Consumo Mondiale di energia primaria 75%Torta energetica 25%Torta energetica 80% abitanti 20%...

Consumo Mondiale di energia primaria

75%Torta energetica

25%Torta energetica

80% abitanti

20% abitanti

I consumi energetici sono passati dai 500 milioni di TEP (tonnellate equivalenti di petrolio) del 1860 a 9.7 miliardi di TEP del 2000 con un incremento medio del 2,3 percento all’anno.


Fonte: N. Nakicenovic, Hasa

100

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1860 1900 1950 1990

Mtep/anno



Gli Stati Uniti, che da soli consumano circa un terzo di tutta l’energia mondiale, hanno avuto un tasso di crescita del 3,5 per cento annuo.



La dinamica delle sostituzioni delle fonti è avvenuta con dinamica quasi secolare. Si dice che una fonte ne sostituisce un’altra quando arriva a coprire più del 50 per cento del fabbisogno energetico



100

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1860 1900 1950 1990

MTep/anno



legno

Energia totale

Nucleare

Carbone

Petrolio

CH4

Il punto di svolta si realizza quando tutto il sistema energetico( dalla produzione alla distribuzione, agli utilizzatori finali) si riorganizza per accogliere e promuovere il cambiamento in corso



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1860 1900 1950 1990

Evoluzione del rendimento nella produzione di energia elettrica (Usa)

Fonte: Hirsch - Light and Power

Alcune ricerche suggeriscono che la produzione globale del greggio – la linfa vitale dell’economia globale – potrebbe raggiungere il picco prima del 2010 e, comunque, non oltre il 2020.

Il picco nella produzione mondiale di greggio

Fonte: Science and Scientific American + altriVedi note de “Economia all’idrogeno di J. Rifkin”

Andamento del prezzo del petrolio (valori medi annui al barile)

Fonte: U. Colombo, Energia

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1861 '70 '80 '90 1900 '10 '20 '30 '40 '50 '60 '70 '80 '90 2000

Dollari

Le crisi del 1973 e del 1978 hanno fatto crescere il prezzo del petrolio: dai 2.5 $ a barile si passò a 12,5 $ per raggiungere, con alterne vicende, i 35 $ al barile all’inizio degli anni ottanta

Il prezzo del petrolio

I geologi concordano nell’affermare che dalle viscere della terra siano stati estratti finora 875 miliardi di barili di petrolio (Gbo, Giga barrels of oil)…..ciò su cui le loro opinioni non collimano è l’esatta quantità di petrolio ancora estraibile.

Le riserve di petrolio

Economia all’idrogeno di J. Rifkin”

Le crisi del 1973 e del 1978 hanno fatto crescere il prezzo del petrolio: l’Occidente è diventato più virtuoso nella produzione e uso dell’energia e i paesi dell’OPEC* hanno abbassato il prezzo con l’obbiettivo dichiarato di mettere fuori mercato il risparmio energetico e le fonti rinnovabili*OPEC – Organization of petroleum exporting countries


La riduzione del prezzo del greggio ha ridotti i vantaggi economici del risparmio energetico e i tempi di rientro degli investimenti si sono allungati fino a non essere più convenienti. Analogo è stato l’effetto sulla ricerca e sullo sviluppo delle fonti rinnovabili.


Mentre si allontanava il paventato pericolo di un esaurimento delle fonti negli anni ottanta cominciarono a scoppiare in sequenza, come bombe a orologeria innescate inconsapevolmente nei decenni passati alcune gravi forme d’inquinamento ambientale. Si cominciò con le “piogge acide” .

Il Global Change

L’anidride solforosa e gli ossidi di azoto emessi dalla combustione del carbone e degli idrocarburi reagendo con l’umidità atmosferica formano acido solforico e acido nitrico, che ricadono sulla terra con la neve e con la pioggia, bruciando la vegetazione e innalzando il pH dell’acqua in misura tale da distruggere ogni ciclo biologico.

Il Global Change Piogge acide

E’ stata osservata una incomprensibile lacerazione nella fascia di ozono che negli strati alti dell’atmosfera, filtra la componente ultravioletta della radiazione solare impedendole di arrivare sulla terra.Sulle cause di questo fenomeno le opinioni non sono concordi.

Il Global Change Buco nella fascia dell’ozono

La responsabilità potrebbe essere attribuita al cloro contenuto nei clorofluorocarburi, i composti chimici che venivano utilizzati come propellenti negli spray, nelle schiume e nei solventi industriali oltre che come fluidi frigogeni in tutta l’industria del freddo e del condizionamento. Le molecole di queste sostanze impiegano una decina d’anni per raggiungere la fascia dell’ozono, dove ciascuna di esse distrugge da 50 a 100 mila molecole di ossigeno trivalente.

Il Global Change Buco nella fascia dell’ozono

Accanto ai due fenomeni già descritti, se n’è manifestato un terzo, il più gravido di conseguenze per l’ecosistema terrestre: il cossiddetto “ effetto serra”

Il Global Change “Surriscaldamento del pianeta”

Nel corso delle ere geologiche nella composizione dell’atmosfera si è stabilita una concentrazione di CO2 di 270 parti per milione. Questo gas ha un ruolo determinante per la temperatura della terra, poichè filtra la radiazione solare riflessa dalla sua superficie e ne trattiene una parte impedendole di riflettersi nello spazio.


Senza la presenza dell’anidride carbonica nell’atmosfera, la temperatura media terrestre sarebbe di –18°C, mentre si è assestata ai +15°. L’<<effetto serra >> fisiologico è dunque di 33°C.


Negli ultimi cento anni la percentuale la percentuale di anidride carbonica nell’aria è salita da 270 a 380 parti per milione. L’incremento degli ultimi 40 anni è stato del 60%.


310

330

350

370

1960 1970 1980 1990 2000

Parti CO2 per 106


L’incremento della presenza dei gas nell’atmosfera ha comportato un

incremento dell’effetto serra, da cui è derivato un innalzamento della temperatura terrestre che può

avere, e forse ha già cominciato ad avere effetti molto preoccupanti sul

clima.

Quali sono le cause? In primo luogo grandi quantità di CO2 vengono generate dalla combustione, in particolare di idrocarburi e del carbone con cui si soddisfa l’85% del fabbisogno energetico mondiale. L’uso dei combustibili fossili sposta grandi quantità di carbonio dal sottosuolo all’atmosfera.


Anche un’attività apparentemente innocua come l’aratura provoca l’ossidazione e la trasformazione in CO2 di gran parte del carbonio delle zolle. Un notevole contributo è dato anche dal saccheggio dei terreni per nutrire il miliardo e 280 milioni di bovini destinati all’alimentazione umana.


A fronte di una sempre maggiore produzione di CO2 la capacità dell’ecosistema terrestre di assorbirla attraverso la fotosintesi clorofilliana è stata drasticamente ridotta dalle deforestazioni per ampliare le aree agricole per l’alimentazione umana e, come già detto, animale.


La biomassa vegetale viene inoltre ridotta per l’ampliamento delle aree urbane, per le piogge acide, per le radiazioni UV del buco dell’ozono per gli effetti dell’inquinamento atmosferico localizzato ed altre cause accidentali e/o fisiologiche.


La somma e le interazioni dei processi descritti danno come risultato finale un’immissione nell’atmosfera di 155 ed un assorbimento di 150 Gigatonnellate di carbonio con un saldo incrementale di 5 Gigatonnellate: è un valore che corrisponde al consumo annuo delle risorse fossili.


Se la concentrazione di CO2 continua a crescere con la stessa intensità degli ultimi cento anni (da 270 a 380 parti per milione) ovvero di 11 parti per milione ogni dieci anni, nei prossimi 30 anni si avrà un incremento di 33 parti per milione che corrisponde ad un aumento di circa il 10 per cento


Poiché l’effetto serra “fisiologico” è di 33 gradi e l’anidride carbonica contribuisce per circa il 50%, il restante 50% è dovuto ad altri gas serra (metano, clorofluorocarburi, etc.), l’aumento medio della temperatura terrestre che ne potrebbe conseguire è di circa 1,7°C ovvero il 10% di 33°C/2


……. l’aumento medio della temperatura terrestre che ne potrebbe conseguire è di circa 1,7°C!Variazioni della temperatura di questa entità sono considerate molto pericolose per l’equilibrio del pianeta.



Ghiacci_sciolti01.jp

CORRIERE DELLA SERA 3/04/2001


CO

RR

IER

E D

ELL

A S

ER

A

3/0 4

/20 0

1


Energia - La situazione italiana

“Secondo le stime dell’Unione Petrolifera….il costo dell’importazioni nel 1995 ..è stato di 25.000 miliardi, ma se per qualche ragione di politica internazionale tornassero ai livelli del 1981 salirebbe a 80.000 miliardi provocando il collasso della nostra economia. “M. Palazzetti e M. Pallante – L’uso razionale dell’energia Teoria e pratica del negawatt – Ed. Bollati Bollinghieri 1997

Energia - La situazione italiana

Energia - Le unità di misura

Nel sistema MKS (metro-kilogrammo-secondo) l’energia si misura in

Joule (J)


Un Joule è il lavoro che effettua la forza di un

Newton(N) per spostare il suo punto di

applicazione di un metro nei suoi stessi direzione

e verso


Un watt (W) è un Joule al secondo; un kW equivale a

1000 WUn kilowattora (kWh) è

l’energia sviluppata dalla potenza di un kW che agisca

per un’oraUn kWh corrisponde a

3.600.000 J


Una grande caloria (Cal) è la quantità di energia necessaria

per innalzare di un grado centigrado (da 14,5°C a 15,5°C)

1 Kg di acqua alla pressione atmosferica.


Una caloria equivale a 4186 J e pertanto un kWh equivale a

circa 860 Cal(3.600.000/4186)

Ovvero l’energia necessaria per innalzare di 10°C 86 litri di

acqua


Un kWh equivale al lavoro necessario a spostare una

persona di 75 kg dal livello del mare alla vetta del Monte

Bianco:75x9,81x4810=3.539.000 J

Uguale a circa 1 kWh(Il peso di un corpo è dato dalla

sua massa per il valore dell’accelerazione 9,81 m/s2)


Il contenuto calorico del cioccolato è di circa 6000

Cal/kg per cui un cioccolatino di 10 grammi sviluppa una

quantità di energia termica (60 Cal x 4180 J = 250.800 J)pari a quella necessaria a sollevare di 360 metri una persona di 70 kg

(360x70x9,81=247.212 J)


Un uomo per vivere necessita di una quantità di energia al

giorno pari a quella sviluppata da 200 grammi di benzina

(circa 2300 Cal)


Sulla superficie terrestre il sole genera

mediamente una potenza raggiante di 1 kW al metro quadrato.


Una cascata alta 102 metri, con una portata di 1 metro cubo al

secondo ha una potenza di 1000 kW:

La massa di 1 m3 di acqua è di 1000 kg per cui

1000 x 9,81 x 102 = 1000 kW

Energia - The Human powered vehicles

I muscoli sono degli accumulatori di energia chimica sotto forma di ATP (Adenosine

Tri-phosfate, adenosintrifosfato) e dei

convertitori di questa energia in energia meccanica


Nelle cellule muscolari l’energia chimica del’ATP reagisce con l’ossigeno

trasportato dall’emoglobina trasformandosi in energia

meccanica, anidride carbonica e acqua


Un atleta (as You are!)per sviluppare 250 W di energia meccanica

necessita di 860 Cal all’ora sotto di forma di

cibo


Ricordando che 860 Cal/h equivalgono ad 1 kWh si può dedurre che il corpo umano

trasforma l’energia chimica del cibo con un’efficienza di circa il

25%. La restante energia diventa calore dissipato

mediante la sudorazione ( un kg di sudore asporta 540Cal)

Energia - The Human powered World

Il televisore a pedaliLa scuola a pedaliLa casa a pedaliLa città a pedaliIl mondo a pedali

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