Data di pubblicazione: 22 dicembre 2023
Collaboratori: Amanda McGrath, Alexandra Jonker
Il rilascio di alcuni gas nell'atmosfera terrestre può creare un "effetto serra", a causa del quale cui il calore si blocca nell'atmosfera e le temperature globali aumentano. Sebbene le emissioni possano derivare anche da cause naturali, sono principalmente il risultato di attività umane, in particolare della combustione di combustibili fossili per l'energia e il trasporto.
Quando i raggi del sole colpiscono la Terra, generano calore. Per comprenderlo, considera la differenza di temperatura in una giornata soleggiata rispetto a una nuvolosa. Tuttavia, quando i gas serra vengono rilasciati nell'atmosfera terrestre, possono creare uno strato di isolamento che impedisce al calore di uscire nuovamente nello spazio. Proprio come una serra promuove un ambiente più caldo per le piante che ospita, questi gas serra bloccano il calore all'interno della nostra atmosfera.
Questo effetto serra è essenziale: senza di esso, il pianeta sarebbe troppo freddo per sostenere la vita. Tuttavia, a partire dalla Rivoluzione Industriale, le attività umane hanno aumentato significativamente la quantità di gas serra rilasciati nella nostra atmosfera. Poiché possono rimanervi per anni o addirittura secoli, amplificano l'effetto serra e causano un aumento delle temperature globali, il che li rende una delle principali cause del cambiamento climatico globale.
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Gli esperti considerano l'anidride carbonica (CO2) il driver principale dell'effetto serra, ma non è l'unico. L'impatto di altri gas serra, tra cui il metano (CH4), l'ossido azoto (N2O) e gas florurati come i clorofluorocarburi sono misurati come CO2 equivalente (CO2e). Le misure della CO2e mostrano l'impatto complessivo di tutti i gas serra, non solo della CO2.
L'impatto di ciascun tipo di gas serra viene collettivamente misurato in termini di potenziale di riscaldamento globale (GWP), una metrica che confronta la capacità di intrappolare il calore di un gas con quella della CO2 in un determinato periodo, ad esempio nell'arco di 20, 100 o 500 anni. Ad esempio, il GWP a 100 anni del CH4 è pari a circa 28–36 volte quello della CO2.
Le emissioni del gas serra più abbondante, la CO2, rappresentano tre quarti di tutte le emissioni causate dall'uomo. La fonte principale delle emissioni di CO2 è la combustione di combustibili fossili come carbone, petrolio e gas naturale per l'energia e il trasporto. La CO2 viene rilasciata anche attraverso la deforestazione e altri cambiamenti nello sfruttamento del suolo. Prima della rivoluzione industriale, la concentrazione globale di CO2 era di circa 280 parti per milione (ppm). Nel maggio 2023, secondo il National Oceanic and Atmospheric Administration Global Monitoring Lab, ha raggiunto un livello record di 424 ppm.1
Il CH4, una componente fondamentale del gas naturale, è meno abbondante della CO2 ma più di 25 volte più efficace nel bloccare il calore nell'atmosfera. Questo è perlopiù il risultato di pratiche agricole e emissioni derivate dall'allevamento (un singolo bovino emette 100 kg di CH4 ogni anno2). Ma gli animali non sono l'unica fonte: le emissioni di CH4 si verificano anche quando i rifiuti organici si decompongono nelle discariche e dalla raccolta del riso, negli habitat delle zone umide e a causa della produzione e del trasporto di combustibili fossili.
Il N2O proviene da attività agricole, processi industriali e combustione di combustibili fossili. È meno diffuso della CO2 e del CH4 ma rimane un potente fattore che contribuisce al riscaldamento globale. Le pratiche agricole, in particolare l'uso di fertilizzanti sintetici, sono la principale fonte delle emissioni di N2O.
I gas sintetici prodotti dall'uomo, tra cui idrofluorocarburi, fluorocarburi, clorofluorocarburi, esafluoruro di zolfo e trifluoruro di azoto, sono utilizzati in processi come la refrigerazione, il condizionamento dell'aria e la produzione di dispositivi elettronici. Sebbene siano meno comuni di CO2, CH4 eN2O, i gas fluorurati sono tra i più efficaci nel bloccare il calore nell'atmosfera e possono potenzialmente rimanervi per migliaia di anni.
Le emissioni totali di gas serra provengono da diverse fonti. Alcune sono il risultato di processi naturali come eruzioni vulcaniche e incendi, che rilasciano CO2 e altri gas nell'atmosfera, mentre la decomposizione di piante e animali rilascia CH4. La maggior parte delle emissioni globali di gas a effetto serra proviene però da fonti antropogeniche, vale a dire che derivano da attività umane come:
Tre quarti delle emissioni di gas serra prodotte dall'uomo derivano dalla combustione di combustibili fossili, tra cui carbone, petrolio e gas naturale. Quando vengono bruciati per generare energia o per alimentare i trasporti, rilasciano grandi quantità di CO2 nell'atmosfera. Ad esempio, le automobili e gli altri veicoli alimentati a benzina e diesel emettono CO2 quando i carburanti vengono bruciati nel motore. Gli aeroplani sono i principali contributori: la combustione di carburante per gli aerei emette CO2 e altri gas serra ad alta quota, dove hanno un impatto maggiore sull'atmosfera. Molte centrali elettriche utilizzano carbone, petrolio o gas naturale per produrre elettricità, così come sistemi di riscaldamento e raffreddamento per case e edifici.
Il bestiame, e specialmente i bovini, producono CH4 durante la digestione, che viene poi rilasciata nell'atmosfera. Quando vengono allevate grandi mandrie per la produzione di carne, le emissioni collettive di CH4 possono essere notevoli. Anche le risaie rilasciano CH4 durante la coltivazione. Quando le risaie vengono allagate, si creano particolari condizioni anaerobiche in cui i batteri si nutrono dei materiali naturali in decomposizione e rilasciano CH4 nel processo.
Le foreste sono importanti serbatoi di carbonio, in quanto sottraggono CO2 all'atmosfera. Quando le foreste vengono abbattute o bruciate, gli alberi rilasciano nuovamente il carbonio che hanno immagazzinato. La domanda di prodotti agricoli spesso determina la deforestazione, che porta allo sgombero di terreni per colture commerciali e allevamento di bestiame.
Alcuni processi di produzione rilasciano gas serra. Poiché le materie prime sono riscaldate a temperature elevate, possono generare CO2. Ad esempio, la CO2 è un sottoprodotto delle reazioni chimiche che trasformano il calcare in clinker durante la produzione del cemento. Nell'industria manifatturiera chimica, la produzione di prodotti di sintesi, prodotti plastici e altri può comportare la produzione di CH4, N2O e CO2.
I gas serra sono necessari per mantenere una temperatura vivibile sulla Terra. Tuttavia, con l'aumentare delle concentrazioni di questi gas, il calore rimane bloccato nell'atmosfera e le conseguenze per il clima e l'ambiente globali si aggravano. Queste conseguenze includono:
Le emissioni di gas serra sono uno dei principali responsabili del riscaldamento globale, in quanto aumentano l'effetto serra e fanno crescere le temperature globali. Gli ultimi anni sono stati tra i più caldi mai registrati. Secondo il report di valutazione del Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico delle Nazioni Unite, gli ultimi quattro decenni sono stati uno più caldi di tutti i decenni che li hanno preceduti dal 1850.3 Questo aumento del calore può provocare eventi meteorologici più frequenti e gravi come uragani, inondazioni, ondate di calore e siccità.
Le temperature più calde accelerano la fusione dei poli e dei ghiacciai, contribuendo all'innalzamento del livello del mare, che rappresenta una minaccia significativa per le comunità costiere e le regioni sotto il livello del mare.
Più CO2 nell'atmosfera porta a livelli più elevati di CO2 negli oceani di tutto il mondo, che provoca l'acidificazione degli oceani, un fenomeno in grado di danneggiare la vita marina, comprese le barriere coralline e i crostacei.
Il cambiamento climatico può comportare la perdita della biodiversità poiché le specie lotteranno per adattarsi ai cambiamenti o estinguersi. L'aumento delle temperature può influenzare i modelli migratori degli uccelli o portare a un afflusso di specie invasive, cambiamenti che possono devastare le complesse catene alimentari che alimentano un ecosistema, con un impatto a tutti i livelli.
Alcuni gas serra contribuiscono a una scarsa qualità dell'aria, che può causare problemi respiratori e altri problemi di salute negli esseri umani. Le condizioni meteorologiche causate dai cambiamenti climatici, come siccità e incendi, possono portare a un aumento dell'ozono troposferico, delle polveri, dello smog e di altri agenti inquinanti, oltre a una diffusione o a un aumento del livello di allergeni nell'aria.
Lo sconvolgimento dell'ambiente può danneggiare un'ampia gamma di settori e aziende, in quanto influisce sulle supply chain e sull'accesso alle risorse. I cambiamenti climatici possono avere un impatto devastante sul settore agricolo, poiché condizioni meteorologiche estreme, variazioni di temperatura e di accesso all'acqua e una scarsa qualità dell'aria interrompono la crescita e la raccolta delle colture. Anche il turismo e altri settori che dipendono dal clima sono a rischio. Ad esempio, le stazioni sciistiche potrebbero chiudere definitivamente, poiché le temperature in aumento stanno riducendo i livelli di neve.
A causa del loro contributo al riscaldamento globale, ridurre le emissioni di gas serra è fondamentale per mitigare il cambiamento climatico. Per farlo, persone, imprese e istituzioni governative si stanno impegnando per ridurre le emissioni, puntando all'obiettivo finale di net zero: il punto in cui la quantità di gas serra emessa equivale alla quantità rimossa dall'atmosfera, portando efficacemente le emissioni causate dall'uomo il più vicino possibile a zero.
Le strategie che contribuiscono a ridurre le emissioni di gas serra includono:
Uno dei modi più efficaci per ridurre le emissioni di CO2 è passare dai combustibili fossili a fonti di energia rinnovabile come l'energia solare, eolica e idraulica. Questo passaggio alle fonti rinnovabili riduce la dipendenza dai combustibili fossili ad alte emissioni e quindi riduce le emissioni derivanti dalla generazione e dal trasporto di elettricità.
Il miglioramento dell'efficienza energetica nelle case, negli edifici e negli spazi industriali riduce il consumo di energia e, di conseguenza, le emissioni di gas serra. Questo cambiamento nell'uso dell’energia può essere ottenuto attraverso l’isolamento degli edifici, elettrodomestici ad alta efficienza energetica e pratiche di progettazione sostenibile. A livello aziendale e industriale, le nuove tecnologie che consentono una migliore gestione energetica possono aiutare le aziende a ridurre l'impronta di carbonio.
La riduzione delle emissioni nel settore dei trasporti implica il passaggio ai veicoli elettrici, l'aumento dei trasporti pubblici e l'incoraggiamento del car pooling, dell’uso della bicicletta e degli spostamenti a piedi.
L'implementazione di pratiche sostenibili, come l'uso ridotto del concime e la gestione responsabile del terreno, può ridurre le emissioni di N2O e promuovere la salute del suolo. Ripristinare e piantare alberi può aiutare ad assorbire la CO2 dall'atmosfera.
La digitalizzazione, l'intelligenza artificiale (IA), l'acquisizione e l'analisi avanzate dei dati e altre innovazioni tecnologiche possono contribuire a ridurre gli sforzi. Ad esempio, l'uso di droni e sensori può contribuire a rendere più precisi i processi agricoli e industriali, garantendo così l'uso più efficiente delle risorse. Oppure i sistemi di smistamento basati sull'AI possono separare i materiali riciclabili in modo più accurato rispetto allo smistamento manuale, aiutando le pratiche di gestione dei rifiuti.
Su scala individuale, le persone stanno adottando misure per ridurre la propria impronta di carbonio personale. Queste includono il riciclaggio, il passaggio a fonti di energia e modalità di trasporto sostenibili e cambiamenti nella dieta e in altri stili di vita. Le persone possono utilizzare strumenti come il calcolatore U.S Environmental Protection Agency Household Carbon Footprint4 o il calcolatore United Nations Framework Convention on Climate Change Lifestyle5 per valutare il loro impatto.
I paesi di tutto il mondo stanno agendo in conformità con l'Accordo di Parigi, un importante trattato internazionale negoziato alla Conferenza delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici del 2015 per limitare l'impatto delle emissioni di gas serra.6 Gli sforzi includono il sostegno governativo alle energie rinnovabili attraverso sussidi e altri incentivi, standard di efficienza del carburante per veicoli e operazioni industriali e investimenti nel trasporto pubblico. I governi stanno anche stabilendo regolamenti e standard ambientali per limitare le emissioni. Attraverso il carbon pricing, i governi possono imporre tasse sul carbonio o stabilire sistemi cap-and-trade per incoraggiare le imprese e gli individui a ridurre le proprie emissioni.
Per ottenere emissioni di gas serra net zero, le aziende stanno misurando le emissioni di carbonio e individuando le opportunità di mitigazione delle emissioni. Le aziende stanno prendendo di mira le emissioni Scope 1, prodotte dalle proprie fonti, e le emissioni Scope 2, generate dall'energia e da altre risorse che utilizzano. Inoltre, stanno affrontando le emissioni Scope 3, note anche come emissioni della supply chain, che derivano da fonti indirette come i trasporti, la supply chain e l'uso e lo smaltimento dei prodotti. Alcune delle opzioni disponibili per la riduzione delle emissioni tramite decarbonizzazione includono:
Il monitoraggio delle emissioni tramite la contabilizzazione delle emissioni di carbonio consente alle aziende di dimostrare la trasparenza e l'impegno verso la responsabilità ambientale durante la definizione degli obiettivi e la misurazione dei progressi.
La tecnologia CCS cattura le emissioni di CO2 da centrali elettriche e processi industriali e le immagazzina nel sottosuolo, impedendo loro di entrare nell'atmosfera.
Ridurre gli sprechi energetici e aumentare l'efficienza energetica può portare a un migliore utilizzo dell'energia. Il passaggio a fonti energetiche rinnovabili contribuisce agli sforzi di decarbonizzazione e può ridurre i costi operativi. I software ambientali, sociali e di governance aiutano le aziende a identificare le opportunità di efficienza o riduzione dei rifiuti e a misurare e gestire le proprie emissioni.
Per contribuire a ridurre le emissioni Scope 3, molte aziende stanno collaborando con i fornitori per ridurre l'impronta di carbonio complessiva di prodotti e materiali.
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Note a piè di pagina
Tutti i link sono esterni a ibm.com
1 Broken record: Atmospheric carbon dioxide levels jump again, National Oceanic and Atmospheric Administration, giugno 2023.
2 Cows and climate change, University of California, Davis, giugno 2019.
3 Climate Change 2021: The physical science basis, Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), agosto 2021.
4 Household Carbon Footprint Calculator, Environmental Protection Agency (EPA.gov), giugno 2023.
5 Lifestyle Calculator, United Nations Framework Convention on Climate Change, settembre 2021.
6 The Paris Agreement, Nazioni Unite, non datato.