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Titolo: ordini di grandezza

il recente articolo sul kerosene (300 milioni di ton annue 
consumate, se non erro per il solo trasporto AEREO), mi ha 
messo in moto altri pensieri
 
Stavo guardando qui :
https://www.statista.com/statistics/268790/countries-with-the-largest-lithium-reserves-worldwide/
 
 
circa le RISERVE, mondiali, TOTALI STIMATE di LITIO, molto 
poco democraticamente distribuito.
Sommando i primi nove produttori, che sembrano includere 
davvero la stragrande parte di questa risorsa
viene : 22750000 Ton
22,75 milioni di Ton
 
 
su questo altro sito :
https://www.nsenergybusiness.com/features/six-largest-lithium-reserves-world/
 
 
trovo stime totalmente differenti (forse sono riserve 
"proiettate" ma non ancora assodate.
1. Bolivia – 21 million tonnes
2. Argentina – 17 million tonnes
3. Chile – 9 million tonnes
4. United States – 6.8 million tonnes
5. Australia – 6.3 million tonnes
6. China – 4.5 million tonnes
che cita meno paesi e nemmeno gli stessi di sopra, e conduce 
a  64,6 milioni di tonnellate.
 
Considererei di usare due stime, una a 30 ed una a 85 
milioni di ton. (In seguito)
 
 
Ora faccio una stima grossolana : che l'energia stoccata nel 
litio e negli idrocarburi sia grossomodo correlata col 
numero di elettroni scambiati ed un potenziale indicativo 
(per Li) e l'entalpia "media" per unità di massa (per CnH2n).
 
Quest'ultimo valore indicativo è 52 KJ per Dalton, ossia per 
unità di massa atomica, che è 1 g.
 
Ma prendiamo un esempio specifico (meno generale ma di cui 
ho trovato al volo un dato, l'isoottano).
 
C8H18 : Delta_H = 5461 KJ/mol,  mole che pesa 114 g.
Che fa  49'482 KJ/Kg  (11820 KCal/Kg)
quindi 300 milioni di Ton di kerosene sono molto grossomodo :
 
1,4845 × 10^(16) KJ
 
il cicloesano dà circa 46,56 MJ/Kg
(un po' meno)
diciamo 1,4 × 10^(16) KJ
 
Ora vediamo il litio.
Immaginiamo una combustione elettrochimica ad umido, in una 
batteria "air breathing" (il miglior futuro plausibile in 
proiezione, visto che ha il catodo esternalizzato).
 
La reazione sarebbe
 
4 Li ==> 4 Li(+)_aq + 4 e (-)   (E° = -3,04 V)
O2 + e (-) + 4 H(+) ==> 2 H2O  (E° = +1,23 V)
Questa supercella ha una tensione di 4,27 V per elemento.
4 mol di litio pesano 6,94×4 = 27,76 g
così in 1 kg di PURO litio ci stanno
36,023054755 "mol" (non sono moli, sono "quartetti")
in grado di erogare corrente come
(36,023054755 × 4) mol × 96484 C/mol =
= 13902594 C = 13,902594 MC
 
L'energia erogabile al massimo al chilo (in combustione ad 
aria : questa ad oggi NON si fa, e non è detto che si saprà 
fare, ma è molto equa come confronto perché gli idrocarburi 
vengono bruciati ad aria, quindi on par dell'ossidante) 
diventa :
13902594 C/Kg × 4,27 J/C = 59364075 J/Kg =
59,364075 MJ/Kg = 59364,075 KJ/Kg
 
 
Notare che questa energia è abbastanza maggiore di un caso 
medio del carbonio. 60 vs 45 (circa 1/3 in più, o 
diversamente l'idrocarburo ha, per unità DI PESO, il 75 % la 
densità energetica del PURO litio bruciato in aria. 
Sicuramente in una pila reale, con elettroliti, questo 
vantaggio verrà non solo eroso, ma probabilmente passerà in 
lieve svantaggio, anche forte nelle Li-ion, dove l'anodo non 
è LITIO PURO ma Litio disperso in materiali inerti come 
Ferro (II) fosfato o altri ossidi o grafite)
 
Cmq, usando 30 milioni di Ton (e risp. 85 milioni) arriviamo 
ad un'energia TOTALE di
1,78092225 × 10^(15)   ÷   4,20597 × 10^(15) KJ
 
E qui scopriamo una COPERTA MOLTO CORTA, CORTISSIMA, che è 
sotto mezzo / un ordine di grandezza a confronto del solo 
kerosene aereo annuo. Ora io non ho idea di quanto consumi 
invece il parco AUTO + CAMION e tutto il trasporto terrestre 
in generale. Ma immagino molto di più per la quantità di 
mezzi circolanti.
 
che richiede una completezza e rapidità di RICICLO del litio 
a fine vita delle batterie almeno 10 volte più rapida del 
loro tasso di degrado annuo.
In altre parole la quantità massima di batterie concepibili 
verrebbe usata per almeno dieci cicli all'anno se tutti gli 
aerei fossero elettrici.
 
Mon Dieu ... non mi sembra una scelta molto saggia 'sto 
LITIO, dopotutto.
 
 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
MarioCPPP

 kerosene aereo annuo.
 
La soluzione e' quella di utilizzare ogni fonte migliore per ogni
nicchia di utilizzo.


 
https://www.statista.com/statistics/268790/countries-with-the-largest-lithium-reserves-worldwide/
 
 
scusi non ho capito: intende dire che le batterie potranno anche essere usate per gli aerei?
è fattibile questa cosa?
non è che sono troppo pesanti?

 non è che sono troppo pesanti?
 
no no, non volevo proporre questo (ovvio che le batterie 
moderne non air breathing non hanno nessuna chance di 
competere col cherosene come densità energetica, che per un 
aereo è altrettanto cruciale del comodo stato fisico, ossia 
liquidi).
 
È solo che avevo sotto mano giusto il consumo mondiale annuo 
di kerosene x aerei e ho confrontato quello.
Ora non ho voja di cercare l'output TOTALE di ogni 
carburante raffinato di ogni genere, che spazi dal peggio 
olio pesante navale da portacontainer alla benzina super 
anzi al GPL.
 
Era solo per stimare un tetto massimo presumibile di 
elettrificazione basato su un singolo "collo di bottiglia" 
(il fatidico LITIO) e vedere quanto stretto sia, e quindi 
quanto si sa già a priori che la penetrazione dell'elettrico 
sarà limitata da questo severo calmiere.
 
Chiaramente un elettrico a fuel-cell ad alcool non soffre di 
questo collo di bottiglia (ma bisogna vedere se verrebbero 
adottate tecnologie per i catalizzatori che non consumino 
metalli del genere di platino/iridio/rodio/renio/palladio 
... altrimenti semo da capo, sono tutti iper rari).
 
Diciamo che saremmo avantaggiati su un fronte : quello del 
riciclo, perché un catalizzatore è meno complesso di una 
intera batteria, e inoltre questi catalizzatori hanno un 
tale valore aggiunto che vale sempre la pena recuperarli (ad 
es. vale per l'oro delle saldature dei RAEE : conviene 
investire nella triturazione e lisciviazione con acido 
nitrico e recuperare l'oro).


 no please, damose del tu almeno dai !
 
sì, mi sono confuso con l'altro che dà de lei :)
grazie per la precisazione e per tutte le tue analisi

 nicchia di utilizzo.
 
sono d'accordo, non esiste una soluzione generale unica adatta per ogni applicazione. 
un'auto elettrica per esempio io non la potrei mai usare per quel che serve a me.
il che però pone dei gravi problemi di economia di scala, e quindi di costi


per la generazione concordo : l'energia primaria si attinge 
dov'è e com'è.
 
Dopodiché invece, non solo al consumo ma nell'ACCUMULO, 
penso che si debba orientarsi più possibile in un "vettore 
unico" ma non solo per ragioni economiche (di scala) ma 
soprattutto perché è l'unico modo in cui si possano 
"ammortizzare" le tecnologie di riciclo e chiusura della 
filiera, per rendere circolare il bilancio di materia.
 
Se i rifiuti sono troppo eterogenei (e ciascun tipo una 
fonte di reperibilità dubbia, "illiquida" direi), non si 
creerà una solida filiera della gestione del FINE VITA.
 
Ad es. le pale eoliche usurate (che sono una merda di 
materiali, un composito di fibra di vetro e resine 
plastiche) attualmente finiscono sepolte, perché non si è 
pensato a questo aspetto (il fine vita) "ab-initio".
 
Quindi nella moderna società, convergendo dalle più svariate 
fonti (tra cui il biogas), imho DUE SOLI generi di "sangue" 
circolante energetico dovrebbero percorrere tutti i meandri 
tra i processi (A LARGA SCALA ... a corto raggio il vincolo 
si attenua, e ci introdurrei anche l'idrogeno).
Uno non accumulabile (ENERGIA ELETTRICA) ma facile da 
spostare, uno accumulabile, CHIMICO (non elettrochimico in 
senso stretto).
 
Penso che la coppia di liquidi per tappare ogni buco sia la 
coppia alcol metilico / dimetiletere  (il secondo è liquido 
solo a T basse (< −24 °C) ed ha una discreta densità di 735 
g/L oppure in leggera pressione, ma è adeguato ai DIESEL ... 
e chiaramente è molto più denso in energia, anche se non 
quanto un idrocarburo, diciamo che ha il 65 % di energia del 
propano liquido grossomodo su base volumica).
 
Perché questa coppia è perfetta ? Perché NON RICHIEDE 
NESSUNA GESTIONE di fine filiera salvo eventuali 
catalizzatori nelle fuel-cells (e zero nei motori a 
combustione). I prodotti di combustione sono puliti e si 
scaricano in aria. Punto.
 
La stessa cosa vale per un'altro potenziale vettore a grande 
scala : NH3 liquida (che è un po' meno densa in energia 
dell'alcool metilico), il prodotto di combustione 
"controllata" finale è azoto e si può riversare in atmosfera.
 
non è adatta a motori endotermici, al momento ben poco anche 
a fuel-cells (è troppo diffusiva, lo stesso difetto peraltro 
del metanolo), per cui non si presta facilmente alla 
mobilità, ma in impianti anche di piccola taglia, via 
PIROLISI, può benissimo andare bene come accumulo 
"semi-criogenico" (cmq MENO criogenico del metano liquido 
!), recuperando l'idrogeno. Inoltre l'ammoniaca si presta ad 
incrociare un'immenso altro flusso di materia già presente e 
non evitabile : la filiera dell'ammonio e del nitrato ossia 
dei fertilizzanti.
 
Anche nel "metano green" si può ipotizzare un fine vita 
UNMANAGED, a filiera aperta, ossia chiusa a livello di 
intera terra.
 
Se invece parliamo di ELETTROCHIMICA come accumulo, al 
momento non esiste uno stato dell'arte sostenibile adatto a 
scalare in alto a qualsiasi carico di usi.
Il litio è fallimentare. PUNTO.
 
Ma anche scegliendo materiali a capacità infinita, pochi 
possono immaginarsi pensati a filiera aperta : Alluminio, 
Magnesio, Sodio (forse Potassio) per le alte densità.
Ferro (forse Titanio) per le basse densità di energia. 
Esiste un grande punto interrogativo (almeno per me ! non 
trovo mai nulla) per un'ipotetica elettrochimica del 
silicio, che pare molto ostica per l'inerzia abominevole 
della silice (e questo peraltro vale in buona parte anche 
per la titania), mentre gli ossidi di ferro sono ragionevoli 
da gestire.
 
Però cmq, tolto IL PROTAGONISTA, la star (l'anolita) in una 
batteria ci stanno poi anche una serie di sparring-partners 
che pure loro vanno gestiti nel fine vita, specialmente se 
sono METALLI PESANTI : RARI e DI IMPATTO ECOLOGICO molto 
pesante.
 
Per questo penso che un futuro circolare dovrebbe usare i 
vettori liquidi (e gassosi) come
CH3OH / CH3OCH3 / NH3 / CH4 / H2 e stop. E al massimo 
carburanti "superiori" sintetici ma fatti solo di C e H 
(anche loro gestibili a filiera aperta). Sottolineo che la 
combustione diretta dei composti azotati è rognosa, per una 
certa tendenza a produrre NO2 (che è un inquinante fastidioso).


 Dopodiché invece, non solo al consumo ma nell'ACCUMULO, 
[........]
 
per quel che ne capisco io, sono d'accordo.
mi chiedo come il mondo possa confluire su un'unica direzione, come sarebbe auspicabile come sottolinei tu, per un discorso di economia di scala e ottimizzazione delle filiere.
angosciante il fatto che non si possano riciclare le pale eoliche.

 certa tendenza a produrre NO2 (che è un inquinante fastidioso).
 
ah! scusa per la doppia risposta, mi ero dimenticato: ma alla luce della decisione di non produrre più auto endotermiche in europa, quel che proponi di fatto non è proponibile.
da quel che ho capito vogliono elettrizzare tutto


invece lo è, in primis perché un combustibile DI SINTESI, a 
zero carbon footprint, farebbe cadere automaticamente le 
ragioni del divieto a fare motori endotermici, 
secondariamente perché questi stessi vettori sono adatti 
anche alle FUEL-CELLS.
È proprio questa versatilità che li rende ottimi.


 È proprio questa versatilità che li rende ottimi.
 
sì mi torna, leggendo qua e là lo dite in molti, anche se pochi in maniera professionale come te

 ah ecco, farebbero cadere il divieto.
 
Chiariamo ancora una volta: nel 2035 non ci sara' alcun "divieto".
Auto nuove con motori a combustione interna possono tranquillamente
essere vendute se ... rispettano il limite di emissioni stabilito.
 
Il termine "divieto" e' una esagerazione dei giornalisti su velina
dei petrolieri, in realta' e' stato solo abbassato il limite di
emissioni ad una quota cosi' bassa, che non e' possibile rispettarla
con le auto a comnbustione interna con alimentazione petrolifera.
 
8>< ----
 

 con le auto a comnbustione interna con alimentazione petrolifera. 
 
e io che mi fidavo dell'ansa, spero che mi perdonerà, meno male che leggo anche qui, un vero servizio d'informazione.
tornando alla proposta di MarioCPPP, con quel tipo di carburanti quindi sarà possibile stare entro quei limiti e di fatto continuare la tradizione dei motori endotermici?


dipende da limiti su quali emissioni.
 
Un'auto a metanolo a combustione, sicuramente potrà 
rispettare i limiti sul PARTICOLATO (non ne emette 
praticamente) e sugli NOx.
 
Molto difficilmente rispetterà limiti sul CO e su CH2O 
(formaldeide) : questo alcool sembra fatto apposta per 
produrli per pirolisi.
 
Ora il particolato carbonioso ha persistenza atmosferica in 
sé indeterminata (viene abbattuto solo dalla pioggia o 
spostato altrove dal vento), CO e CH2O sono invece 
inquinanti poco persistenti, nel senso che la fotochimica 
atmosferica li spazza via piuttosto rapidamente.
 
Dopodiché il problema diventa politico, nel senso che un 
motore con CATALITICA, a regime, abbatte molto facilmente CO 
e CH2O, ma è chiaro che la marmitta catalitica entra a 
regime solo sopra i 200° (forse 250° se è vecchia), e se fai 
i test a motore appena acceso, il catalizzatore è come se 
non ci fosse.
 
Questo capita anche oggi : il potere inquinante di un motore 
catalizzato dipende fortemente dallo stile d'uso. Se fai 
lunghi viaggi in autostrata, il grosso del tragitto è 
coperto. Se prendi l'auto per andare al cesso :D allora è 
come non avere catalizzatore.
 
Stessa cosa credo col dimetiletere (però per i Diesel, 
particolarmente generosi di PM8-18 etc, l'abbattimento del 
particolato sarebbe molto utile).


 produrli per pirolisi. 
[.......]
 
ecco, perfetto, sospetto quindi che anche in questo caso non ci rientriamo e se persistono in questa politica i motori endotermici possiamo scordarceli, invece penso proprio che siano l'alternativa di più largo raggio per lo spostamento, idea che mi sono fatto grazie alle vostre considerazioni.
senza mettere da parte l'auto elettrica che per chi può gestire la cosa (e migliorando il discorso riciclaggio delle batterie) in certi casi è un'ottima soluzione. non l'unica percò secondo me, questo la gente lo deve sapere.
peraltro ultimamente sto leggendo qua e la articoli che mettono in dubbio alcuni vantaggi dell'auto elettrica che pensavo assodati, tipo i costi di manutenzione, e la reale convenienza anche per le nicchie in cui potrebbero essere oggettivamente vantaggiose.
quindi rilancio la fondamentale affermazione dell'Ing. Deboni: 
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