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Le fonti di energia

by Adriana Carelli

Introduzione

L’economia mondiale si base sullo sfruttamento delle fonti di energia, in larga misura combustibili come il petrolio, il carbone e il gas naturale. 

Si potrà in futuro fare a meno di queste fonti e sostituirle con fonti rinnovabili, che sono inesauribili ed eco-compatibili?

Tutto questo è importante per implementare un modello di sviluppo sostenibile che permette di coniugare le esigenze di progresso economico e sociale con quelle di salvaguardia dell’ambiente e di conservazione delle risorse del pianeta.

Classificazioni delle fonti di energia: rinnovabili e non rinnovabili

In base alla loro disponibilità, le fonti primarie possono essere classificate come segue:

  • Rinnovabili (virtualmente inesauribili): energia solare, idraulica, eolica, biomasse, maree e moto ondoso, combustibili nucleari (fusione e fissione autofertilizzante)
  • Non rinnovabili (destinate all’esaurimento, in quanto sfruttate a un ritmo superiore a quello di rinnovamento naturale della risorsa): come il gas naturale, il carbone e il petrolio, combustibili nucleari (fissione convenzionale)

Problemi da affrontare

Quali sono le principali tecnologie cui dobbiamo fare affidamento?

Ad oggi l’80% del fabbisogno energetico mondiale è coperto da combustibili fossili, ma questo non potrà proseguire indefinitamente nel tempo, o comunque non ai livelli attuali di consumo.

Da una stima di deduce che queste riserve le abbiamo ancora a disposizione per circa 100 anni o poco più.

Immagine

Per il petrolio e il gas naturale è di poco superiore ai 50 anni. Dobbiamo quindi prevedere da qui a qualche decennio che questi combustibili scarseggeranno, più di quanto non accada attualmente, oltre a diventare più costosi.

combustibiliFossili

Distribuzione combustibili fossili

 

I combustibili fossili non sono distribuiti in modo uniforme, alcune sono concentrate in poche zone, come ad esempio per quanto riguarda il petrolio e il gas naturale la concentrazione maggiore è in medio oriente. 

Il problema dell’’uranio

La durata accertata per l’uranio è di poco superiore al secolo, se utilizzato con le modalità di adesso.  Da notare che l’energia proveniente da fonti nucleari causa anche problemi relativi alla sicurezza e allo smaltimento delle scorie radioattive.

Il problema ambientale

Il problema più urgente e più grave è quello ambientale. L’utilizzo dei combustibili fossili è il principale responsabile del global warming e del progressivo innalzamento della temperatura media dell’atmosfera. Quando bruciamo carbone, petrolio o gas naturale inevitabilmente produciamo anche anidride carbonica che viene immessa in atmosfera. L’anidride carbonica è un .

Se aumentiamo in modo innaturale la concentrazione di anidride carbonica e altri gas serra, riduciamo la capacità della Terra di raffreddarsi e di disperdere calore verso lo spazio esterno. Questo è quello che sta succedendo da un secolo a questa parte.

Gas Serra

Gas serra

 

La concentrazione di CO_{2} in atmosfera in un secolo è aumentata da 300 ppm (parti per milione) a 410 ppm. In modo corrispondente la temperatura media del pianeta è aumentata di circa 1 grado.

Conseguenze innalzamento della temperatura della Terra

Le peggiori conseguenze dell’innalzamento della temperatura del nostro pianeta sono:

  • Scioglimento dei ghiacci e innalzamento dei mari
  • Progressiva desertificazione
  • Riduzione delle riserve di acqua dolce
  • Aumento del numero e dell’intensità delle precipitazioni e di tutti gli eventi atmosferici estremi

Tutto questo sta creando già oggi danni economici ingenti. In assenza di interventi rapidi ed efficaci il problema dell’utilizzo dei combustibili fossili e delle emissioni di anidride carbonica e degli altri gas serra nell’atmosfera è destinato ad aggravarsi. Il fabbisogno energetico degli ultimi 40-50 anni è sempre cresciuto nel tempo. Infatti come possiamo vedere nel grafico sottostante, Nel 1971 servivano 6 mld di tonnellate di petrolio mentre adesso ne servono 12 mld e questo dato è in continuo aumento.

Fabbisogno Energetico

Fabbisogno Energetico

Dall’immagine sopra vediamo che il fabbisogno energetico è sempre aumentato nel corso degli anni.

Politiche internazionali per il

Da questi problemi scaturiscono le politiche internazionali in tema di clima ed energia.

In particolare gli obiettivi politici internazionali sono:

  • Contenimento dei gas serra
  • Contenimento del fabbisogno energetico con miglioramento dell’efficienza negli usi finali
  • Sviluppo delle fonti rinnovabili

Sotto la spinta di queste politiche stiamo già assistendo ad una vera rivoluzione nel mondo dell’energia, nota come transizione energetica.

La transizione energetica

Stiamo infatti passando da un modello centralizzato basato sui combustibili fossili  dove l’energie elettrica viene prodotta da poche e grandi centrali  e poi trasferita attraverso le linee di distribuzione ai clienti finali. Passiamo adesso ad un modello basato sul paradigma di una generazione distribuita, affidata a molti piccoli e medi impianti e in parte derivata da fonti rinnovabili e impiegati in prossimità dei consumatori finali e a volte anche presso i consumatori finali che diventano anche essi dei produttori di energia.

Questa transizione energetica non potrà essere immediata ma dovrà necessariamente essere graduale, anche per problemi di natura tecnica. Le attuali reti di trasporto e distribuzione dell’energia, sono state realizzate per gestire flussi di energia monodirezionali, ad esempio dalle centrali termoelettriche ai consumatori finali. Le reti del futuro dovranno essere completamente diverse e dovranno essere reti intelligenti, le cosiddette smart grid, che devono gestire in modo ottimizzato, flussi di energia provenienti da diversi impianti di piccole e medie dimensioni e molto spesso non programmabili, perché come quella solare o eolica non sono programmabili a priori perchéè dipende dalla disponibilità della fonte che è aleatoria e intermittente.

Smart grid

Reti intelligenti “smart grid”

Quindi queste reti del futuro avranno dei sitemi di accumulo, si per l’energia elettrica che per l’energia termica, che sono indispensabili per disaccoppiare la produzione con la richiesta di energia dal punto di vista temporale.

Problemi di natura economico-finanziaria

Alcune fonti rinnovabili hanno raggiunto la piena competitività con le fonti fossili, realizzare un impianto basato su fonti rinnovabili comporta però investimenti spesso anche molto ingenti. quindi lo sforzo finanziario connesso all’implementazione delle fonti rinnovabili e al miglioramento dell’efficienza energetica deve essere diluito nel tempo per renderlo maggiormente sostenibile

 

Immagini

  • By Ali Zifan – Own work; Used a blank map from here., CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=43475696
  • By A loose necktie – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=80356809
  • By Global_Carbon_Emission_by_Type_to_Y2004.png: Mak Thorpederivative work: Autopilot (talk) – http://cdiac.ornl.gov/ftp/ndp030/CSV-FILES/ and Global_Carbon_Emission_by_Type_to_Y2004.pngOriginal Data citation: "Marland, G., T.A. Boden, and R. J. Andres. 2007. Global, Regional, and National CO2 Emissions. In Trends: A Compendium of Data on Global Change. Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory, United States Department of Energy, Oak Ridge, Tenn., U.S.A."., CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10868614
  • By Bartz/Stockmar, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=69505750

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