Gli appassionati di cucina li conosceranno per il loro impiego nei barbecue o nella preparazione della pizza, ma in verità con i materiali refrattari – ossia in grado di resistere per lunghi periodi a elevate temperature senza reagire chimicamente con gli altri materiali con cui si trovano in contatto – si può fare molto altro. I mattoni refrattari in particolare erano già utilizzati migliaia di anni fa, durante l’età del bronzo, per la costruzione e il funzionamento dei forni per forgiare i metalli. E oggi, con un bizzarro colpo di coda della storia, un gruppo di scienziati della Stanford University ne torna a consigliare l’impiego in ambito industriale per risparmiare energia.
Secondo gli esperti, che hanno discusso la cosa in un articolo pubblicato sulla rivista Pnas Nexus, una più larga adozione dei mattoni refrattari renderebbe molto più efficiente la transizione energetica, in quanto ottimizzerebbe i processi di stoccaggio e trasferimento del calore tipici dell’industria pesante.
L’utilizzo nelle industrie
I processi produttivi delle industrie moderne, effettivamente, richiedono di solito il mantenimento di temperature molto alte, il che si ottiene mediante la combustione continua di carbone, petrolio, gas fossili o biomassa: data l’impellente necessità di ridurre il più possibile le reazioni di questo tipo, altamente inquinanti e climalteranti, è d’obbligo dunque cercare alternative per fornire alle grandi industrie il calore continuo di cui hanno bisogno.
Ed è qui che entra in gioco l’idea degli scienziati di Stanford: “Immagazzinando l’energia nella forma più vicina al suo utilizzo finale – ha spiegato Daniel Sambor, uno degli autori del lavoro – si riducono le inefficienze nella conversione energetica. Nel nostro campo, quello dell’ingegneria ambientale, si dice spesso che ‘se vuoi una doccia calda devi immagazzinare acqua calda, e se vuoi bevande fredde devi immagazzinare ghiaccio’. Allo stesso modo, pensiamo che ‘se vuoi fornire calore alle industrie devi immagazzinarlo in mattoni refrattari’”.
Questi ultimi, infatti, riescono a immagazzinare calore o a isolare dal calore in modo molto efficiente: gli autori dello studio appena pubblicato hanno esaminato il potenziale impatto di un utilizzo di mattoni refrattari per immagazzinare la maggior parte del calore dei processi industriali in 149 diversi paesi che, in un ipotetico (e auspicabile) futuro – nell’anno 2050, per la precisione – abbiano compiuto al 100% la transizione dai combustibili fossili alle energie rinnovabili. I paesi scelti dai ricercatori sono quelli responsabili della produzione del 99,7% delle emissioni di anidride carbonica a livello globale; gli scienziati, in particolare, hanno modellizzato diversi scenari per confrontare costi, esigenze, impatti sulla salute ed emissioni in due casi, uno in cui i mattoni refrattari venivano utilizzati per fornire il 90% del calore dei processi industriali e uno in cui non venivano usati affatto.
Risparmi su tutta la linea
“Il nostro – spiega Mark Jacobson, un altro degli autori dello studio – è il primo lavoro a esaminare una transizione su larga scala delle energie rinnovabili con l’utilizzo di mattoni refrattari. E abbiamo scoperto che la transizione, in questo caso, è più rapida ed economica, il che ha ovviamente ricadute positive in termini di salute, clima, posti di lavoro e sicurezza energetica”. Ecco qualche numero: l’analisi degli scienziati ha mostrato che per tutti i 149 paesi l’utilizzo dei mattoni refrattari riduce i costi di oltre mille miliardi di euro, riduce del 14,5% l’energia da accumulare nelle batterie, riduce l’utilizzo del suolo dello 0,4% e riduce il costo globale dell’energia di quasi il 2%.
Nell’altro scenario, quello senza l’utilizzo dei mattoni refrattari, gli scienziati hanno ipotizzato che il calore sarebbe stato fornito da dispositivi alimentati dall’elettricità, cioè da batterie: “La differenza – conclude Jacobson – è che i mattoni refrattari immagazzinano calore, anziché elettricità, e costano un decimo delle batterie. I materiali per costruirli sono molto più semplici da reperire: sostanzialmente, si tratta di terra o poco più”. Dopotutto, i nostri antenati dell’età del bronzo possono ancora insegnarci qualcosa.
Fonte : Wired
