Che cos’è il potere calorifico del gas metano?

Hai mai sentito parlare di potere calorifico del gas metano? Conoscerlo può essere utile per gestire meglio l’energia e risparmiare sia denaro che risorse. Cosa sapere, in pillole:

• Il potere calorifico indica quanta energia può produrre il gas quando viene bruciato;
• Generalmente questo dato si aggira tra 8.200 e 9.200 kcal per metro cubo;
• Conoscerlo può essere utile per stimare i consumi di gas, confrontare le fonti di energia o ridurre gli sprechi.

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Indice

• Cos’è il potere calorifico del gas metano
• Perché è utile conoscere il potere calorifico del gas naturale
• Qual è la differenza tra potere calorifico inferiore e potere calorifico superiore del metano
• Come si calcolano PCI e PCS
• Come il PCS può influire sul prezzo del gas in bolletta

Cos’è il potere calorifico del gas metano

A breve vedremo perché conoscere il potere calorifico del metano può essere utile per stimare i consumi, scegliere i sistemi di riscaldamento più efficienti e comprendere meglio i costi in bolletta. Partiamo però da una definizione. 

Quando parliamo di potere calorifico del gas metano facciamo riferimento alla quantità di calore che si genera dalla combustione completa di una certa quantità di metano, solitamente misurata in termini di volume (un metro cubo standard) o massa.

In sostanza, rappresenta il valore energetico del metano, ossia l’energia termica liberata, ed è per questo che è un parametro fondamentale per valutare l’efficienza di questo combustibile.

💡 Per misurare questa proprietà si utilizzano diverse unità di misura. Tra le più comuni, le chilocalorie (kcal), spesso usate per scopi pratici, e i megajoule (MJ), adottati nel sistema internazionale.

Largamente utilizzato per riscaldare case, alimentare veicoli, cucinare e produrre energia elettrica, il metano ha un potere calorifico che oscilla generalmente tra 8.200 e 9.200 kcal per metro cubo, a seconda di fattori come la pressione, la purezza del gas e le condizioni di combustione.

Perché è utile conoscere il potere calorifico del gas naturale

Rispetto ad altri combustibili, il metano ha un potere calorifico superiore. Ciò significa che parliamo di una fonte energetica più efficiente, poiché permette di ridurre i consumi, con conseguenti vantaggi economici ed energetici.

In altre parole, il metano riesce a produrre più energia con meno gas, rendendo il suo utilizzo più economico ed efficiente.

Proprio per questo, conoscere il potere calorifico del metano permette di:

• Calcolare i consumi energetici: sapere quanta energia si ottiene da un metro cubo di metano aiuta a stimare i consumi di gas per riscaldare una casa, cucinare o produrre acqua calda;
• Confrontare le fonti di energia: si può confrontare il metano con altre fonti di energia, come il GPL, il gasolio o l’energia elettrica, per scegliere quella più conveniente o efficiente;
• Ottimizzare costi e bollette: sapendo quanta energia produce il metano, si può capire meglio come ottimizzare l’uso degli impianti (caldaie, stufe ecc.) e ridurre gli sprechi;
• Progettazione e dimensionamento: in ambiti tecnici, come il dimensionamento degli impianti di riscaldamento o di produzione di energia, il potere calorifico aiuta a scegliere apparecchiature con la giusta potenza.

Qual è la differenza tra potere calorifico inferiore e potere calorifico superiore del metano

Come abbiamo visto, il potere calorifico del gas metano rappresenta la quantità di energia che si libera durante la sua combustione. Questa misura, però, può essere espressa in due modi distinti: il potere calorifico superiore – anche detto PCS – e il potere calorifico inferiore – o PCI. 

La differenza tra i due dipende da come si considerano il vapore acqueo e il suo contenuto di energia. Entriamo più nel dettaglio: 

• Il potere calorifico inferiore del metano misura quanta energia si ottiene dalla sua combustione, senza contare quella che si perde con il vapore acqueo. Se usiamo una caldaia che non recupera il calore del vapore, stiamo considerando il PCI. Poiché questo valore non include il calore che potrebbe essere recuperato dal vapore, il PCI è più basso rispetto al potere calorifico superiore;
• Il potere calorifico superiore del metano misura tutta l’energia che si può ottenere dalla sua combustione, inclusa quella che si potrebbe recuperare dal vapore acqueo prodotto durante la combustione. Questo valore è più alto rispetto al PCI, proprio perché considera anche l’energia che si perde sotto forma di vapore. In pratica, il PCS è usato per calcolare la potenzialità totale del metano, ed è molto utile per sapere quanto calore si potrebbe ottenere dal gas se fosse possibile recuperare tutta l’energia.

Le caldaie a condensazione sono in grado di recuperare una parte dell’energia che normalmente si perde sotto forma di vapore acqueo durante la combustione del gas. Grazie a questo processo, le caldaie a condensazione possono ottenere più calore da un chilogrammo di gas rispetto a quanto previsto dal potere calorifico inferiore, rendendo il sistema più efficiente.

💡 Il potere calorifico superiore del metano è molto utile per ARERA (l’Autorità di Regolazione per Energia Reti e Ambiente), poiché viene utilizzato per determinare la qualità di gas distribuito e per stabilire i parametri della sua commercializzazione.

Come si calcolano PCI e PCS

Come abbiamo visto, il potere calorifico inferiore del metano esclude l’energia recuperabile dal vapore acqueo. Appare chiaro, dunque, che per calcolare questo valore è necessario sottrarre dal potere calorifico superiore il calore che verrebbe perso con la condensazione del vapore. 

In pratica, per ottenere il PCI, bisogna determinare il PCS e poi sottrarre l’energia associata al vapore acqueo prodotto durante la combustione, che è di solito intorno ai 2,5 MJ per chilogrammo di vapore.

Ma come si calcola, allora, il potere calorifico superiore? Esistono tre principali metodi per calcolare il potere calorifico superiore del metano. 

1. Il primo è un calcolo approssimativo che si basa sull’analisi chimica del gas, dove si determinano le quantità di carbonio, idrogeno e zolfo presenti e si calcola la quantità di calore prodotta da ciascun elemento, sommando poi i risultati. 
2. Il secondo metodo è la misurazione diretta, che utilizza strumenti come la bomba calorimetrica di Mahler: qui si brucia una quantità precisa di metano con ossigeno e si misura quanto calore viene assorbito da una massa di acqua, da cui si ricava il PCS.
3. Infine, il terzo metodo è la formula di Dulong, una formula empirica che stima l’energia prodotta dalle principali reazioni di combustione del gas. 

Ognuno di questi metodi ha il suo grado di precisione e viene scelto in base alle necessità.

Come il PCS può influire sul prezzo del gas in bolletta

Potrebbe capitarti di trovare nella bolletta del gas un prezzo della materia prima (espresso in €/Smc) diverso, a volte più alto, rispetto a quello indicato nel contratto.

Questo può dipendere dal PCS, il parametro che, come abbiamo visto, misura quanta energia si ottiene dalla combustione del gas e che viene indicato anche in bolletta.

Cominciamo col dire che il gas distribuito in Italia è uguale per tutti i fornitori e proviene dalla Rete di Gasdotto Nazionale. Una volta immesso nella rete, il gas viene però consegnato alle varie località attraverso le cabine RE.MI. (Regolazione e Misura). Ed è qui che entra in gioco un dettaglio importante: le condizioni locali (per esempio, pressione e intensità) possono variare, influendo sul PCS, cioè sulla quantità di energia realmente contenuta nel gas distribuito nelle diverse zone.

Proprio per questo motivo, ARERA ha introdotto il concetto di PCS standard (pari a 0,03852 GJ/Smc), un valore fisso usato come riferimento nazionale e che tutti i fornitori di gas devono utilizzare per calcolare e presentare i prezzi delle loro offerte commerciali.

A questo punto, dobbiamo però introdurre un altro parametro e cioè il PCS reale, che viene applicato in bolletta e riflette le caratteristiche specifiche del gas nella tua zona.

Se il PCS reale è più alto di quello standard, il gas erogato produce più energia e il prezzo finale in bolletta aumenta proporzionalmente. A fronte di una tariffa base dell’offerta più alta, va però considerato che il gas avrà un contenuto energetico più elevato. Quindi, anche se paghi di più per ogni metro cubo di gas, ne consumerai meno, e alla fine la spesa totale potrebbe non aumentare in maniera significativa.

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