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Fonti di energia. Convenzionali. &. Rinnovabili. Il progresso dell’Uomo è indissolubilmente legato alle sue capacità: di procurarsi energia, di trasformarla e. di utilizzarla per assicurarsi luce,. calore. e di produrre lavoro. Energia: ossigeno della vita economica.
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Fonti di energia Convenzionali & Rinnovabili
Il progresso dell’Uomo è indissolubilmente legato alle sue capacità: • di procurarsi energia, • di trasformarla e • di utilizzarla per assicurarsi • luce, calore e di produrre lavoro
Energia: ossigeno della vita economica L’energia è, quindi, diventata un fattore di produzione universale ben più importante, per le economie moderne, dello stesso lavoro e del capitale. Senza energia non ci può essere sviluppo, per questo motivo è stata definita come “ossigeno della vita economica”.
Fonti di energia convenzionali e rinnovabili I consumi di energia ammontano,attualmente, intorno a 11000 Mtep e, secondo stime attendibili, cresceranno di oltre il 50% fino a superare i 16000 Mtep entro il 2030 e sfioreranno il raddoppio entro il 2050.
Fonti di energia convenzionali e rinnovabili • Ma perché abbiamo bisogno di tutta questa immensa quantità di energia? • Il progressivo ed inarrestabile aumento dei consumi energetici è dipeso da diversi fattori: • Incremento demografico; • Progresso tecnologico; • Sviluppo economico (Paesi fino ad ora ai margini dell’evoluzione, che cercano di beneficiare dei vantaggi di una ragionevole crescita per allinearsi ai livelli raggiunti dai Paesi industrializzati).
Fonti di energia convenzionali e rinnovabili 50% 50% • A prescindere dal problema etico posto da una distribuzione così diseguale è opportuno porsi l’interrogativo di come sia possibile continuare a seguire il paradigma attuale, fondato sul continuo incremento dei consumi energetici. 14% della popolazione mondiale (Usa, Canada, UE e Giappone) 86% del resto della popolazione mondiale
SORGENTI DI ENERGIA SOLARE TERRESTRE CLIMATICA IDROLOGICA FOTOVOLTAICA TERMICA FOTOSINTETICA NUCLEARE GEOTERMICA GRAVITAZIONALE IDRICA RINNOVABILI NON RINNOVABILI RINNOVABILI MOVIMENTO DI MASSE EVAPORAZIONE PRECIPITAZIONE (ciclo idrologico) WAFER DI SILICIO CALORE DIRETTO PRESENTE PASSATA RISCALDAMENTO DI ACQUE SOTTERRANEE MOVIMENTO DI MASSE D’ACQUA ELETTROLISI DELL’ACQUA Legno alimentibiomasse Uranio Torio Plutonio di aria di acqua Carbone Petrolio Gas naturale Deuterio Trizio Litio VENTO FIUMI ELETTRICITÀ CONCENT. SOLARI FISSIONE SOFFIONI IDROGENO MOTO ONDOSO BACINI IDRICI PANNELLISOLARI COMBUSTIONE FUSIONE MAREE MECCANICA IDROELETTRICA ELETTRICA TERMICA CHIMICA TERMICA TERMICA TERMICA MECCANICA CHIMICA CO2 riciclato, CO,NOx CO2,CO NOx,SOx, CHx,etc. Scorieradioattive H2O nessun effluente nell’uso nessun effluente nell’uso L’energia che serve all’umanità proviene dalle risorse che la Natura mette a disposizione; queste possono essere di origine solare o terrestre.
Come è possibile fronteggiare questa enorme richiesta di energia? Esistono diverse fonti di energia, ognuna delle quali presenta vantaggi ma anche svantaggi.
Petrolio Il petrolio rappresenta la fonte energetica più utilizzata a livello globale, costituendo oltre un terzo dei consumi mondiali. Nel 2006 le riserve mondiali ammontavano a circa 1.208 Miliardi di barili concentrate, per oltre la metà (61,48%) nel Medio Oriente.
Il petrolio presenta diversi svantaggi: • Non offre grande sicurezza negli approvvigionamenti, sia perché si trova concentrato in massima parte nelle zone mediorientali che rappresentano, allo stato attuale, dei permanenti focolai di guerra; sia perché, in relazione al previsto esaurimento entro i prossimi 40 anni, il suo prezzo continua a salire e, pertanto, si presta a manovre speculative. • È altamente inquinante non solo durante l’uso, ma anche in fase di estrazione e, soprattutto, di trasporto, dove spesso capita che delle super petroliere rovescino in mare il loro contenuto provocando dei gravi disastri ecologici.
Gas naturale Il gas naturale, costituito principalmente da metano e da percentuali minori di idrocarburi condensabili (etano, propano, ecc..) è il combustibile fossile di più recente diffusione. Esso si trova, molto spesso, associato a giacimenti petroliferi e, di conseguenza le riserve sono localizzate, all’incirca, nelle stesse zone di quelle del petrolio: Ed anche il prezzo del gas segue l’andamento crescente di quello del petrolio, anche se con un po’ di ritardo.
L’impiego principale del metano, un tempo limitato al solo settore domestico, oggi si è diversificato notevolmente, diffondendosi, soprattutto a causa del suo ridotto inquinamento atmosferico in fase di combustione, alle generazione di elettricità termoelettrica (circa 20%). Il metano viene utilizzato anche nell’industria ed, in percentuali minori, per uso agricolo, nel settore dei trasporti e per scopi non energetici.
Il gas naturale presenta diversi svantaggi: • Come materia prima è tra le più costose: hanno una elevata incidenza i costi di trasporto strettamente legati alla rigidità degli impianti (gasdotti) che si prestano ad ogni sorta di ritorsione (si pensi alla querelle tra la Russia e l’Ucraina che, in caso di interruzione di gas, avrebbe penalizzato le intere nazioni europee rifornite di gas siberiano); • Le riserve sono limitate: le previsioni sostengono, infatti, che la loro consistenza non potrà durare più di sessanta anni circa; • Disperso come tale in atmosfera, il metano è un gas serra circa venti volte più inquinante della stessa anidride carbonica.
Carbone Costituisce una delle fonti energetiche di primaria importanza su scala planetaria e si conferma come la terza fonte di energia dopo il petrolio e il gas naturale. Ha una presenza diffusa in molte aree del Mondo:
Impieghi del carbone • Per generare energia elettrica; • Per generare energia termica; • Per la produzione di acciaio e cemento; • Nei Paesi in via di sviluppo ha rilevanza pure nel riscaldamento domestico e nell’attività di cucina. La scelta del tipo di carbone da impiegare è funzione dell’uso cui esso è destinato.
I futuri impieghi del carbone dipendono da una molteplicità di fattori, tra i quali: - La notevole disponibilità di riserve che appaiono garantite per oltre 200 anni e ubicate in diversi parti del Mondo; • L’andamento delle quotazioni degli altri combustibili fossili (petrolio e gas naturale); • Le innovazioni tecnologiche orientate al miglioramento dell’efficienza energetica, ma soprattutto di quella ambientale(“Clean coal technologies”) . È, infatti, risaputo che la combustione del carbone produce grandi emissioni di CO2, causa principale dell’effetto serra. • Le centrali termoelettriche “zero emission” con sequestro geologico della CO2 e coproduzione di idrogeno appaiono oggi come il più avanzato target per l’uso pulito del carbone.
Per ottenere energia dai combustibili fossili è necessario bruciare il combustibile stesso, ossia provocarne l’ossidazione con l’ossigeno dell’aria, allo scopo di romperne i legami chimici (C-C, C-H) e dar luogo alla formazione di CO, CO2 e H2O. H2O CO2 Ciò avviene quasi sempre con liberazione di una certa grande quantità di calore (ossia energia termica) che altro non è se non l’energia di legame dei vari atomi uniti assieme a formare le molecole.
Esiste un modo completamente diverso che permette ugualmente di liberare quantità di energia, di gran lunga più elevate, e che si basa sulla possibilità di riuscire ad agire direttamente sui nuclei di determinati atomi vincendo quella potentissima forza di coesione nucleare che, normalmente, impedisce al nucleo di disgregarsi. Questa immensa quantità di energia può essere liberata mediante due differenti vie: Fissione
Fusione È questa le reazione che avviene nelle stelle ed è causa della loro luminosità.
L’Italia ha abbandonato il nucleare con il referendum del 1987. Per effetto delle decisioni assunte, l’Italia si trova in una posizione di evidente singolarità rispetto agli altri Paesi industriali, nessuno dei quali ha assunto analoghe decisioni di chiusura immediata di tutti gli impianti in esercizio (vanificando un investimento complessivo di 120 mila miliardi di lire storiche). In considerazione del fatto che la domanda nazionale di energia elettrica è stata coperta negli ultimi anni (14% - 18%) attraverso l’importazione di elettricità nucleare, è evidente che l’Italia non ha rinunciato all’uso dell’energia nucleare, ma l’ha resa una nuova fonte di importazione.
Fonti rinnovabili Sono fonti che possono essere considerate inesauribili in quanto la loro disponibilità è continuamente rinnovata in tempi particolarmente brevi. Il loro impiego, inoltre, non determina alcuna forma di inquinamento sia dell’aria che dell’acqua e del terreno. Comprendono l’energia solare e tutte quelle che da essa discendono quali l’energia idroelettrica e quella eolica, l’energia delle biomasse e quella proveniente dal moto ondoso e dalle correnti marine.
Rimangono due i principali inconvenienti di molte fonti rinnovabili: - Non forniscono energia in modo continuativo ma intermittente (principalmente il solare e l’eolico); - Spesso è necessario destinare notevoli estensioni di territorio per ottenere una quantità significativa di energia.
La produzione di energia da fonti rinnovabiliè in continuo aumento. Ciò è dovuto sia ai miglioramenti tecnologici, soprattutto per quel che riguarda l’aspetto impiantistico e l’abbattimento dei costi di produzione; sia a scelte di politica energetica tendenti al rispetto degli impegni per la riduzione delle emissioni di anidride carbonica ed al contenimento della dipendenza energetica dai Paesi produttori di combustibili fossili.
Ma allo stato attuale non è ancora possibile risolvere il problema energetico basandosi principalmente sulle fonti rinnovabili. Ciò dipende essenzialmente dalle grandi anomalie presenti nel mix di combustibili scelto dall’Italia, che rispetto alle altre nazioni europee si caratterizza: • Per un fortissimo consumo di gas naturale e di petrolio; • Per un bassissimo uso del carbone; • Per l’esclusione dell’uso del nucleare.
Recentemente si sta assistendo al riemergere di accesi e frequenti dibattiti circa l’opportunità, per il nostro Paese, di riavviare programmi energetici legati al nucleare allo scopo di ridurre gli impegni imposti dalla ratifica del Protocollo di Kyoto. Tuttavia rimangono quattro problemi irrisolti che impediscono o sconsigliano l’utilizzo dell’energia nucleare: • La messa in sicurezza delle scorie radioattive; • I notevoli costi di investimento delle centrali nucleari; • Gli elevati tempi di realizzazione degli impianti, dell’ordine di dieci anni, con la possibilità di cambiamento dello scenario di energetico; • La possibilità di una proliferazione controllata e non controllata delle armi nucleari e dei pericoli connessi con l’insorgere del terrorismo internazionale.
Pertanto, la nostra nazione,può fronteggiare le ristrettezze energetiche nelle quali si dibatte intraprendendo tutta una serie di interventi che, pur non rilevanti, singolarmente presi, possono, nel loro insieme, essere determinanti nel colmare quel deficit di energia che, allo stato attuale, ci pone tra le nazioni più esposte al rischio black-out. • Ritornare, in modo più deciso, ad un più massiccio consumo del più economico carbone, con tecnologia pulita (dall’11 al 20%) riducendo contemporaneamente l’import del più costoso petrolio: per l’Italia che non possiede quantità sufficienti di riserve fossili, il carbone rappresenta un approvvigionamento economico e sicuro. • Fare maggiore affidamento su una fonte di energia da sempre trascurata: il risparmio energetico. Si può e si deve risparmiare energia e questo è il modo migliore per tutelare il portafoglio, l’ambiente e la sicurezza energetica.
Investire con maggiore intensità nelle fonti rinnovabili. Soprattutto sul solare • promuovendo ricerche per il miglioramento delle tecnologie che riguardano sia il solare • termico che quello termodinamico ad alta efficienza, che il fotovoltaico. È boom del solare in Italia: sono 5.000 gli impianti fotovoltaici installati dall’Agosto 2006 al 1 novembre di quest’anno e 3.000 gli impianti installati ogni mese per il solare termico. Questi i numeri del conto energia, il sistema di eco-incentivi per sfruttare l’energia solare.
