1. preistoria

Il problema energetico accompagna la storia dell’uomo

2. antichità

• energia muscolare di uomini e animali per l’agricoltura!

!• schiavitù

3. medio evo• agricoltura!• mulini a vento e ad acqua

4. rivoluzione industriale:• 1768: macchina a vapore di Watt!• nasce la fabbrica!• il carbone diventa la principale fonte di energia (smog)!• l’energia del vapore rivoluziona anche i trasporti

• 1859: prima perforazione con trivella!• 1870: Rockfeller fonda la Standard Oil!• La produzione di petrolio è alla base dello sviluppo e della ricchezza di alcuni paesi

5. seconda rivoluzione industriale:

PETROLIO

• 1801 Pila di Volta!• 1827 Legge di Ohm!• 1831 Faraday: induzione elettromagnetica (dinamo e alternatore)!• 1878 Edison: lampadina a incandescenza!• New York 1882: prima centrale elettrica, a carbone

ELETTRICITA’

AUTOMOBILE

ELETTRODOMESTICI

TELEGRAFO E TELEFONO

6. secondo dopoguerraLA PRODUZIONE DI PETROLIO SUPERA QUELLA DEL CARBONE

1973: SCHOK PETROLIFERO E CRISI ENERGETICA

DAGLI ANNI ’60!CENTRALI NUCLEARI

CAMBIA LA MENTALITA’!SI CERCANO ALTERNATIVE

IL PETROLIO SCATENA CONFLITTI:!LE GUERRE DEL GOLFO !

(1990/91 e 2003/2005)

LA PRODUZIONE DEL METANO CRESCE E SUPERA IL CARBONE

PIU’ SOLDI = PIU’ ENERGIA = PIU’ INQUINAMENTO

CARBONE

come si è formato

• miniere a cielo aperto!• miniere sotterranee

USI:!- centrali termoelettriche!

- altoforni! - industria chimica

PRO:!- distribuito uniformemente!

- bassi costi di estrazione e trasporto!- alto potere calorifico

CONTRO:!- fonte esauribile!

- emissioni di CO2 e inquinanti!- incidenti miniere / paesaggio

PETROLIO

è una miscela di idrocarburi

origine e giacimenti

USI:!- energia elettrica!

- trasporti!- industria chimica

PRO:!- altissimo potere calorifico!

- facile estrazione, conservazione e trasporto!

CONTRO:!- fonte esauribile!

- emissioni di CO2 e inquinanti!- distribuzione non uniforme e

guerre!- incidenti di trasporto

ricerca e trivellazione

TRASPORTO:!- oleodotti!

- navi petroliere

raffinazione VIDEO

METANO

è il più leggero degli idrocarburi!

CH4

origine ed estrazione

USI:!- energia elettrica!

- riscaldamento e cottura!- trasporti

PRO:!- alto potere calorifico!

- pulito (no zolfo né polveri, né ossido di carbonio)!

- facile estrazione e trasporto!- pronto all’uso!

CONTRO:!- fonte esauribile!- emissioni di CO2!

- distribuzione non uniforme e guerre!

TRASPORTO:!- gasdotti !

- navi metaniere (GNL)

VIDEO

1905: Albert Einstein!LA MASSA E’ UNA FORMA DI ENERGIA

1942: Enrico Fermi realizza la prima FISSIONE NUCLEARE CONTROLLATA

1945: BOMBA ATOMICA

DAL 1954: uso dell’energia atomica per produrre energia

elettrica: !CENTRALI TERMONUCLEARI

REATTORE

TURBINA

ALTERNATORE

TRASFORMATORE

ENERGIA NUCLEARE!si ottiene dai processi di

fissione e di fusione di NUCLEI

PRO:!★elevata disponibilità di uranio!★molta energia a “basso costo”!★nessuna emissione di Anidride Carbonica

CONTRO:!★ incidenti: contaminazione da radiazioni

(TCHERNOBYL 1986 - FUKUSHIMA 2011)!★smaltimento scorie

2050? !FUSIONE CONTROLLATA

L’energia ci serve per…

macchinari industriali

riscaldamento

elettrodomesticiluce

trasporti

comunicazione macchine agricole

viaggi e svaghi

ma…i paesi industrializzati consumano la maggior parte dell’energia globale

gran parte della popolazione umana abita nel “terzo mondo” e non conosce l’elettricità

i paesi “in via di sviluppo” consumeranno sempre più energia

i combustibili fossili si esauriranno

l’importazione e l’esportazione di idrocarburi causano problemi economico-politici e guerre

l’uso dei combustibili fossili causa problemi per la salute dell’uomo e problemi per l’ambiente: !

effetto serra, piogge acide, buco nell’ozono, danneggiamento di flora e fauna

cos’è lo sviluppo sostenibile?è uno sviluppo che risponde alle esigenze del presente senza

compromettere la capacità delle generazioni future di soddisfare le proprie

i bisogni devono essere soddisfatti per tutti gli strati della popolazione, dunque senza iniquità fra classi sociali, fra paesi industrializzati e paesi poveri, ecc.

non soltanto un incremento della quantità di risorse prodotte e consumate (PIL), ma anche un miglioramento della qualità della vita: sanità, istruzione giustizia, libertà, pace.

un processo di crescita che abbia ritmi compatibili con la conservazione dell’ambiente, che non esaurisca le risorse e non comprometta il pianeta con inquinamento e rifiuti

il modello di sviluppo che l’uomo ha seguito dalla rivoluzione industriale in poi !NON E’ SOSTENIBILE!

stiamo esaurendo risorse, distruggendo ecosistemi e biodiversità, surriscaldando il pianeta causando cambiamenti climatici; la distribuzione delle ricchezze non è equa

SOCIALE

ECONOMICAAMBIENTALE

SOSTENIBILITA’

LE FONTI RINNOVABILI

★ENERGIA IDROELETTRICA

★ENERGIA EOLICA

★ENERGIA SOLARE

★ENERGIA GEOTERMICA

★ENERGIA DALLE BIOMASSE

il BISOGNO DI ENERGIA CRESCE DI PARI PASSO CON LO SVILUPPO !la PRODUZIONE DI ENERGIA con i combustibili fossili e l’uranio è uno dei principali fattori di esaurimento delle risorse, inquinamento, surriscaldamento

…la soluzione ?

ACQUA TURBINA

ENERGIA IDROELETTRICA!“il carbone bianco”

PRO:!★pulita!★ rinnovabile

CONTRO:!★ impatto su paesaggio ed ecosistemi!★possibile solo in alcuni luoghi

ALTERNATORE TRASFORMATORE

CENTRALE A SERBATOIO CENTRALE MAREMOTRICECENTRALE FLUVIALE

BACINO

CENTRALE A SERBATOIO!grandi cadute (fino a 2000 m) - piccole portate

alcune sono CENTRALI DI GENERAZIONE E POMPAGGIO: di notte l’alternatore funziona come un motore e la turbina come una pompa e l’acqua viene pompata di nuovo nel bacino a monte

CENTRALI FLUVIALI!basse cadute (dislivello < 20 m) - grandissime portate

DIGA DELLE TRE GOLE!!

★Cina - Fiume Azzurro!★completata nel 2006 dopo 18 anni di lavori!★185 metri di altezza!★2,3 km!★1,4 milioni di sfollati per far posto al BACINO!★ frane di fango e probabile trasferimento di altre

100.000 persone!

CENTRALI MAREMOTRICI!dislivello creato dalla bassa marea

Francia: estuario del fiume Rance

VENTO

GENERATORE

TRASFORMATORE

ENERGIA EOLICA

PRO:!★pulita!★ rinnovabile

CONTRO:!★ impatto sul paesaggio!★ inquinamento acustico!★ fonte discontinua

wind farm centrale off shore

ROTORE (e moltiplicatore di giri)

CONTRO:!★discontinua!★difficile da accumulare!★ impatto sul paesaggio!★ancora bassi rendimenti

!La luce del sole è una RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA FORMATA DA FOTONI (particelle di energia luminosa). Ha origine dalla fusione nucleare che avviene nel sole, dove atomi di idrogeno si trasformano in atomi di elio e la massa dispersa si trasforma in energia: luce e calore

ENERGIA SOLARE

PRO:!★pulita!★ rinnovabile

centrali solari termodinamiche

a torre

SOLARE TERMICO

si utilizza il CALORE del sole per riscaldare un fluido con PANNELLI SOLARI

acqua calda sanitaria !

negli edifici

a collettori parabolici

SOLARE FOTOVOLTAICO

si utilizza la LUCE del sole per produrre elettricità con i PANNELLI FOTOVOLTAICI

elettricità negli edifici

centrali solari fotovoltaiche

con accumulo collegati alla rete

PANNELLI SOLARI

TURBINA

CENTRALI SOLARI TERMODINAMICHE

centrali a collettori parabolici (fino a 300 MW) centrali a torre (fino a 11 MW)

ALTERNATORE TRASFORMATORECALORE DEL SOLE VAPORE

grazie al Premio Nobel italiano

Carlo Rubbia, il calore accumulato nel fluido a sali fusi si può

accumulare e usare anche di notte

ovo.com/solare termodinamico

CELLA FOTOVOLTAICA

PANNELLI FOTOVOLTAICI INTEGRATI NEGLI EDIFICI CENTRALE FOTOVOLTAICA

CELLA FOTOVOLTAICA

INVERTER

TRASFORMATORE

fino a 10 MW

INVERTER(da corrente CONTINUA! a corrente ALTERNATA)

CONTRO:!★è disponibile solo in alcune zone

!nelle aree geotermiche è presente del magma in strati della crosta terrestre vicini alla superficie; le acque piovane e dei fiumi, infiltrandosi, vengono a contatto col magma e si riscaldano, trasformandosi in vapore

ENERGIA GEOTERMICA

PRO:!★pulita!★ rinnovabile

VAPORE (estratto dal sottosulo)

TURBINA

ALTERNATORE

TRASFORMATORE

CENTRALE GEOTERMOELETTRICA

fluido a basse temperature (60 - 70°)

RISCALDAMENTO E RAFFREDDAMENTO EDIFICI

VAPORE TURBINA

PRO:!★basso impatto ambientale!★ rinnovabile!★utilizza gli scarti

CONTRO:!★sottrae terreno alle coltivazioni alimentari!★causa di deforestazione!★polveri e CO2

!E’ qualsiasi sostanza di origine organica, animale o vegetale destinata a fini energetici: scarti di agricoltura, di allevamento e di segheria ma anche coltivazioni apposite. !

Tutta la materia organica contiene carbonio: energia

BIOMASSE

si bruciano direttamente

biomasse

si brucia biogas, ottenuto nei digestori,

dalla fermentazione delle biomasse

TRASFORMATOREALTERNATORE

OLIO COMBUSTIBILE

derivato da piante oleose

ALCOL !derivato da

cereali o canna da zucchero

CENTRALE !TERMOELETTRICA!

A BIOMASSE

ENERGIA ELETTRICA

CENTRALE !TERMOELETTRICA!

A BIOGAS

BIODIESEL

BIOCARBURANTI

BIOETANOLO

video: Report biomasse

video: PACI