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Impatto su salute e ambiente dei sistemi di produzione dell'energia

Impatto su salute e ambiente dei sistemi di produzione dell'energia. Roberto Pellegrino Biologo, ambientalista. ENERGIA. ENERGIA. Scambi di energia e materia in diversi sistemi termodinamici. c urva di crescita popolazioni. esempio. Sistema termodinamico. SISTEMA APERTO. MATERIA.

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Impatto su salute e ambiente dei sistemi di produzione dell'energia

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Presentation Transcript

  1. Impatto su salute e ambiente dei sistemi di produzione dell'energia Roberto Pellegrino Biologo, ambientalista

  2. ENERGIA ENERGIA Scambi di energia e materia in diversi sistemi termodinamici curva di crescita popolazioni esempio Sistema termodinamico SISTEMA APERTO MATERIA SISTEMA CHIUSO SISTEMA ISOLATO

  3. risorse energetiche utilizzate dai viventi comparsi sulla Terra nei vari periodi (miliardi di anni) 0,5 organismi eterotriofi 1,8 4,5 0 Comparsa di organismi procarioti eterotrofi Utilizzo dell’energia chimica contenuta nelle molecole organiche create dagli organismi autotrofi tramite la fotosintesi Comparsa organismi fotosintetici autotrofi sole: risorsa illimitata Brodo primordiale: risorsa limitata Utilizzo dell’energia chimica contenuta nelle molecole organiche del «brodo primordiale»

  4. Flusso di materia ed energia nei viventi Energia solare Produzione primaria di energia Carboidrati CH2O Ossigeno O2 Organismi autotrofi Organismi eterotrofi H2O CO2

  5. comparsa dell’uomo nella scala dei tempi della vita sulla terra Comparsa di organismi procarioti eterotrofi Comparsa organismi fotosintetici autotrofi

  6. Crescita della popolazione di homo sapiens dalla sua comparsa all’anno 2000 Combustibili fossili fuoco da 1 a10 milioni da 10 a 200 milioni da 200 a 6000 milioni 2012 : raggiunti 7 miliardi di esseri umani

  7. Dipendenza dal petrolio Prodotti per la pulizia Riscaldamento/raffrescamento farmaci Trasporto derrate alimentari Fibre sintetiche coloranti Materie plastiche telecomunicazioni Energia elettrica

  8. ASPO-Italia, wikipedia

  9. È necessario allora puntare sulle «Energie rinnovabili», ma cosa sono esattamente? In ingegneria energetica con il termine energie rinnovabili si intendono le forme di energia prodotte da fonti di energia che per loro caratteristica intrinseca si rigenerano almeno alla stessa velocità con cui vengono consumateo non sono "esauribili" nella scala dei tempi "umani" e, per estensione, il cui utilizzo non pregiudica le risorse naturali per le generazioni future. Da Wikipedia, l'enciclopedia libera. FER: Fonte Energia Rinnovabile eolico idroelettrico fotovoltaico Biomasse/biogas

  10. Le principali forme di energia rinnovabile dipendono dal sole Energia eolica Solare fotovoltaico ? Solare termico Centrale idroelettrica fotosintesi

  11. Origine delle biomasse Utilizzi umani Alimenti, mangimi, fibre, legno Rifiuti, Deiezioni, Scarti Colture energetiche fotosintesi BIOMASSA Sfruttamento intensivo risorse naturali deforestazione

  12. Quanta energia si accumula nelle biomasse? 1,2 Kg carbonio/mq*anno

  13. Biomasse: quanta energia solare è convertita in energia utile? x 100 • Esempi di efficienza energetica: • Pannello fotovoltaico: 10 – 15% • Biomasse: 0,2-0,6% Cosa implica questo?

  14. Superficie agricola destinata alle colture energetiche previste per un impianto a biogas da 1 MW 400 ha Area occupata da un impianto fotovoltaico da 1MW

  15. EU-27: potenza rinnovabile nel 2010 BIO-ENERGIE in Germania: 8000 impianti da 1000-300kw

  16. Col BIOGAS i rifiuti «spariscono» prima… …dopo 4500 t/a letame-liquame 16500 t/a digestato • Aumento degli scarti da smaltire • Effetto serra per emissioni di CH4 (stoccaggio digestato) • Rischio di diffusione germi patogeni

  17. Le bio-energie sono «pulite» Confronto emissioni per combustione di Biomasse solide (legno, paglia) e metano (50MW) CEEH ScientificReport No 10, Centre for Energy, Environment and Health Report series, November 2011

  18. Le bio-energie sono «pulite» Metalli pesanti nelle ceneri La concentrazione di metalli pesanti nelle ceneri derivanti dalla combustione di legname (rovere, faggio, abete) è simile a quella riscontrabile nelle ceneri prodotte dalla combustione di carbone, lignite e RSU. (valori in mg/Kg) Demirbas A: Potential applications of renewable energy sources, biomass combustion problems in boiler power systems and combustion related environmental issues. Progress in Energy and Combustion Science 2005, 31(2):171-192.

  19. Il motore che brucia biogas equivale a 2-3 automobili a mentano Motore a 4 tempi 20 cilindri Cilindrata: 48.670 cc (equivale a circa 7 autobus urbani) 1500 giri/minuto Cogeneratore Jenbachermod. J-320 GS C-25 Trasporti biomasse/liquami entro 30km • 2955 movimentazione/anno • 107 viaggi/anno carribotte (liquame) • 998 viaggi/anno carribotte (digestato) • 1850 viaggi/anno carri agricoli (biomasse vegetali) Fonte: Dati progetto presentato Opere Pie Riunite

  20. Il motore che brucia biogas equivale a 2-3 automobili a mentano PM 10: 1,5mg/mc X 4000mc/h X 24h = 144000mg/giorno = 144g/giorno NOx: 200 mg/mc X 4000mc/h X 24h = 19200000mg/giorno = 19,2 Kg/giorno INQUINAMENTO EQUIVALENTE dell’impianto di AVIGLIANO Pm10: 2500 automobili diesel (euro 5) che percorrono 12 km al giorno nello stesso posto NOx: 4600 automobili diesel (euro 5) che percorrono 12 km al giorno nello stesso posto

  21. Il motore che brucia biogas equivale a 2-3 automobili a mentano UMBRIA 2013: 34 impianti in funzione 20 impianti autorizzati Stima emissioni totali: 140.000 mc/h PM 10: 1,5mg/mc X 140000mc/h X 24h = 5.040.000 mg/giorno = 5 kg/giorno NOx: 200 mg/mc X 4000mc/h X 24h = 672.000.000 mg/giorno = 672 Kg/giorno INQUINAMENTO EQUIVALENTE di 54 IMPIANTI A BIO-ENERGIE Pm10: 87.500 automobili diesel (euro 5) che percorrono 12 km al giorno nello stesso posto NOx: 161.000 automobili diesel (euro 5) che percorrono 12 km al giorno nello stesso posto in Umbria circolano 603.000 automobili

  22. La Danimarca ha calcolato i costi sanitari associati alle emissioni da caldaie individuali e industriali (Ind.) e da caldaie di teleriscaldamento (FV) (I costi sanitari per il riscaldamento) K. Karlsson et al., 2011: CEEH’s calculations of healthrelated costs from air pollution as given in the Climate Commission’sscenarios (in Danish), CEEH ScientificReport No 10, Centre for Energy, Environment and Health Report series, November 2011, pp. 24.

  23. La politica energetica della Germania è incentrata sulle bioenergie Jörg Hacker Bioenergy – Chances and Limits German National Academy of Sciences Leopoldina,Nova ActaLeopoldina, 03/2012 La Germania non dovrebbe concentrarsi sulle bioenergie per ridurre il consumo di combustibili fossili e le emissioni di gas serra. La Germania dovrebbe concentrarsi su altre fonti di energia rinnovabile, come solare termico, fotovoltaico, e l'energia eolica, la cui richiesta di terreno, le emissioni di gas serra o altri impatti ambientali sono inferiori a quelli delle bio-energie. Il risparmio energetico e il miglioramento dell'efficienza energetica devono avere la priorità.- La promozione delle bioenergie deve essere limitata a quelle forme che: non riducono la disponibilità di cibo o che stimolano aumenti di prezzo a causa della competizione con risorse limitate quali l'acqua e la terra; non hanno grandi effetti negativi sugli ecosistemi e sulla biodiversità; hanno un sostanziale (>60-70%) migliore equilibrio sui gas ad effetto serra rispetto ad altri vettori energetici che vanno a sostituire; non compromettono la gamma preziosa di servizi che gli ecosistemi forniscono all'umanità

  24. German National Academy of Sciences Leopoldina Tra i membri 35 premi Nobel Scienza per politica e società Le Dichiarazioni e le Raccomandazioni dell'Accademia forniscono ai politici analisi e valutazione scientifica sui temi più urgenti della società di oggi. Esse si sviluppano indipendentemente da interessi economici e politici che danno consigli su come affrontare problemi specifici delle società. L’ Academy lavora per l'identificazione precoce dei principali sviluppi scientifici che possono diventare importanti per la società nel futuro, e fornisce analisi e raccomandazioni di conseguenza. In questo modo, la Leopoldina aiuta a impostare politiche sulla strada giusta.

  25. Scienziatichehannocontribitoal rapporto “Bioenergy – Chances and Limits” (2012) Prof. Dr. Bärbel Friedrich ML InstitutfürBiologie/Mikrobiologie, Humboldt-Universität BerlinProf. Dr. Bernhard Schink ML LehrstuhlfürmikrobielleÖkologie, Limnologie und allgemeineMikrobiologie, Universität KonstanzProf. Dr. Rudolf K. Thauer ML Max-Planck-InstitutfürterrestrischeMikrobiologie, Marburg Scientists involved in writing the reportProf. Dr. Fraser A. Armstrong Department of Inorganic Chemistry, University Oxford, Great BritainDr. Vincent Artero Institute de Recherches en Technologies et Sciences pour the Vivant, Université Joseph Fourier, Grenoble, FrancePriv. Doz. Dr. NicolausDahmenInstitutfürKatalyseforschung und -Technologie, KarlsruherInstitutfürTechnologie (KIT)Prof. Dr. HolgerDauFachbereichPhysik, FreieUniversität BerlinProf. Dr. EckhardDinjusInstitutfürKatalyseforschung und -Technologie, KarlsruherInstitutfürTechnologie (KIT)Prof. Dr. Peter DürreInstitutfürMikrobiologie und Biotechnologie, Universität UlmProf. Dr. Bärbel Friedrich ML InstitutfürBiologie/Mikrobiologie, Humboldt-Universität BerlinProf. Dr. Helmut HaberlInstitutfürSozialeÖkologie (SEC), Alpen-AdriaUniversität Klagenfurt, Wien, Graz, ÖsterreichProf. Dr. Thomas Happe AG Photobiotechnologie, Ruhr-Universität BochumProf. Dr. Christian Körner ML InstitutfürBotanik, Universität Basel, SchweizProf. Dr. GerdKohlheppGeografischesInstitut, Eberhard-Karls-UniversitätTübingenProf. Dr. Katharina Kohse-Höinghaus ML FakultätfürChemie, Universität BielefeldDr. Philipp KurzInstitutfürAnorganischeChemie, Christian-Albrechts-Universität KielDr. Christian LaukIè ammesso solonstitutfürSozialeÖkologie (SEC), Alpen-AdriaUniversität Klagenfurt, Wien, Graz, ÖsterreichProf. Dr. Wolfgang Lubitz Max-Planck-InstitutfürchemischeEnergiekonversion, MülheimProf. Dr. Matthias RögnerLehrstuhlfürBiochemie der Pflanzen, Ruhr-Universität BochumPD. Dr. Thomas SennInstitutfürLebensmittelwissenschaft und Biotechnologie, UniversitätHohenheimProf. Dr. Victor Smetacek Alfred-Wegener-Institutfür Polar-und Meeresforschung, BremerhavenProf. Dr. Bernhard Schink ML LehrstühlfürmikrobielleÖkologie, Limnologie und allgemeineMikrobiologie, Universität Konstanz Scientists involved 47Dr. Ulrike Schmid-StaigerFraunhofer-InstitutfürGrenzflächen- und Verfahrenstechnik, StuttgartProf. Dr. Ernst-Detlef Schulze ML Max-Planck-InstitutfürBiogeochemie, JenaProf. Dr. Rudolf K. Thauer ML Max-Planck-InstitutfürterrestrischeMikrobiologie, MarburgProf. Dr. Peter Weiland Johann Heinrich von Thünen-Institut, BraunschweigDr. Karen Wilson Cardiff School of Chemistry, Cardiff University, Wales, Great BritainProf. D. Thomas BleyInstitutfürLebensmittel- und Bioverfahrenstechnik der TU DresdenProf. Dr. Christian Barth DeutschesInstitutfürErnährungsforschung, GolmProf. Dr. DetlevDrenckhahn ML InstitutfürAnatomie und Zellbiologie, Julius-Maximilians-UniversitätWürzburgProf. Dr. Ian Donnison Institute for Biological, Environmental and Rural Sciences, Aberystwyth University, Wales, Great BritainProf. Dr. OttmarEdenhofer und Kollegen Potsdam-InstitutfürKlimafolgenforschung, PotsdamProf. Dr. Maarten Koornneef Max-Planck-InstitutfürPflanzenzüchtung, Köln Dr. Adam Powell Centre for Sustainable Aquaculture Research, Swansea University, Wales, Great BritainDr. Robin Shields Centre for Sustainable Aquaculture Research, Swansea University, Wales, Great BritainProf. Dr. Mark Stitt ML Max-Planck-InstitutfürmolekularePflanzenphysiologie, GolmDr. Christian Anton NationaleAkademie der WissenschaftenLeopoldinaDr. Henning SteinickeNationaleAkademie der WissenschaftenLeopoldina External ReviewersProf. Dr. NikolausAmrhein ML Group for Plant Biochemistry und Physiology, EidgenössischeTechnischeHochschule (ETH) ZürichProf. Dr. Georg Fuchs ML InstitutfürBiologie II, Mikrobiologie, Albert-Ludwigs-Universität FreiburgProf. Dr. Wolfgang JungeAbteilungBiophysik, UniversitätOsnabrückProf. Dr. Bernt Krebs ML InstitutfürAnorganische und AnalytischeChemie, WestfälischeWilhelms-UniversitätMünsterProf. Dr. Hermann SahmInstitutfürBiotechnologie, ForschungszentrumJülichProf. Dr. Hans Joachim Schellnhuber ML Potsdam-InstitutfürKlimafolgenforschung, PotsdamProf. Dr. FerdiSchüth ML Max-Planck-InstitutfürKohlenforschung, MülheimProf. Dr. Stefan Tangermann Department fürAgrarökonomie und ruraleEntwicklung, Georg-August-UniversitätGöttingen, Akademie der WissenschaftenzuGöttingen

  26. Dobbiamo aumentare la produzione di energia rinnovabile per combattere i cambiamenti climatici. Ce lo impone l’EUROPA

  27. EUROPA: Pacchetto clima energia 20-20-20 obiettivi italiani vincolanti da raggiungere entro il 2020 e situazione al 2012 Situazione al 2012 Emissioni CO2 -7,3% Ridurre del 6,5% le emissioni di gas serra risp. al 1990 (Kyoto) risparmio energetico Ridurre il consumo di energia del 13% risp. al 2005 133 ktep 126 ktep 17% Portare al 17% i consumi di energia rinnovabile rispetto al consumo totale 15% Fonte dati 2012: GSE e Fondazione per lo Sviluppo Sostenibile

  28. L’Umbria deve compiere un grande sforzo nella produzione di energia rinnovabile Rinnovabili elettriche: La situazione in Umbria alla fine del 2012: Obiettivo 2020 Fonte: GSE, dato 2012: stima fornita dalla Regione dell’Umbria

  29. In Germania 6800 impianti a BIOGAS danno un contributo fondamentale alle energie rinnovabili GERMANIA 2011: % consumi energetici per tipo di fonte 1,4% biogas agricolo Fonte: Federal ministry for the Environment, nature Conservation and nuclear Safety - (Public Relations Division · 11055 Berlin -Germany)

  30. Le biomasse non contribuiscono all’effetto serra perché la CO2 emessa è la stessa sottratta durante la crescita delle piante Correcting a fundamentalerror in greenhouse gas accountingrelated to bioenergy Helmut Haberla et al., Energy Policy, Volume 45, June 2012 … «la combustione della biomassa per la fornitura di energia aumenta la quantità di carbonio nell'aria proprio come la combustione di carbone, petrolio o gas, se la raccolta della biomassa diminuisce la quantità di carbonio immagazzinato nelle piante e nei suoli, o riduce il sequestro futuro del carbonio».

  31. Le biomasse non contribuiscono all’effetto serra perché la CO2 emessa è la stessa sottratta durante la crescita delle piante VERO SOLO SE SI UTILIZZANO SCARTI: Se la produzione di biomasse sostituisce le produzioni alimentari in altre parti del globo aumenta la deforestazione • Chi lo dice? • Steve P. Hamburg et alt., Fixing a Critica Climate Accounting Error, SCIENCE, vol 326, 2009 • Timothy Searchinger et alt., Use of Croplands for BiofuelsIncreasesGreenhouseGasesThroughEmission from Land-Use Change, SCIENCE, vol 319, 2008 • Andy Shilton and BenoitGuieysse, Sustainablesunlight to biogas is via marginalorganics, Current Opinion in Biotechnology, 287, vol 21, 2010 • David Alan Walker, Biofuel, facts, fantasy, and feasibility, J. Appl. Phycol, 21, 509, 2009

  32. Come si valuta la qualità della produzione scientifica? l’ANVUR (Agenzia Nazionale Valutazione Ricerca Universitaria) legge n. 240/96 Il numero di articoli su riviste nazionali o internazionali censite su ISI o Scopus negli ultimi 10 anni; Il numero delle citazioni; L’ indice H Il Fattore di Impatto delle riviste Fattore di impatto delle riviste scientifiche internazionali Nature Science

  33. Le biomasse sono economicamente sostenibili Se fosse vero non ci sarebbe bisogno degli INCENTIVI economici: Senza la sicurezza degli incentivi nessuna banca finanzierebbe progetti di BIOGAS, BIOMASSE SOLIDE ecc Fonte: Rai- Report 2010

  34. Infine uno sguardo all’import/export cerealicolo e alla crescita della popolazione italiana L’Italia ha importato15,2 milioni di tonnellate tra cereali, semi oleosi e farine proteiche. La popolazione italiana aumenta costantemente Istat: popolazione residente in Italia Import / export: Il saldo valutario netto è circa -2 miliardi di euro Fonte:Anacer - Associazione nazionale cerealisti Gli incentivi alle rinnovabili rendono meno competitive le produzioni alimentari rispetto a quelle energetiche

  35. Biomasse: Siamo sicuri che vale la pena? Efficienza energetica 0,1% rispetto all’energia solare ricevuta (fotovoltaico 10-15%) Competizione con le produzioni alimentari Inquinamento delle falde (fertirrigazione con digestato) Lievitazione prezzi terreni agricoli e deprezzamento delle abitazioni limitrofe Emissioni inquinanti in aria Contributo incerto alla diminuzione dell’effetto serra Non si potrebbe puntare a forme rinnovabili più efficienti e meno impattanti?

  36. (scarti)

  37. Grazie per l’attenzione

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