Cambiamenti climatici e nuovi paradigmi energetici

Università MediterraneaReggio Calabria

Prof.ssa Matilde Pietrafesa

Dipartimento DIIES dell’Informazione, delle Infrastrutture e dell’Energia Sostenibile

02/03/2016 1

Cantico delle Creature

Laudato sì, mi Signore, per sora nostra matre Terra, la quale ne sustenta et governa, et produce diversi fructi con coloriti fiori et herba… (S. Francesco d’Assisi)

Ma…

Siamo cresciuti pensando che eravamo proprietari della Terra e suoi dominatori, autorizzati a saccheggiarla

Adesso, di fronte al deterioramento globale dell’ambiente, voglio rivolgermi ad ogni persona che abita questo pianeta…(Papa Francesco)

Paolo VIAttraverso uno sfruttamento sconsiderato della natura l’uomo rischia di distruggerla e di essere a sua volta vittima di siffatta degradazione…i progressi scientifici più straordinari, le prodezze tecniche più strabilianti, la crescita economica più prodigiosa, se non sono congiunte ad un autentico progresso sociale e morale, si rivolgono, in definitiva, contro l’uomo

Laudato sìStentiamo a riconoscere che il funzionamento degli ecosistemi naturali è esemplare…al contrario il sistema industriale, alla fine del ciclo di produzione e di consumo, non ha sviluppato la capacità di assorbire e riutilizzare rifiuti e scorie

…Non si è ancora riusciti ad adottare un modello circolare di produzione che assicuri risorse per tutti e per le generazioni future, e che richiede di limitare al massimo l’uso delle risorse non rinnovabili, moderare il consumo, massimizzare l’efficienza dello sfruttamento, riutilizzare e riciclare

Laudato sì

Ora l’umanità è chiamata a prendere coscienza della necessità di cambiamenti di stili di vita, di produzione e di consumo per combattere questo riscaldamento o, almeno, le cause umane che lo producono

Riscaldamento globale e cambiamenti climatici

Intergovernmental Panel on Climate Change (2013)

Il gruppo intergovernativo che si occupa dello studiodel cambiamento climatico, IPCC, nel suo ultimorapporto sul clima (settembre 2013) ha affermatoche il riscaldamento globale è causatoprincipalmente dall’attività dell’uomo, ritenendoestremamente probabile che più della metàdell’aumento della temperatura superficialeosservato dal 1951 al 2010 sia stato provocatodall’effetto antropogenico sul clima (emissioni digas-serra, aerosol e cambi di uso del suolo)

Energia e ambiente Sistema energetico attuale

Il sistema energetico attuale, basatoper l’80% sull’utilizzo di combustibilifossili, è la causa principale deicambiamenti climatici degli ultimidecenni

Il riscaldamento del pianeta è inpratica il conto che ci sta presentando

Fabbisogni energetici attuali

Riscaldamento/raffrescamento

Mobilità

Illuminazione

Uso di apparecchiature elettriche

Produzione di acqua calda

Cottura cibi

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Mte

p/an

noConsumi energetici mondiali

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Tonnellata equivalente di petrolio

È un'unità di misura più maneggevole per grandi valori di energia:

l'energia liberata dalla combustione di una tonnellata di petrolio (tep)

è più intuitiva di 42 miliardi di joule

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Domanda di energia primaria 2035

Consumi negli usi finali dell’energia

40,2

30,0

41,5

42,5

39,7

46,4

3,2

3,3

7,5

7,2

2,7

3

0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 140,0 160,0

2000

2012

Mtep

Industria

Trasporti

Civile

Agricoltura

Usi non energetici

Bunkeraggi

1 barile = circa 160 l = circa 250 €/mese

Consumo mensile di petrolioItalia

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5 l = ca.8 €/giorno

Consumo giornaliero di petrolioItalia

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EnergiaL’energia primaria viene attinta direttamente dall’ambiente e non è immediatamente disponibile, ma prima di poter essere utilizzata deve essere trasformata in altre forme di energia (soprattutto energia elettrica), dette secondarie.

02/03/2016 16

02/03/2016

Energia secondaria: energia elettricaPerché la usiamo?

• E’ versatile

• E’ disponibile con facilità

• E’ trasportabile

• E’ distribuibile tramite servizi di rete

• E’ immagazzinabile (pile, batterie)

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RISORSE ENERGETICHEPrimarie

RINNOVABILINON RINNOVABILI

energia solare

energia eolica

energia geotermica

energia dalle maree e dalle correnti

energia idroelettrica

energia dalle biomasse

Combustibili fossili:

petrolio

gas naturale

carbone

EsauribilitàCosto

Inquinamento

Disponibilità illimitataGratuità

Assenza di inquinamento

CARATTERISTICHE

Combustibili fissili:

uranio

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Fonti energetiche

Convenzionali: si usano da molto tempo, godono di largo utilizzo ed hanno un assetto ben consolidato nel mercato energetico

Non convenzionali: di uso più recente, godono di utilizzo crescente ed hanno un assetto in via di consolidamento nel mercato energetico

I combustibili fossili

Oltre l’80% dell'energia oggi utilizzata

è ottenuta da combustibili fossili

(petrolio, gas naturale, carbone).

Lo sfruttamento intensivo di

tali risorse ha fatto sì che esse non possano

essere ripristinate nell’ambiente secondo un

ciclo biologico continuo, rompendo gli

equilibri della biosfera

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Combustibili fossili

Negli ultimi 200 anni abbiamo soddisfatto i nostri fabbisogni energetici bruciando carbone, petrolio e gas (metano).Quasi tutte le attività della nostra economia sono dipendenti dai combustibili fossili: riscaldamento, trasporti, energia elettrica, illuminazione quasi totalmente, ma non solo.

Derivati del petrolio

Gli alimenti di cui ci nutriamo sono prodotti con concimi e pesticidi derivati dal petrolio, come quasi tutti i i materiali da costruzione e la stragrande maggioranza dei farmaci.Anche gli abiti che indossiamo sono in gran parte realizzati con fibre petrolchimiche.Abbiamo costruito un’intera civiltà sulla riesumazione di questi depositi fossili.

Sistema energetico attuale

Il sistema energetico attuale è quindibasato prevalentemente sull’utilizzo dicombustibili fossiliEssi, oltre ad essere destinati adesaurirsi in tempi brevi, sono la causaprincipale dei cambiamenti climaticiriscontrati negli ultimi decenni.Il riscaldamento del pianeta è in pratica ilconto che ci sta presentando

Durata fonti fossili

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Stime più realistiche:

Petrolio: 200 anni Gas Naturale: 400 anniCarbone: 2000 anni

Il loro sfruttamento intensivo ha rotto gli equilibri della biosfera, non potendo essere ripristinate secondo un ciclo biologico continuo

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Ciclo di produzione del petrolio Curva di Hubbert

Disponibilità mondiale di energia primaria

Consumo = 15 TWIrradiazione = 86000 TW

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Disponibilità mondiale di energia primaria

Consumo = 0,13 miliardi di GWh/anno (9 miliardi di tep/anno)

Irradiazione = 233 miliardi di GWh/anno (20000 miliardi di tep/anno, 2000 volte superiore al fabbisogno attuale).

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Aumento della CO2

Combustione dei combustibili fossili:

Es. metano (CH4)

La loro combustione ha prodotto il rilascio di ingenti quantità di anidride carbonica in atmosfera, causando un incremento dell’effetto serra

4 2 2 2CH 2O CO 2 H O energia

Scala dell’inquinamento

Globale– Effetto serra– Buco nello strato di ozono

Regionale- Piogge acide

Locale– Smog nelle aree urbane– Inquinamento da mezzi di trasporto

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Incremento delle concentrazioni di CO2

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Incremento della CO2

Negli ultimi 650.000 anni i livelli di CO2

non avevano mai superato i 300 ppm.

Prima degli anni ‘60 la concentrazione era di 316 ppm, mentre attualmente è di circa 400 ppm, mai raggiunta da 23.000.000 di anni.

Incremento della CO2

450 ppm è il valore che si considera correlato ad un aumento di temperatura non superiore a 2°

In assenza di provvedimenti entro fine secolo potrebbero superarsi i 550 ppm, innalzando la temperatura di 6°C

Aumento della temperatura

Dagli anni ‘50 a oggi i cambiamenti osservati sono senza precedenti: gli ultimi 30 anni sono stati i più caldi degli ultimi 1400 anni e per contrastare questa tendenza bisognerebbe azzerare le emissioni prima del 2100

Aumenti della temperatura superiori a 2°C potrebbero portare ad un ciclo di estinzioni di massa delle specie animali e vegetali, che potrebbe avviarsi entro la fine del secolo.

Aumento della temperatura

Nel corso della storia la Terra ha conosciuto 5 ondate di estinzioni biologiche negli ultimi 450 milioni di anni e tutte le volte sono stati necessari 10 milioni di anni per recuperare la perdita di biodiversità.

i tirannosauri dicevano che il cambiamento climatico era una bufala

Effetti del riscaldamento:estinzione delle specie

Gli scienziati temono dapprima la perdita di specie arboree in ecosistemi sotto stress: infatti gli esseri umani possono emigrare rapidamente, ma le piante no.

Un’improvvisa perdita di foreste, che rappresenta l’habitat di gran parte delle specie animali, sarebbe poi una catastrofe per queste specie.

Aumento delle precipitazioniMa l’effetto più devastante si avrebbe sul ciclo dell’acqua, con aumento dell’intensità delle precipitazioni, inondazioni diffuse e periodi di siccità prolungata.

Alluvioni

Desertificazione

Effetti dei cambiamenti climatici

Effetti dei cambiamenti climatici

Scioglimento dei ghiacciai

Innalzamento del livello delle acque

Scioglimento dei ghiacciai

La neve delle grandi calotte montuose si sta sciogliendo e ci si aspetta che alcuni ghiacciai perdano fino al 60% della propria massa entro il 2050.

Gli scienziati prevedono anche un innalzamento del livello medio del mare, con perdita di territori costieri: piccoli arcipelaghi come le Maldive potrebbero essere completamente sommersi.

Diminuzione della superficie dei ghiacciai

Le zone articheParticolare preoccupazione c’è per le zone artiche: entro il 2050 si prevede una diminuzione della copertura del 75%.

Un esempio di conseguenze irreversibili riguarda lo scioglimento della calotta glaciale dell’antartideoccidentale: il conseguente innalzamento del mare sarebbe di 3-4 m.

La SiberiaSe si sciogliesse il permafrost che ricopre la Siberia fin dai tempi dell’ultima glaciazione (prima di allora una lussureggiante prateria), che ha intrappolato CO2 e metano sotto il terreno, non c’è nulla che l’uomo possa fare per impedire la catastrofica estinzione di massa della vita sul pianeta.

Effetti di feedbackCiò che allarma di più i climatologi è la difficoltà di previsione degli effetti di feedback, che potrebbero far schizzare la temperatura a picchi assai più alti.

Ad es.: il ghiaccio della calotta polare, sciogliendosi, impedirebbe al calore di disperdersi, la minore copertura nevosa perderebbe di capacità di riflessione delle radiazioni solari e, a sua volta, riscalderebbe ulteriormente la Terra, facendo sciogliere più velocemente le calotte glaciali, in un sistema di feedback in continua accelerazione.

Previsioni catastrofiche

Continuando su questa strada la temperatura si innalzerebbe di 3°C entro la fine del secolo: per quanto non sembrino molti, tale aumento riporterebbe alle condizioni climatiche prevalenti della Terra 3 milioni di anni fa, nel Pleistocene.

Il percorso verso la decarbonizzazione

Il messaggio che ci manda il Pianeta è quindi che l’uomo non può disporre incondizionatamente ed arbitrariamente dell’ambiente, assoggettandolo senza riserve alla sua volontà

Per far fronte a questa emergenza è necessario proporre piani d’azione sostenibili, con lo scopo di ridurre le emissioni di gas serra (GHG)

Il percorso verso la decarbonizzazione

La scienza ha parlato. Non ci sono ambiguità nel suo messaggio. Ora i leader devono agire. Il tempo non è dalla nostra parte (Ban Ki-moon, Segretario generale ONU).

Il Percorso dei Governi

Prima della COP 21 del 2015 l'unico tentativo di raggiungere un accordo vincolante - conferenza di Copenaghen, 2009 – era fallito miseramente.

Per diverse ragioni Stati Uniti e Cina non vollero firmare, lasciando la politica europea isolata;

anche i Paesi di nuova industrializzazione opposero resistenze, per nulla intenzionati a mutare direzione di marcia

Ragioni dell’insuccesso

Gli sforzi europei furono quindi resi irrilevanti soprattutto perché in Cina ed in India le emissioni continuarono a crescere, così come l’uso del carbone per la produzione di energia elettrica.

Dopo Copenaghen, pertanto, le emissioni di gas serra e le loro concentrazioni globali in atmosfera continuarono ad aumentare allo stesso ritmo

Contenere l’aumento della temperatura entro i 2°C

Tuttavia alla conferenza, anche senza riuscire a raggiungere un accordo, fu fissato almeno un obiettivo:evitare a tutti i costi che la temperatura media aumenti di 2°C rispetto ai livelli precedenti all'età industriale, che gli scienziati indicano come punto di non ritorno.Per raggiungere questo traguardo, sostiene oggi l’IPCC, le emissioni di gas serra dovrebbero essere ridotte tra l’80 e il 95% entro il 2050.

Ruolo leader dell’Europa

Ma l’Europa aveva già sviluppato una leadership a livello globale sulla sostenibilità ambientale e la lotta ai cambiamenti climatici

Obiettivi unilaterali dell’Europa

I noti obiettivi 20-20-20, fissati nel 2009 dal pacchetto Clima-Energia per il 2020, costituiscono infatti impegni unilaterali, anche se parziali, di un processo di decarbonizzazione a lungo termine, per limitare l’aumento di temperatura entro i 2°C entro il 2050.

Pacchetto clima-energia 20-20-20

Entro il 2020 :

• riduzione delle emissioni di gas serra del 20%;• aumento dell’efficienza energetica del 20%;• 20% della produzione di energia da fonti rinnovabili;• 10% di biocarburanti sui consumi totali di benzina e gasolio

e ancora:

• realizzazione dell’edificio a energia quasi zero(autosufficienza energetica) o a bilancio energetico nullo

Attuazione Pacchetto Clima-EnergiaStrumenti legislativi europei per perseguire gli obiettivi 2020:

1. Direttiva Fonti Energetiche Rinnovabili (Direttiva 2009/28/EC)2. Direttiva Emission Trading (Direttiva 2009/29/EC)

3. Direttiva sulla qualità dei carburanti (Direttiva 2009/30/EC)

4. Direttiva Carbon Capture and Storage (Direttiva 2009/31/EC)

5. Decisione Effort Sharing (Decisione 2009/406/EC)

6. Regolamento CO2 Auto (Regolamento 333/2014 del Parlamento e del Consiglio) e Regolamento Van(Regolamento 253/2014 del Parlamento e del Consiglio)

7. Direttiva Efficienza energetica (Direttiva 27/2012/UE)

DIRETTIVA 2010/31/UE

Edificio ad energia quasi zero (Nearly Zero Energy Building)edificio ad altissima prestazione energetica, il cui fabbisogno energetico molto basso o quasi nullo dovrebbe essere coperto in misura molto significativa da energia prodotta da fonti rinnovabili

a) entro il 2020 tutti gli edifici di nuova costruzioneb) entro il 2018 gli edifici di nuova costruzione occupati o di

proprietà di Enti pubblici

Edificio ad energia netta zero (Net Zero Energy Building)Edificio il cui consumo globale di energia primaria è uguale o minore dell’energia prodotta in situ da fonti rinnovabili

Percorso verso il net zero energy building

Una volta apportati tutti i possibili interventi atti ad accrescere l’efficienza energetica, riducendo quindi i consumi di energia (delivered energy), si può raggiungere la retta del bilancio nullo solo producendo energia da fonti rinnovabili (energy supply)

Parziale successo del pacchetto 20-20-20

L’iniziativa, per essere efficace, richiedeva un prezzo più alto della CO2, per rendere più costosi i combustibili fossili e competitive le rinnovabili, dopo un periodo di incentivazione iniziale. Il prezzo invece arrivò ad appena 6 €/t, mentre avrebbe dovuto essere di almeno 40 €/t

Inoltre il carbone continua ad essere il più economico, essendosi abbassato il prezzo per l’aumento delle esportazioni USA, dove la produzione energetica è stata rivoluzionata dallo shale gas, che ha sostituito il carbone.

Situazione attuale e sviluppi futuri

Dipendenza energetica dell’Europa

Oggi l’Europa importa oltre il 50% del suo fabbisogno di energia primaria, oltre il 65% di gas ed oltre l’86% di petrolio

Verso il mercato unico dell’energia in UE

Non esiste attualmente una politica energetica UE comune. Tuttavia l’UE è un’area altamente interconnessa, dotata di un vasto e diversificato portafoglio di impianti di generazione.

Regole comuni permetterebbero di sfruttare efficientemente le diverse tecnologie del mix di generazione, anche rinnovabili, e le rotte di fornitura, consentendo benefici in termini di costi e di impatti.

Nuovi obiettivi al 2030A ottobre 2014 i leader europei hanno varato un pacchetto di nuovi obiettivi per il 2030.

Rispetto ai livelli del 1990:

a) riduzione del 40% delle emissioni di gas serra

b) aumento al 27% della produzione da energie rinnovabili

c) aumento del 27% dell’efficienza energetica.

L’obiettivo del 40% non è però, a detta di alcuni scienziati, sufficiente a mettere l’Europa in carreggiata per il traguardo di decarbonizzazione

Decarbonizzazione al 2050

L’Europa ha inoltre deciso di intraprendere il percorso di decarbonizzazione della propria economia entro il 2050, che prevede la riduzione dell’80-95% di CO2, la quota necessaria per restare sotto i 2°C di aumento di temperatura.

Un obiettivo possibile che non può prescindere da una quasi totale decarbonizzazione dei processi di generazione elettrica.

Energy Roadmap 2050 Nel dicembre 2011 è stata pubblicata l’Energy Roadmap 2050che conferma l’ambizione di decarbonizzare all’80-95% l’economia europea entro il 2050 rispetto ai livelli del 1990

Il cambio di rotta

Grazie al ruolo trainante dell’Europa, dopo anni di disastri climatici che hanno portato ondate di siccità e aumentato la pericolosità degli uragani, il consenso attorno alle proposte di sicurezza climatica è cresciuto e le possibilità offerte dalla green economy cominciano ad essere colte.

Le emissioni si sono fermate

Nel 2014 per la prima volta l'economia globale è cresciuta mentre le emissioni di CO2 non sono aumentate (IEA), segnalando una svolta epocale. Benessere economico e inquinamento smettono di viaggiare in tandem: si può produrre più ricchezza con meno costi ambientali.

Negli ultimi 40 anni le emissioni di gas serra si erano fermate già 3 volte, ma sempre in presenza di crisi economica: per la prima volta si è registrato il disaccoppiamento con la crescita.

COP 21 Conferenza delle Parti

Alla conferenza Onu sui Cambiamenti Climatici tenutasi a dicembre a Parigi (COP21) si è giunti in qualche modo ad un accordo internazionale, con impegni globali di riduzione delle emissioni, definito dal Presidente un accordo differenziato, giusto, durevole, dinamico e giuridicamente vincolante

I termini dell’accordo

Il patto globale sul clima è un protocollo, come Kyoto, non vincolante a livello internazionale, basandosi su impegni volontari forniti dai 196 Paesi membri dell’UNFCCC

185 Paesi hanno presentato le loro IntendedNationally Determined Contribution (Indc, le azioni che intendono intraprendere) che coprono oltre il 90% delle emissioni (l’accordo di Kyoto ne copriva appena il 12%)

La top 10 dei Paesi Inquinanti

Cina 24%USA 12%UE 9%Brasile, India 6%Russia 5%Giappone 3%Canada 2%Indonesia, Rep. Dem. Congo 1,5%

Consumi energetici dei Paesi emergenti

Firma dell’accordo

La cerimonia ufficiale di firma sarà il 22 aprile 2016 a New York e l’entrata in vigore del trattato, non prima del 2020, avverrà a 30 giorni dalla ratifica

In qualsiasi momento, nell’arco dei tre anni successivi all’entrata in vigore, tuttavia, un Paese potrà ritirarsi dall’accordo.

Entrata in vigore

Le regole di entrata in vigore sono le stesse del precedente Protocollo di Kyoto: richiedono che debba essere ratificato da non meno di 55 Paesi, i quali devono complessivamente rappresentare non meno del 55% delle emissioni globali di origine antropica. Nel caso di Kyoto, questo sistema ha fatto perdere 8 anni

Revisione degli impegni

Gli impegni per la riduzione delle emissioni saranno soggetti a revisione ogni 5 anni a partire dal 2023, nell’ottica di aumentarne progressivamente l’efficacia.

al di sotto dei 2 °C

Tuttavia l’accordo ha mostrato intenzioni più ambiziose dell’obiettivo iniziale, che mirava a limitare il riscaldamento sotto i 2°C.

La COP 21 ha fissato infatti un obiettivo a lungo termine che impone di mantenere il riscaldamento globale ben al di sotto dei 2 °C e sollecita sforzi per centrare l’obiettivo di 1,5 °C.

Riduzione delle emissioni

Secondo le conclusioni dell’IPCC, per limitare il riscaldamento a 2°C bisogna tagliare le emissioni entro il 2050 del 40-70% rispetto al 2010.

Per raggiungere il target di 1,5°C il taglio deve essere più sostanziale, tra il 70 e il 95% entro il 2050.

Questi numeri però non figurano nel testo

Decarbonizzazione o Bilancio delle emissioni?

Anche il concetto di decarbonizzazioneè stato sostituito dal più generale obiettivo di bilancio tra emissioni antropogeniche e rimozione da parte dei cosiddetti sink biosferici (come oceani e foreste)

Ma con decarbonizzazione si intende il totale abbandono di carburanti fossilimentre il bilancio implica la possibilità di poter continuare a usarli

Riduzione o riequilibrio delle emissioni ?

Le parti sono riuscite quindi a fissarsi come obiettivo non la riduzione delle emissioni, bensì semplicemente un equilibrio attraverso depositi di carbonio (le piante in crescita, il plancton degli oceani).

Questo modestissimo obiettivo è fissato per la seconda metà del XXI secolo.

Responsabilità differenziata

Una volta entrato in forza, il patto si baserà sul principio della responsabilità comune, ma differenziata: ai Paesi in via di sviluppo (in particolare India e Cina) sarà concesso di procedere con maggiore calma, a causa della loro più recente industrializzazione.

La differentiation

Il testo riconosce inoltre la diversa responsabilità storica, differentiation, tra Paesi sviluppati e Paesi in via di sviluppo, in virtù della quale i primi devono fornire le risorse finanziarie per aiutare i secondi a decarbonizzare, diffondere tecnologie verdi, ecc. Tuttavia non vengono precisate le fonti di tale sovvenzione.

Il concetto era già stato formulato nella Convenzione quadro della Conferenza di Rio del 1992 e non aveva avuto effetti significativi.

Cosa diceva la Laudato sì

I Paesi che hanno tratto beneficio da un alto livello di industrializzazione, a costo di enormi emissioni di gas serra, dovrebbero avere un maggiore onere di contribuzione alla soluzione dei problemi che hanno causato

Imporre ai Paesi più bisognosi di sviluppo, con minori risorse, pesanti impegni sulle riduzioni, simili a quelli dei Paesi più industrializzati, li penalizzerebbe, aggiungendo una nuova ingiustizia nella cura dell’ambiente

Loss and damage

Il tema più delicato è stato quello dei risarcimenti climatici per le perdite ed i danni (loss and damage) irreparabili subiti dai Paesi più vulnerabili a causa del cambiamento climatico innescato dalle economie avanzate.

UE e USA hanno manifestato forte opposizione a qualsiasi sistema coercitivo che li esponga a richieste di indennizzo da parte dei Paesi poveri.

Meccanismo di Varsavia

Il risultato è l’assenza nell’accordo di una clausola vincolante.Viene confermato il meccanismo internazionale istituito alla COP di Varsaviaper la compensazione delle perdite e dei danni subiti a causa del riscaldamento globale (loss and damage) da parte dei paesi meno sviluppati e piú vulnerabili agli estremi climatici, con aiuti da parte dei paesi industrializzati, che esclude però la possibilità di individuare responsabilità civili o di stabilire risarcimenti specifici.

I punti deboli

Manca una tempistica obbligatoria ed una data di stop definitivo alle emissioni;

non sono previste sanzioni;

i controlli verranno effettuati con autocertificazioni, tramite misurazioni effettuate dagli stessi Stati, che potrebbero non essere trasparenti

E quindi…

Si potranno estrarre combustibili fossili a a piacimento per molti anni ancora: il Protocollo non fissa alcun termine per lo sfruttamento di carbone, gas e petrolio

Infine, pur ribadendo l’importanza delle foreste come serbatoi di carbonio e la necessità di ridurre il disboscamento, nessun obiettivo vincolante per deforestazione zero è contenuto nel testo

Fallimento o successo?

Un testo molto più debole di quanto sperato e soprattutto di quanto necessario

Allo stesso tempo, però, un accordo storico, se non altro per il riconoscimento del rischio del riscaldamento globale e della necessità di una risposta collettiva, oltre che per la straordinaria, universale partecipazione: 196 Paesi presenti, 150 capi di stato, mai accaduto prima nella storia delle Nazioni Unite.

Cosa potrebbe succedere

Dopo il Protocollo di Kyoto le emissioni sono aumentate del 40% mentre avrebbero dovuto essere ridotte del 5,2%: cosa succederà dopo l’accordo di Parigi?

Per contenere la temperatura entro i 2°C bisognerà contenere a 40 miliardi di tonnellate le emissioni entro il 2030.Oggi ne produciamo 35,7 miliardi e mantenendo lo stesso trend nel 2030 si arriverà a 55 miliardi.

Le previsioni di riscaldamento nel 2100

Con l’accordo di Parigi: +2,7°C

Con le politiche attuali: +3,6°C

Senza alcun intervento: +4,5°C

Nuovo paradigma energetico

Per conseguire risultati efficaci va realizzata una riforma radicale, che rovesci l’attuale modello di gestione dell’energia, centralizzato e gerarchico,trasformandolo in uno distribuito e collaborativo, in nome di una democratizzazione e federalizzazione delle risorse

D’altra parte, l’infrastruttura industriale è obsoleta e bisognosa di manutenzione.

Quella che attualmente si staverificando è la riprogettazioneenergetica del ruolo delle città, unariforma radicale, tanto da essereindicata come Terza RivoluzioneIndustriale (Rifkin, 2010).

La Terza Rivoluzione Industriale

Poggia su 5 assunti di base:

il definitivo passaggio all’energia rinnovabile

la microgenerazioneuna rete intelligente di

distribuzione bidirezionale (Smart Grid)

lo sviluppo dell’idrogeno come vettore energetico per l’accumulo di energia

la mobilità elettrica (non alimentata da combustibili fossili).

La Terza Rivoluzione Industriale: i 5 pilastri

Microgenerazione

Spostamento della produzione verso piccoli e piccolissimi impianti (nZEB, nearly Zero Energy Building, a consumo quasi nullo) o ancora, trasformazione degli edifici in centrali produttive (Plus Energy Building, ogni edificio produrrà energia per il proprio fabbisogno e renderà disponibile l’eventuale surplus)

Smart grid

L’obiettivo è creare un web dell’energia, organizzando in rete la produzione, la distribuzione e il consumo di elettricità e calore, grazie allo sviluppo di una enorme e capillare rete, una sorta di Energy Internet, per approvvigionare e distribuire energia, anche per la mobilità elettrica.

Siamo prossimi ad una nuova, affascinante convergenza tra comunicazione ed energia, fondendo la tecnologia di Internet e le energie rinnovabili, per creare una nuova e potente infrastruttura.

Smart Grid

Idrogeno

02/03/2016 93

Idrogeno

L’idrogeno è un vettore energetico che presenta i seguenti vantaggi:

• brucia dando come unico prodotto di reazione acqua;

• può essere distribuito in rete;• può essere impiegato in applicazioni diverse:

produzione di energia elettrica, autotrazione, generazione di calore.

La sua introduzione richiede tuttavia che siano messe a punto le tecnologie necessarie per agevolare la produzione, il trasporto, l’accumulo e l’utilizzo.02/03/2016 94

Uso combinato con fonti rinnovabili

Una delle critiche mosse all’energia solare ed all’energia eolica è che, non essendoci sempre sole o vento, e non essendo comunque costanti, l’energia disponibile è variabile e non sempre corrispondente al bisogno.

L'uso di elettrolizzatori, di unità di stoccaggio dell'idrogeno e di pile a combustibile permette di conservare l'energia in eccesso per i momenti in cui la fonte di energia non è disponibile (notte, inverno, vento debole o troppo forte).

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Sicurezza dell’idrogenoRispetto agli altri vettori energetici, l’idrogeno si diffonde e disperde più velocemente perché è molto più leggero dell’aria.

Nel caso di una perdita, è meno soggetto al pericolo d’incendio rispetto alla benzina o al gas naturale perché si diffonde velocemente diluendosi

Se viene raggiunta una concentrazione sufficiente, tende a bruciare con una fiamma piuttosto che esplodere e quando prende fuoco la fiamma ha un basso livello di calore radiante e quindi non surriscalda le zone vicine.

Combustione dell’idrogeno, del gpl e della benzinaConfronto tra l’esplosione di una bombola di idrogeno ed una di gpl: nel primo caso si ha una forte emissione di energia sonora (che è il principale meccanismo che dissipa l’energia associata all’esplosione) e fiamme, che si propagano rapidamente verso l’alto per via della leggerezza dell’idrogeno; nel secondo caso si ha un’emissione sonora contenuta rispetto a quella dell’idrogeno, ma con la propagazione delle fiamme verso il basso, in quanto il gpl è più pesante dell’aria, il che costituisce un grande pericolo per la sicurezza.

Confronto fra l’esplosione di una bombola di idrogeno e di un serbatoio di benzina

Sviluppi futuri

• Si prevede un incremento consistente della richiesta; lo sviluppo del mercato viene considerato rapido dagli economisti

• si prevede un grande utilizzo sia per la produzione di energia elettrica, sia nel campo veicolare: quasi tutte le case automobilistiche sono pronte con versioni ad idrogeno di loro modelli.

• il suo impiego si considera inoltre adatto anche per: velivoli, imbarcazioni, PC portatili, telefonini.

• i fattori critici per lo sviluppo del mercato sono: produzione, trasporto, stoccaggio.

Smart city

Smart city

Ci si sta muovendo verso le città intelligenti, o smart cities, sistemi organici in cui infrastrutture, servizi e tecnologia si coordinano per creare un centro abitato a misura d’uomo, coniugando in un unico modello urbano l’efficienza energetica, la sostenibilità economica e la tutela dell’ambiente.

Burden sharingPatto dei sindaci

Il Burden sharing è la ripartizione degli oneri per raggiungere gli obiettivi EU di riduzione delleemissioni di CO2Il Patto dei Sindaci è il principale accordo europeo che vede coinvolte autorità locali e regionali per il raggiungimento degli obiettivi, pianificando misure di incremento dell’efficienza energetica e di diffusione delle fonti rinnovabili nei loro territori. I firmatari sono ad oggi circa 6000Le Amministrazioni comunali dovranno assumereun ruolo di guida ed esempio nell’implementazionedelle politiche pianificate

Nuovo paradigma economico e sociale

La transizione verso un’economia a bassa intensità di carbonio non porterà soltanto ad una totale trasformazione in campo energetico, ma definirà un paradigma economico e sociale completamente nuovo

I regimi energetici determinano infatti la forma e la natura delle civiltà, la loro organizzazione, il potere politico e le relazioni sociali.

I due regimi energetici

I combustibili fossili sono energie d’elitepoiché si trovano solo in determinati luoghi;

è necessaria una concentrazione di capitale per trasferirli dal sottosuolo all’utente;

proteggere l’accesso ai loro giacimenti richiede investimenti militari;

assicurarsene la disponibilità una continua gestione geopolitica.

Modello centralizzato

La centralizzazione dell’infrastruttura energetica a sua volta stabilisce lo standard di riferimento per il resto dell’economia, incoraggiando l’adozione di modelli operativi analoghi in tutti i settori

Modello distribuito

Nel nuovo modello di gestione dell’energia, invece, la tradizionale organizzazione gerarchica del potere economico e politico cederà il passo al potere laterale e la democratizzazione dell’energia porterà con sé una radicale riorganizzazione delle relazioni umane.

Terza Rivoluzione Industriale Green Economy

La Terza Rivoluzione industriale e la Green Economy non sono panacee per tutti i mali della società, ma un piano economico pragmatico e senza orpelli che potrebbe farci accedere ad un’era post-carbonio. Se esiste un piano B, non se ne è sentito parlare…

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