DAMENTO

ELET

TRIC

ITA

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RETE ELETTRICA RIFORNIMENTO

RETE GAS

RIFORNIMENTODECENTRATO

VEICOLI

PROD. BIOMETANO

COMPRESSIONE

CO2

PURACALORE

RINNOVABILEELETTRICITA’RINNOVABILE

NUOVI PROCESSI SOSTENIBILI

DIGESTATO AL COMPOSTAGGIO

Possiamo prendere questa scorciatoia?

Etanolo da materiali lignocellulosici

PRETRATTAMENTO IDROLISI FERMENTAZIONE SEPARAZIONE BIOETANOLO

OCCORRE FARE COME LA NATURA, PIU’ VELOCEMENTE DELLA NATURA

La bioeconomia in Europa2.000 Miliardi €/y e 20.0 Milioni di posti di lavoro

In Italia: 255 Miliardi €/y e 1.7 Milioni di posti di lavoro

Il prototipo

9 cm2

64 cm2580 cm2 1,6 m2

Tandemelectrocataly creactorforenergy/resourceefficiencyandprocessintensifica on

Tandem Electrocatalytic Reactor for energy/Resource efficiency And process intensification

Da energia elettrica rinnovabile a composti chimici: il progetto TERRA

CEMENTIFICIO DISSOLUZIONEIN SOLVENTE CONVERSIONE SEPARAZIONE PRODOTTI

CATTURA E PURIFICAZIONE

DEL CO2

PER PRECIPITAZIONECONTROLLATA

ELETTROCHIMICA

MERCATO (SURPLUS)RI-USO INTERNO

Energia elettrica e termica di recupero interno

CO2

Input energetici rinnovabili addizionali

CaCO3nanoscopico

HCOOH(acido formico)

H2C2O4(acido ossalico)

C2H5NO2(glicina)

: CO2 dai cementifici

Le promesse della ingegneria metabolica

La modificazione mirata del genoma dei microorganismi può portare, a

partire dalla CO2, alla sintesi di molti composti chimici

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CO2, elettricità rinnovabile e batteri per la produzione di bioplastiche: il progetto CELBICON

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RES H2 + CO2-reduction

product

O2

(+ oxid.product)

H2O(+CO2)

Final product

SeparationFermentation

Electrochemical technologies Bio-technologies

TP 1: Integrated CO2 capture-release & syngas generation in a high P&T PEM electrolyser

TP 3: Integrated low P PEM electrolyser & fermentation to lactic acid, isoprene & mono-terpenoids

TP 2: Integrated high P syngas/CO2 fermentation to PHA/methane and downstream processing

Electro-catalytic reactor

air

Downstream processing

Capture/desorption

TP1

TP3

High pressure processing: from CO2 to bioplastics (PHA)

Low pressure processing: from CO2 to added-value chemicals (isoprene, lactic acid,…)

process strategies and related technology platforms:

TP2

Cost-effective CO2 conversion into chemicals via combination of Capture, Electrochem. and BIochem. CONv. technologies

The ENGICOIN project has received funding from the European Union's Horizon 2020 Research and Innovation Programme under Grant Agreement No. 760994

ENGICOIN kick off meetingBrussels, January 22nd, 2018

AcetoneAcido latticoBioplastica

Una bioraffineria verde a scarti zero

Fonte: G. Centi, S. Perathoner, ChemSusChem 2013

Crude Oil Natural Gas

Naphtha

REFINING

EthanePropane Methane

PROCESSING

Propylene EthyleneC4 streamBenzeneTolueneXylenes

CATALYTIC REFORMING H2

Syngas

STEAM REFORMING

Methanol

MTBE

Formaldehyde

Fuels

Phenolic resins

Polyurethanes

Methyl-methacrylateP

oly

me

rs&

mat

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Poly-ethylene

Poly-propylene

Acrylic acidEthylbenzene

Styrene

Ethylendichloride

Styrene

Ethylenoxide

Ethanolamines

Ethylenglycols

Ethyl-alcohol

Po

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Ethylacrylate

Vinylacetate

Ethylacetate

Acetic acid

Acetaldehyde

Acrylonitrile

Cumene

Phenol

Propylene oxide

Propylen glycols

Isopropanol

Acetone

Solv

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Butadiene

Isobuthylene

N-Butenes

Higher olefins

Fuel

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Lub

rifi

can

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Detergents, agrochemicals

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OLEFINS

STEAM CRACKING

AROMATICS

Ethylbenzene

Styrene

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Cyclohexane

Nylon

Cumene

Polycarbonates

Phenolic resins

Alkylbenzenes

Solvents, Chemicals

Toluen-diisocyanate

Polyurethane

p-xylene

Polyesters

o-xylene

Plasticisers

Current Petrochemicals Flowchart

H2O

CO2

RENEWABLE ENERGY

Lignin

Ethanol

Butanol, 2,3 Butanediol

Sugars

New scenario for sustainable chemical production

Glycerol

ENERGY (FOR CHEMICAL PROCESSES)

(H2)

BIOGAS

Prosumers

Mille grazie per l’attenzione!

Per chi vuole saperne di più:

Chimica verde 2.0Impariamo dalla Natura come combattere il riscaldamento globale

Guido Saraccoguido.saracco@polito.it