Inquinamento Atmosferico ed Energia

1. Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica Inquinamento Atmosferico ed Energia

2. Largo impiego di Combustibili Fossili Inquinamento atmosferico Cambiamenti climatici • Contributo della ricerca in UniMi per: • comprensione dettagliata delle problematiche e delle interazioni fra i diversi comparti coinvolti • nuove proposte per la riduzione degli inq. gassosi • - nuove proposte per la produzione di energia “pulita” Sono tra le maggiori sfide ambientali attuali ! Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica

3. L’inquinamento atmosferico trasformazione & trasporto trasporto & trasformazione trasformazione & deposizione emissioni Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica

4. 1. Molteplicità di sorgenti (antropiche & naturali) 2. Emissione primaria, produzione secondaria & trasformazione 4. Immissione di gas e particelle in stratosfera Saharan dust Brown cloud from China to North America 3. Trasporto a lungo range Pinatubo, 1991 Le particelle fini: un caso emblematico DIPARTIMENTO DI FISICA

5. Air pollution by fine particles represents the highest risk to public health in all regions, higher than that of other air pollutants Despite a substantial body of international and national legislation and significant reductions in the emissions of some common pollutants, poor air quality is still causing hundreds of thousands of premature deaths in Europe every year and continues to damage crops and ecosystem health. …… Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica

6. Le particelle fini: le emissioni DIPARTIMENTO DI FISICA

7. - studio di processi di formazione, trasformazione e deposizione delle particelle • identificazione della componente secondaria • identificazione di traccianti per specifiche sorgenti • identificazione delle principali sorgenti di emissione e quantificazione del loro contributo La ricerca in UniMI: studio e caratterizzazione del particolato atmosferico Dipartimento di Fisica & Dipartimento di Chimica Inorganica Metallorganica e Analitica Caratterizzazione fisico-chimica dettagliata del particolato atmosferico e sviluppo di strumentazione, metodologie analitiche e modelli per: Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica

8. Andamento delle emissioni relativo al 1990 (al 2000 per PM) Tecnologie per la riduzione degli inquinanti gassosi Modifiche nella fase di combustione NOx Trattamenti post- combustione Riduzione tenore di zolfo nei combustibili SO2 Sistemi di abbattimento a camino Ottimizzazione della fase di combustione (T, O2, …) CO …etc…etc… Le emissioni degli inquinanti nell’EU-27 Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica

9. Il contributo del Dip. di Chimica Fisica ed Elettrochimica: - individuazione e preparazione di alcuni ossidi misti di struttura perovskitica (ossidi di sintesi) come possibili sostituti dei catalizzatori a base di metalli nobili nella combustione catalitica a bassa temperatura La ricerca in UniMI: nuove tecnologie per la riduzione delle emissioni di inquinanti gassosi La combustione catalitica (senza fiamma) consente di abbassare la temperatura di combustioneminimizzando la formazione di NOx e di prodotti parzialmente incombusti come, ad esempio il CO (esempio combustione del metano a T< e condizioni controllate). Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica

10. CO2 e altri gas serra Il pacchetto “Clima – Energia” Direttive 2009/28,29,30,31/CE sorgenti 1. promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili 2. impegno a ridurre emissioni di gas serra 3. …trasporti su strada…abbattimento delle emissioni di gas serra prodotte durante il ciclo di vita dei combustibili. 4. stoccaggio geologico di CO2 (CCS) come tecnologia ponte che contribuirà a mitigare i cambiamenti climatici. …dalla scala locale alla scala globale… Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica

11. + NB: L’idrogeno non è una fonte di energia ma un mezzo per accumularla e non è direttamente disponibile in natura. La conversione di energia a mezzo dell’idrogeno si considera un processo “verde” solo se l’idrogeno viene prodotto usando sorgenti primarie di energia non fossili Fonti di energia rinnovabile Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica

12. Dipartimento di Ingegneria Agraria Analisi di filiereagro-energetiche: sviluppo di basi di dati territoriali corredate di metodologie di analisi che permettono la valutazione delle potenzialità produttive di energia da biomasse a diverse scale geografiche. Dipartimento di Chimica Fisica ed Elettrochimica Produzione di biodiesel mediante de-acidificazione di olii naturali, olii esausti o grasso animale e successiva reazione di trans-esterificazione. Dipartimento di Produzione Vegetale Biogas Caratterizzazione delle biomasse e valutazione della produzione potenziale di biogas e idrogeno La ricerca in UniMI: nuove tecnologie per la riduzione delle emissioni di CO2 La biomassa utilizzabile ai fini energetici consiste in tutti quei materiali organici (per es. colture “energetiche” dedicate, residui agricoli o agro-industriali, residui forestali,…) che possono essere utilizzati direttamente come combustibili ovvero trasformati in altre sostanze (solide, liquide o gassose) di più facile utilizzo negli impianti di conversione. Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica

13. Sviluppo di celle foto-cataliticheper la produzione separata di idrogeno e ossigeno per foto-scissione dell’acqua utilizzando energia solare. La ricerca in UniMI: nuove tecnologie per la produzione di H2 Dipartimento di Chimica Fisica ed Elettrochimica Produzione di idrogeno per reforming fotocatalitico di substrati organici provenenti da fonti rinnovabili ovvero di inquinanti organici presenti in effluenti acquosi. Sviluppo di materiali nanostrutturatiper costruzione di elettrodi per sistemi reversibili elettrolisi dell’acqua/pila a combustibile Sviluppo di nuovi fotocatalizzatoriad ampio spettro di sensibilità per la produzione fotocatalitica di idrogeno (e per la degradazione fotocatalitica di inquinanti dell’acqua e dell’aria). Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica

14. Corso di Laurea in Fisica (LM) Fisica dell’Ambiente, Fisica dell’Atmosfera, Fondamenti di Energetica, Laboratorio di Fisica dell’Atmosfera, Laboratorio di Misure Fisiche per l’Ambiente, Modellistica Geofisica e Ambientale,…. Corso di Laurea in Scienze Chimiche Applicate e Ambientali (LM) Fotochimica, L’Idrogeno come Vettore Energetico, Metodologie Analitiche per l’Ambiente e il Territorio, Tecnologie Elettrochimiche di Bonifica Ambientale,… Corso di Laurea in Agrotecnologie per l‘Ambiente e il Territorio (LT) Energetica per l‘Agricoltura, Uso e Riciclo delle Biomasse in Agricoltura,… Le attività formative in UniMI su inquinamento atmosferico ed energia (esempi per l’a.a. 2009-2010) Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica

15. Questa presentazione è stata realizzata con il contributo dei colleghi del Dipartimento di Chimica Fisica ed Elettrochimica S. Ardizzone, C.L. Bianchi, G. Cappelletti, L. Forni, C. Oliva, C. Pirola, V. Ragaini, S. Rondinini, I. Rossetti, E. Selli, A. Vertova Dipartimento di Chimica Inorganica, Metallorganica e Analitica P. Fermo Dipartimento di Fisica M. Bonardi, F. Groppi, A. Guglielmetti Dipartimento di Ingegneria Agraria L. Bodria Dipartimento di Produzione Vegetale F. Adani Istituto di Fisiologia Generale e Chimica Biologica A. Lascialfari Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica

16. Grazie a tutti voi per la cortese attenzione ! roberta.vecchi@unimi.it Roberta Vecchi Dipartimento di Fisica DIPARTIMENTO DI FISICA