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    Le perdite di metano negli scaldacqua sono elevate, ma risolvibile

    Il ricercatore dello staff di Stanford Colin Finnegan registra note mentre un Duct Blaster cattura il metano emesso dallo scaldabagno senza serbatoio sul lato di una casa nello studio. Credito:Rob Jackson

    Il gas naturale fuoriesce dagli impianti di riscaldamento dell'acqua per perdite e perché parte non viene bruciata dal bruciatore. Queste minuscole inefficienze possono sommarsi:le emissioni risultanti di metano, un potente gas serra, per gli scaldacqua negli Stati Uniti sono potenzialmente più di tre volte superiori al previsto, secondo un nuovo studio di Stanford. Le buone notizie, però, è che sono disponibili soluzioni semplici che possono essere applicate nella maggior parte delle economie mondiali.

    "Questi apparecchi lasciano fuoriuscire meno dell'1 per cento del loro gas, ma lo è anche la produzione di gas naturale all'estremità opposta del sistema, e poi abbiamo tutte le condutture che perdono e i contatori in mezzo, "ha detto Rob Jackson, autore senior dello studio e professore di scienze del sistema terrestre presso la School of Earth della Stanford University, Scienze energetiche e ambientali (Stanford Earth). "Riparare le perdite di gas è una sfida iterativa. Per gli scaldacqua, sappiamo cosa dobbiamo fare".

    Impianti a gas naturale, dai padiglioni ai fornelli, sono perdite. Il gas che fuoriesce nell'atmosfera, se da una valvola rotta su una tubazione o dai secondi in cui un bruciatore non ha ancora preso la fiamma pilota, è il 90% di metano. Il metano è molte volte più efficace nell'intrappolare il calore rispetto all'anidride carbonica ed è responsabile di quasi un quarto del riscaldamento dell'atmosfera terrestre causato da tutti i gas serra. Negli ultimi 5-10 anni, molto lavoro si è concentrato sulla ricerca e la correzione di queste perdite.

    "Il gas naturale sprecato dagli elettrodomestici nelle case e negli edifici commerciali è probabilmente la causa meno compresa del cambiamento climatico dovuto all'uso del gas naturale, " ha detto l'autore principale del nuovo studio, Eric Lebel, un dottorato di ricerca studente presso il Dipartimento di Scienze del Sistema Terra di Stanford.

    I ricercatori si sono concentrati sugli scaldabagni perché il riscaldamento dell'acqua rappresenta un quarto del consumo di gas naturale nella casa media degli Stati Uniti che utilizza il gas per l'acqua calda, cucinare e riscaldare. I 58 milioni di scaldabagni statunitensi che utilizzano gas naturale perdono circa 91, 000 tonnellate di metano all'anno come gas incombusto. Oltre 20 anni, data la potenza molto maggiore del metano come gas serra rispetto all'anidride carbonica, quel 91, 000 tonnellate riscaldano la Terra fino a 7,8 milioni di tonnellate di CO 2 .

    "Questa è una parte molto piccola delle emissioni totali degli Stati Uniti, ma è l'equivalente di 1,7 milioni di auto che guidano a benzina per un anno, "ha spiegato Jackson, che è anche senior fellow presso il Precourt Institute for Energy di Stanford.

    Lo studio ha monitorato gli scaldacqua in 64 case nelle contee di Santa Clara e San Mateo in California da giugno 2018 a novembre 2019. Sebbene siano stati condotti pochi studi sulla perdita di metano da parte degli elettrodomestici, uno studio ha esaminato gli scaldacqua a gas naturale in California e ha stimato che in tutto lo stato le emissioni erano di circa 5,4 miliardi di grammi. Il nuovo studio di Stanford, che include più misurazioni degli impulsi di accensione e spegnimento nel nuovo tipo di scaldacqua senza serbatoio e più misurazioni delle emissioni di luce pilota dai tradizionali scaldacqua ad accumulo, stima che la cifra per la California a 17,7 miliardi di grammi, più di tre volte tanto.

    Un Duct Blaster cattura il metano emesso dallo scaldacqua di accumulo all'esterno di una casa nello studio. Credito:Simone Speizer

    Serbatoio di stoccaggio vs tankless

    Lo studio ha riscontrato una differenza molto significativa nei tassi di emissione tra questi due tipi fondamentali di scaldacqua a gas naturale. Lo scaldabagno a gas naturale convenzionale immagazzina l'acqua riscaldata in un serbatoio. L'altro, il nuovo tipo di riscaldatore non ha serbatoio. Quando si apre un rubinetto dell'acqua calda, lo scaldabagno senza serbatoio accende immediatamente il gas per riscaldare l'acqua corrente. Un numero molto piccolo ma crescente di scaldabagni negli Stati Uniti è senza serbatoio. In Europa e in Asia, circa un sistema su cinque non immagazzina acqua calda. Globalmente, i sistemi tankless stanno crescendo a un tasso annuo superiore al 7%.

    "Poiché tale trend di crescita dovrebbe continuare, abbiamo ritenuto importante confrontare i due modelli, " ha detto Lebel. "In media, abbiamo riscontrato circa il doppio delle emissioni di metano dagli scaldacqua senza serbatoio rispetto agli scaldacqua ad accumulo."

    Però, i riscaldatori senza serbatoio sono più efficienti. Bruciano meno gas naturale per gallone di acqua calda rispetto ai sistemi convenzionali e quindi producono meno anidride carbonica. In totale, Gli scaldacqua senza serbatoio emettono il 18% in meno di gas serra rispetto agli scaldacqua ad accumulo.

    Fortunatamente, perché gli scaldacqua senza serbatoio stanno ancora diventando sempre più popolari, soprattutto in Nord America, nuovi modelli possono essere riprogettati per ridurre le perdite di gas naturale incombusto. Chi si è avvicinato a uno scaldabagno oa uno scaldabagno quando si accende ha sentito lo scoppio della combustione all'inizio di un ciclo; questo è quando una raffica di gas naturale fuoriesce incombusta. Il metano viene rilasciato anche allo spegnimento dell'unità. Questo vale per entrambi i tipi di scaldabagni.

    Ma, per i riscaldatori senza serbatoio gli impulsi on/off rappresentano quasi il 60 percento del metano emesso. I modelli senza serbatoio si accendono e si spengono ogni volta che si apre e si chiude un rubinetto dell'acqua calda. L'acqua immagazzinata viene riscaldata o riscaldata periodicamente. I ricercatori suggeriscono che gli impulsi di accensione/spegnimento degli scaldacqua senza serbatoio possono essere ridotti in modo significativo per ridurre le perdite di metano senza ridurne le prestazioni.

    "Troviamo altre correzioni di progettazione piuttosto semplici, pure, " ha detto Jackson. "Per i riscaldatori con serbatoi, la maggior parte del rilascio di gas incombusto proviene dalla fiamma pilota quando il riscaldatore è inattivo. Le luci pilota standard dovrebbero essere sostituite con accenditori elettronici."

    Lo studio rileva inoltre che la crescente popolarità dei rubinetti monocomando dovrebbe essere riconsiderata, indipendentemente dal tipo di riscaldatore.

    "Con rubinetti monocomando, le persone innescano inconsapevolmente il prelievo di acqua calda spostando la maniglia verso l'alto e poi verso il lato freddo. Oppure vanno a prendere l'acqua calda ma poi decidono che non sono davvero disposti ad aspettarla, " ha detto Jackson. "È una semplice ma inutile fonte di emissioni sia di metano che di CO 2 che si moltiplica ogni giorno".


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