LeZioni Di ScienzA& Energia Creativa

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Diffondere la cultura dell’attenzione all’ambiente e del consumo intelligente, prima di tutto tra le giovani generazioni, è un compito che enel si è assunta da anni, consapevole della propria responsabilità sociale come grande impresa internazionale e come leader nella produzione di energia da fonti rinnovabili. È proprio per questo impegno, e per raggiungere il comune obiettivo di un futuro di progresso, che da 7 anni interagisce con il mondo della formazione nei Paesi in cui è presente. Nel ringraziare, dunque, tutti gli insegnanti e tutti gli studenti che partecipano a PlayEnergy in Italia e nel mondo, auguriamo buona lettura e buon lavoro.

L’iniziativa ha ricevuto il patrocinio di Ján figel, Commissione EuropeaIstruzione, Formazione, Cultura e Gioventù.

Da PlayEnergy in Italia e nel mondo, auguriamo

buon lavoro.

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indiceCAPIRE L’ENERGIA CON GLI STRUMENTI DELLA SCIENZA 4UNO SCENARIO GLOBALE 8SPECIALE: L’ANIDRIDE CARBONICA 11L’energia, passo 1: FONTI E PRODUZIONE 14 Un po’ di ordine 15 Le centrali e la produzione di energia 17 I combustibili fossili e le centrali termoelettriche 19 Lo scienziato: Charles Parson 25 Speciale: il sequestro del secolo 26 L’uranio e le centrali nucleari 32 L’intervista: Nicola Colonna 42 Speciale: l’energia nucleare in classe 44 L’acqua e le centrali idroelettriche 48 L’intervista: Andrea Silvestri 54 Il vento e i parchi eolici 56 Lo scienziato: Evangelista Torricelli 61 Il Sole e le sue centrali 65 L’intervista: Luca Rubini 71 La geotermia e gli impianti geotermoelettrici 74 L’intervista: Roberto Mazzuoli 78 Le biomasse e il loro utilizzo 81 L’intervista: Attilio Cesàro 86 L’idrogeno: un vettore di energia 88L’energia, passo 2: TRASMISSIONE E DISTRIBUZIONE 90 Lo scienziato: William Stanley, Jr 98L’energia, passo 3: IL MERCATO 100 Lo scienziato: Steven Chu 107L’energia, passo 4: ECO-CONSUMI E SICUREZZA 108 Lo scienziato: Michael Faraday 116GLOSSARIO 119

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L’energia è una risorsa preziosa da conoscere e trattare con cura e rispetto, con intelligenza: in ogni luogo. Proprio per questo playenergy fornisce un quadro completo della situazione energetica mondiale che per-mette di passare di continente in continente e di nazione in nazione: dagli scenari globali alle innovazioni locali, il percorso, come un “fi lo conduttore”, coinvolge studenti e docenti in un viaggio che esplora il mondo dell’energia attraverso le scoperte scientifi che di oggi e di ieri e le innovazioni tecnologiche raggiunte nei più avanzati centri di ricerca del mondo. playenergy cita inoltre esempi, modelli e stili di vita quotidiani sosteni-bili già praticati – e quindi praticabili! – nei Paesi più diversi. La forte connotazione internazionale dimostra come l’energia, oggi più che mai, abbia bisogno della consa-pevolezza e della conoscenza di tutti noi, indipendentemente dalle nostre coordinate spaziali. Del resto per cambiare veramente le modalità di utilizzo delle risorse che abbiamo a disposizione è indispensabile costru-ire e diffondere una cultura della responsabilità condivisa che cominci proprio dai più giovani.

Uno sGUArdo AL FUtUro La Terra oggi è nelle nostre mani. Domani sarà in quelle dei bambini e dei ragazzi che crescono sotto i no-stri occhi. Ciascuno di noi può scegliere in ogni momento come utilizzare le risorse a disposizione: più il loro impiego sarà consapevole e intelligente, più sarà vivibile il Pianeta che consegneremo alle generazioni future. Nel percorso, proprio gli studenti acquisiscono preziose conoscenze che infl uiranno sulle loro scelte energetiche, ma anche sulle scelte e sui comportamenti delle loro famiglie e degli adulti in generale. Bambini e ragazzi hanno infatti quel potere speciale che li rende maestri, capaci di introdurre nuove abitudini (ener-getiche ma non solo!) a casa e a scuola.

IT WAS THE ONLY THING IN SPACE THAT HAD ANY COLOR TO IT. EVERYTHING ELSE WAS EITHER BLACK OR WHITE. BUT NOT THE EARTH.

THE EARTH FROM HERE IS A GRAND OASIS IN THE BIG VASTNESS OF SPACE. (…) BUT MANY PEOPLE DON’T REALIZE WHAT THEY HAVE. AND I DIDN’T TILL I LEFT IT.

WE CAME ALL THIS WAY TO EXPLORE THE MOON, AND THE MOST IMPORTANT THING IS THAT WE DISCOVERED THE EARTH.

Frank Borman, William Anders e James Lovell,astronauti della missione Apollo 8, la prima a viaggiare oltre l’orbita terrestre e intorno alla Luna. Correva l’an-no 1968. L’anno dopo Neil Armstrong sarebbe sceso da Apollo 11 diventando il primo uomo a camminare sulla Luna.

Apire L’enerGiA Con GLi strUmenti deLLA sCien A

COASIS IN THE BIG VASTNESS OF SPACE.

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iL sito pLAYenerGY.eneL.ComLa componente a zero confi ni non si esaurisce nel coinvolgere i bambini, i ragazzi e i docenti di 10 Pa-esi! playenergy, infatti, li mette in comunicazione tra loro sul sito playenergy.enel.com, la commu-nity internazionale per navigatori grandi e piccoli con informazioni a 360 gradi su energia, scienza e tecnologia, con giochi, sfi de, forum e spazi indivi-duali da personalizzare con foto, video, frasi…Per gli studenti di tutte le età questo portale è un’occasione in più di confronto e scoperta e uno spazio protetto per aumentare le loro conoscenze: quelle scientifi che, quelle personali e anche quel-le linguistiche. Ma anche per mettersi alla prova con le Sfi de on line che nel corso dell’anno sco-lastico saranno, di nuovo, un appuntamento fi sso utile sia ai docenti, per testare le conoscenze dei loro studenti, sia ai ragazzi per sfi darsi all’ultima domanda.

per stimoLare una partecipazione consapevoLe degLi studenti aL dibattito che si è riaperto in itaLia suLL’energia nucLeare è stato inserito un capitoLo aggiornato su questa fonte e uno spunto per organizzare, con L’aiuto deL docente, un momento di confronto informato sui fatti.

iL perCorso in CLAsse e i mAteriALiplayenergy mette a disposizione dei docenti un percorso declinato sulle diverse età degli studenti che offre un quadro completo di tutte le fonti energetiche (rinnovabili e non), avvicina grandi e piccoli al funziona-mento delle centrali, apre interessanti fi nestre sulla trasmissione e sulla distribuzione dell’energia elettrica, introduce il mercato dell’energia. Il tutto dando sempre ampio spazio alla scienza. Il consumo intelligente, l’effi cienza energetica e l’approccio sostenibile all’ambiente costituiscono l’ultimo passo di questo viaggio, pur rappresentando la chiave di lettura di tutto il progetto.

pLAYenerGY, in CLAsse, prende LA FormA di Un prAtiCo Kit didAttiCo deCLinAto nei tre GrAdi sCoLAstiCi.

Il kit Energia Creativa per le scuole secondarie di primo grado contiene: ■ questa guida con i “quattro passi” per scoprire il percorso dell’energia

(dalle sue fonti fi no all’arrivo nelle nostre case) con gli strumenti della scienza. Ogni docente può scegliere, a seconda della programmazione di classe, se sviluppare i “quattro passi” in successione oppure se approfondirli in tempi diversi. Le lezioni, infatti, pur essendo connesse tra loro per descrivere, dall’inizio alla fi ne, il percorso dell’energia elettrica, si presentano come quattro capitoli autonomi. Ogni passo si apre con un esperimento tecnico-scientifi co che mette subito gli studenti “in situazione”. Segue, quindi, la parte teorica che è arricchita dalla fi gura e dalle scoperte di scienziati di ieri presentati in modo coinvolgente e originale o dalle interviste “in diretta” a ricercatori e professionisti impegnati, oggi, a migliorare il mondo dell’energia. A chiusura, oltre alle informazioni aggiornate dal mondo Enel, si segnalano anche quest’anno le news da tutto il mondo, quasi una rassegna stampa ragionata che permette di essere aggiornati sugli sviluppi della scienza e della tecnologia nei più diversi campi, dagli innovativi pannelli solari sottili, alle tecniche di cattura dell’anidride carbonica. Un modo per avere sotto mano l’energia di oggi e per coinvolgere i ragazzi con esempi concreti. il 2009 anno internazionale dell’astronomia ha fornito poi lo spunto per aprire inedite fi nestre sugli utilizzi dell’energia nello Spazio;

■ il poster fl uorescente energyposter in 25 copie da distribuire a ogni studente: ragazze e ragazzi illumineranno i loro giorni e le loro notti con tante curiosità energetiche e l’illustrazione luminosa dell’eco-città playenergy;

■ la guida i luoghi della scienza con le informazioni sui musei scientifi ci in Italia e nel mondo; ■ il cd-rom per imparare giocando con 3 divertenti prove interattive sui temi dell’energia; ■ il pieghevole concorso con gli spunti, il regolamento e il modulo per partecipare alla nuova

sfi da internazionale sulle tracce dell’energia che premia chi va in cerca delle energie del mondo; ■ il poster da appendere in classe per avere sotto controllo le scadenze del concorso

e la situazione energetica dei Paesi di playenergy.

prende LA FormA di Un prAtiCo

(dalle sue fonti fi no all’arrivo nelle nostre case) con gli strumenti della scienza.

pur essendo connesse tra loro per descrivere, dall’inizio alla fi ne, il percorso dell’energia elettrica, si presentano come quattro capitoli autonomi. Ogni passo si apre con un esperimento tecnico-scientifi co che mette subito gli studenti “in situazione”. Segue, quindi, la parte teorica che è arricchita dalla fi gura e dalle scoperte di scienziati di ieri presentati in modo coinvolgente e originale o dalle interviste “in diretta” a ricercatori e professionisti impegnati, oggi, a migliorare il mondo dell’energia. A chiusura, oltre alle informazioni aggiornate dal mondo Enel, si segnalano anche quest’anno le news da tutto il mondo, quasi una rassegna stampa ragionata che permette di essere aggiornati sugli sviluppi della scienza e della tecnologia nei più diversi campi, dagli innovativi pannelli solari sottili,

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Le risposte dei GoverniOggi i Paesi industrializzati sono impegnati a sviluppare politiche energetiche che si basano su 3 azioni chiave: 1. diversificare e bilanciare l’uso delle fonti che vuol dire incrementare le fonti rinnovabili e quelle alternative ai combustibili fossili come, per esempio, il nucleare; 2. incrementare l’efficienza e il risparmio energetico in tutti i settori; 3. sviluppare nuove tecnologie in grado di limitare le emissioni in atmosfera dei combustibili fossili che, ancora per qualche decennio, non potranno essere sostituiti da quote significative di fonti rinnovabili.

obiettivo Ue 20, 20, 20” In questo contesto si inserisce anche la politica energetica dell’UE. Entro il 2020 gli Stati membri dovranno: ■ aumentare del 20% lo sviluppo e l’utilizzo delle energie rinnovabili; ■ aumentare del 20% l’efficienza energetica, riducendo i consumi; ■ ridurre del 20% le emissioni di gas a effetto serra, anche attraverso le tecnologie “pulite” applicate al carbone; ■ incrementare l’utilizzo dei biocarburanti nei trasporti.

L’efficienza energetica si raggiunge in tutti i campi (casa, scuoLa, industria…) quando a parità di prodotto, servizio o funzionamento si utiLizza una minore quantità di energia. rientrano neL concetto tutte Le azioni di progettazione e reaLizzazione che consentono di raggiungere L’obiettivo deL risparmio di energia, daL migLioramento deLLe centraLi - a cura di tecnici e ingegneri - fino aLL’utiLizzo inteLLigente deLLe risorse neLLe nostre case, azione possibiLe per tutti.

La paroLa!

previsioni e trendSecondo il World Energy Outlook 2008 dell’iea - International Energy Agency, nei prossimi 20 anni la domanda mondiale di energia primaria - dagli attuali 10 miliardi circa di TEP/anno - aumenterà del 45%, superando, nel 2030, i 17 miliardi di TEP/anno. Questo incremento dipenderà in gran parte dall’accelerata crescita economica di numerosi Pa-esi “emergenti”, e in particolare di Cina e India. La nuova domanda sarà coperta prevalentemente dai combustibili fossili, cioè da petrolio, carbone e gas. Sul fronte dell’ambiente e dei cambiamenti climati-ci, tutto ciò comporterà un raddoppio delle attuali emissioni di CO2. nel 2030 i combustibili fossi-li copriranno l’80% del mix energetico primario mondiale, una percentuale leggermente inferiore a quella attuale. Il petrolio continuerà a rimanere il combustibile più diffuso, ma sarà la domanda di car-bone ad aumentare più di quella di qualsiasi altro combustibile in termini assoluti.

* I Paesi ocse - Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico o oecd - Organisation for Economic Co-operation and Development sono, in Europa: Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Islanda, Italia, Lussemburgo, Nor-vegia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Slovacchia, Spagna, Svezia, Svizzera, Turchia, Ungheria. A questi si aggiungono Australia, Canada, Corea del Sud, Giappone, Messico, Nuova Zelanda e USA.

oom sUL 2008Il rapporto Statistical Review of World Energy June 2009 - elaborato dalla società bp british petro-leum - conferma questo quadro: nel 2008, il con-sumo di energia primaria è cresciuto dell’1,4% a livello mondiale. Si tratta del più basso incremento dal 2001. Sempre nel 2008 i consumi energetici dei Paesi ocse - Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico* sono stati inferiori a quelli dei Paesi che non ne fanno parte. Basti pensare che il fabbisogno energetico della Cina è cresciuto del 7,2% mentre quello degli USA è diminuito del - 2,8% (un dato del genere non si registrava dal 1982).

iL petroLio si misura comunemente in bariLi e un bariLe è pari a 159 Litri. iL bariLe è anche iL riferimento per L’unità di misura convenzionaLe utiLizzata nei biLanci energetici, La tep, tonnellata equivalente di petrolio. ma che cos’è? moLto sinteticamente, una tep rappresenta La quantità di caLore ottenibiLe da una tonneLLata di petroLio. quindi, se per esempio misuriamo in tep iL carbone, vuoL dire che stiamo prendendo in considerazione queLLa quantità di carbone che può produrre tanto caLore quanto una tonneLLata di petroLio.

L’unità di misura

no sCenArio GLobALeU

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FACCiAmo LUCeOggi, uno dei temi più attuali è quello del legame tra emissioni di CO2 e cambiamenti climatici. Proprio per questo playenergy apre il suo viaggio con questo breve speciale. Nell’ottica dei quattro passi che co-stituiscono il percorso si tratta di un “passo zero”: per un mondo a zero emissioni ma anche per una com-prensione migliore dei contenuti che seguono. L’ani-dride carbonica (o biossido di carbonio, formula chi-mica CO2) è un gas serra presente in natura: infatti è il normale scarto della respirazione e il prodotto di ogni fenomeno di combustione. Non è inquinante, come dimostra il fatto che venga usato anche per rendere frizzante l’acqua. Ma allora perché tutti si preoccupa-no delle emissioni di CO2? Anche gli scienziati si divi-dono, ma una delle tesi più diffuse è che una quantità eccessiva di CO2 infl uisca sul clima. È, dunque, un problema di quantità. I raggi del Sole attraversano l’atmosfera e riscaldano la Terra. In condizioni normali circa il 30% del loro calore viene disperso nello spa-zio. Il resto viene rifl esso dal vapore acqueo e dai gas serra presenti in atmosfera che, insieme, formano una specie di barriera che garantisce una temperatura me-dia sul nostro Pianeta di 15 °C, indispensabile per la vita. Attualmente, però, i gas serra, la CO2 ma anche il metano, l’ossido di azoto... stanno aumentando, im-pedendo la giusta dispersione del calore e causando l’innalzamento della temperatura. Questo aumento è dovuto a diversi fattori: i vulcani, per esempio, hanno da sempre emesso più CO2 dell’uomo! Ma la questio-ne è che proprio l’uomo è l’unico a poter fare qualco-sa intervenendo sulle sue emissioni antropogeniche e diventando quindi la soluzione del problema.

Il grafi co mostra i 10 Paesi che, a livello mondia-le, emettono più CO2 all’anno (tra parentesi le loro emissioni in milioni di tonnellate all’anno): da soli im-mettono nell’atmosfera il 65% delle emissioni mon-diali totali ossia 18.792 milioni di tonnellate di CO2 su 28.962. All’11° posto della classifi ca si colloca il Messico e, al 12° posto l’italia con circa 438 milio-ni di tonnellate di co2 emessi all’anno. L’UE 27 nel suo insieme si inserisce al 3° posto con circa 4mila milioni di tonnellate.

(Fonte dei dati: IEA - International Energy Agency, CO2 Emissions from Fuel Combustion 2009 – dati 2007)

top 10 dei paesi con più emissioni di co2

■ Cina (6.028 - 21%)■ Usa (5.769 - 20%)■ Russia (1.587 - 5%)■ India (1.324 - 5%)■ Giappone (1.236 - 4%)■ Germania (798 - 3%)

■ Canada (573 - 2%)■ Regno Unito (523 - 2%)■ Corea (488 - 2%)■ Iran (466 - 1%)■ Resto del Mondo (10.170 - 35%)

peCiALe: L’Anidride CArboniCA sL’impeGno di eneLinvestimenti per l’ambiente e l’innovazione. Energie rinnovabili e innovazione tecnologica sono i temi cardine del piano industriale di Enel che nel periodo 2009 - 2013 prevede 32,6 miliardi di euro di investimenti per: ■ lo sviluppo nelle fonti rinnovabili;■ i progetti di ricerca sulla frontiera dell’idrogeno e sulle tecniche di cattura e sequestro della CO2;■ la ricerca sui sistemi di reti intelligenti e per il miglioramento dell’effi cienza nella distribuzione di elettricità; ■ l’incentivazione e la promozione del risparmio energetico, come primo strumento di tutela ambientale; ■ e altro ancora.

Le rinnovabili salpano da civitavecchia. Enel e Autorità portuale di Civitavecchia, Fiumicino e Ga-eta hanno messo in cantiere un progetto-pilota per costruire la prima banchina elettrifi cata del Me-diterraneo che consentirà alle navi da crociera in sosta nel porto di Civitavecchia di spegnere i ge-neratori elettrici di bordo, alimentati a combustibili fossili, e di utilizzare energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili.

auguri! Il 1 dicembre 2008 è nata enel green power, la società del Gruppo Enel dedicata allo sviluppo e alla gestione delle attività di generazione di energia da fonti rinnovabili in Italia e nel mondo. Alla nuova società fanno capo tutte le attività di Enel nell’eolico, solare, geotermico, idroelettrico “fl uente” e biomas-se, in Europa, Nord America, Centro e Sud America. Con oltre 500 impianti operativi in tutto il mondo, oltre 4.500 MW di potenza installata e oltre 17 TWh pro-

dotti, enel green power è protagonista nel settore delle rinnovabili. Grazie alle fonti pulite copre i consu-mi di circa 6.800.000 famiglie ed evita di emettere in atmosfera 79 milioni di tonnellate di CO2 ogni anno. La società è attiva in Italia, Francia, Grecia, Spagna, USA e America Latina. Ha inoltre progetti in fase di sviluppo in Bulgaria e Romania. In Italia Enel Green Power conta su una potenza installata di 2.547 MW e gestisce 355 impianti. A Enel Green Power fa capo anche enel.si, la società leader in Italia nei settori del fotovoltaico, del solare termico e del minieolico per la generazione di energia rinnovabile in casa o per la propria attività commerciale.

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bUone noti ie UnA soLU ione A tUttA nAtUrAGli alberi, in modo semplice, economico e “spontaneo”, contrastano l’effetto serra da milioni di anni. Grazie al processo di fotosintesi clorofilliana, le piante trasformano infatti la CO2, combinata con l’acqua e per azione della luce solare e della clorofilla, in glucosio, con il risultato di liberare ossigeno come sottoprodotto. Un albero nei suoi primi dieci anni di vita assorbe circa 10 kg di CO2 all’anno. Questa quantità cresce nel tempo. Per avere il massimo rendimento, gli alberi devono raggiungere la loro maturità. Anzi, secondo uno studio coordinato da Simon Lewis dell’Università di Leeds in Gran Bretagna, e pubblicato su Nature, le foreste assorbono più CO2 del previsto. Grazie a una collaborazione internazionale, il ricercatore ha infatti monitorato per circa 40 anni gli alberi di 79 aree delle foreste tropicali africane e ha confrontato questi dati con analoghe analisi fatte sulle altre foreste tropicali del Pianeta. Da questo lavoro è emerso che, negli ultimi decenni, gli alberi delle foreste tropicali riescono ad assorbire, in un anno, circa il 18% della CO2, equivalente a 4,8 miliardi di tonnellate immessi nell’atmosfera. ogni ettaro di foresta sta abbattendo 0,5 tonnellate di co2 in più rispetto a quanto stimato finora.

LA Co2 e LA prodU ione di enerGiALa produzione di energia, sia elettrica che per il riscal-damento degli ambienti, provoca emissioni di gas serra. Proprio per questo il mondo della ricerca sta lavorando su più fronti. Innanzitutto utilizzando quelle fonti che non emettono CO2 (rinnovabili e nucleare) e poi progettando sistemi di cattura e sequestro delle emissioni nelle centrali a combustibili fossili.

Un impeGno CondivisoMentre gli scienziati lavorano, di fronte a una que-stione così globale, tutti siamo chiamati a porre attenzione ai nostri piccoli gesti quotidiani e a di-ventare parte integrante di una coscienza collettiva diffusa e condivisa: abbassare il riscaldamento, spe-gnere la luce, non lasciare il computer e la televisio-ne in stand-by, usare mezzi di trasporto sostenibili, informare e attivare chi ci sta vicino… il risparmio energetico, da solo, potrebbe ridurre le emissioni del 20-30%.

(Fonte dei dati: IEA - International Energy Agency, CO2 Emissions from Fuel Combustion 2009)

Le emissioni di co2 per settore

■ Elettricità e riscaldamento - 41%■ Trasporti - 23%■ Industria - 20%■ Usi civili - 6%■ Altro (Terziario, agricoltura, pesca...) - 10%

primArie o seCondArie?Le fonti di energia sono frutto di un lungo processo di trasformazione che parte dalle radiazioni solari: se si eccettuano l’energia geotermica e quella dell’uranio, infatti, tutte le fonti sono riconducibili all’energia che arriva dal sole.

Le fonti energetiche primarie sono le risorse di energia potenziale che si trovano direttamente in na-tura: Sole, vento, fi umi, laghi montani, maree, calore della Terra, carbone, gas naturale, petrolio, uranio, biomasse.Le fonti energetiche secondarie sono frutto di trasformazioni operate dall’uomo attraverso le inno-vazioni tecnologiche per rendere le fonti di energia primarie più funzionali ai propri bisogni e più conve-nienti. È il caso della benzina, che è un prodotto della raffi nazione del petrolio greggio, ma anche dell’ener-gia elettrica ricavata prevalentemente per conver-sione dell’energia potenziale (chimica o meccanica) contenuta nelle fonti primarie in energia meccanica, a sua volta trasformata in energia elettrica. Ecco un esempio concreto: nelle centrali termoelettriche a carbone, durante il processo di combustione, l’ener-gia chimica contenuta nel carbone, e immagazzinata per azione del Sole nel corso di millenni, si trasforma in energia termica che mette in moto le turbine. Queste, a loro volta, trasmettono la loro energia mec-canica all’alternatore che trasforma proprio l’energia meccanica in energia elettrica.

primArie, sì. mA... rinnovAbiLi o non rinnovAbiLi?Le fonti rinnovabili sono sempre disponibili e ine-sauribili: la natura le produce in continuazione. Il Sole, il vento, l’acqua dei fi umi e dei laghi, le ma-ree, le onde, il calore della Terra e le biomasse non fi niranno mai, cioè dureranno quanto dura il nostro Pianeta. Le fonti non rinnovabili hanno tempi di rigenera-zione lunghissimi: una volta usate, infatti, si consi-derano esaurite perché non si possono rinnovare in tempi “umani”. Ne sono esempi i combustibili fossili (petrolio, gas naturale, carbone) che si sono formati nel corso di milioni e milioni di anni. L’uranio è nato addirittura con il nostro Pianeta. La loro disponibili-tà, per quanto grande, è quindi limitata: proprio per questo, oggi, si cerca di differenziare le fonti che si utilizzano dando spazio alle fonti rinnovabili.

prospettive FUtUre A bAsso impAtto e Ad ALto rendimentoOggi la ricerca sui temi dell’energia ha due grandi obiettivi: produrre energia elettrica da combustibili tradizionali con emissioni di CO2 praticamente nul-le e sviluppare tecnologie ad alta effi cienza che in breve tempo consentano di massimizzare l’utilizzo delle fonti di energia rinnovabili coprendo fabbisogni energetici sempre più signifi cativi.

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n po’ di ordineU

Fontie prodUZione

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e CentrALi e LA prodU ione di enerGiA

Ltipi e FUn ionAmento Le centrali sono impianti che permettono di utilizza-re in modo sempre più effi ciente le diverse fonti per produrre energia. Le principali sono le idroelettriche, le solari termiche e fotovoltaiche, le eoliche, le geo-termiche, le termoelettriche e le nucleari. La corrente elettrica è costituita dal moto ordinato degli elettro-ni, che dà luogo a elettricità perché queste particelle sono dotate di una particolare proprietà fi sica: la ca-rica elettrica. Per mettere in moto gli elettroni si usa l’alternatore, una serie di avvolgimenti di fi lo condut-tore che ruotano all’interno di un campo magnetico: la variazione del fl usso del campo magnetico all’in-terno delle spire genera una forza che mette in moto gli elettroni. Nelle centrali elettriche il campo magne-

tico è generato da potenti elettrocalamite, ovvero un nucleo di ferro sul quale è avvolto un altro circuito attraversato da corrente, mentre la spira è messa in rotazione attraverso le turbine, mosse a loro volta dall’energia del vapore, del vento, dell’acqua e così via. La corrente così prodotta deve essere trasfor-mata per poter essere trasmessa a grande distanza. Pertanto, prima di essere convogliata nelle linee di trasmissione, passa attraverso il trasformatore che abbassa l’intensità della corrente prodotta dall’alter-natore, elevandone però la tensione a migliaia di Volt. Giunta sul luogo di impiego, prima di essere utilizza-ta, la corrente passa di nuovo in un trasformatore che questa volta, alza l’intensità e abbassa la tensione.

FoCUs sULL’ itALiANel 2008 in Italia le fonti rinnovabili hanno con-tribuito per il 16,7% (56,9 TWh) alla richiesta di energia elettrica del Paese. Tra queste, l’idrico (escluso quello da pompaggio) mantiene il suo primato con una produzione pari a 41,1 TWh; se-gue il geotermico, con 5,2 TWh, l’eolico, con 4,9 TWh, le biomasse, con 2,7 TWh, il biogas e i rifi uti biodegradabili con 1,4 TWh ciascuno e il solare fotovoltaico con 0,2 TWh.

UnA GitA A tUttA enerGiAPer scoprire come è fatta e come funziona una centrale si può organizzare una visita agli impian-ti Enel presenti su tutto il territorio: reale, magari

(Fonte dei dati: IEA - International Energy Agency, Key World Energy Statistics 2009 – dati 2007)

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fonti ed energia eLettrica prodotta neL mondo (19.771 tWh)

Secondo il rapporto Renewables Global Status Re-port 2009 pubblicato da ren21 - Renewable Ener-gy Policy Network for the 21st Century le energie rin-novabili continuano a crescere con un trend positivo in tutto il mondo: nel 2008 la capacità rinnovabile installata sul nostro Pianeta (escluso l’idroelettrico tradizionale, o grande idro) ha raggiunto quota 280 GW (nel 2007 erano 240). La loro capacità installata nel mondo rappresenta il 6% di quella totale (4.700 gW) e, se si aggiunge anche il grande idroelettrico (860 GW), arriviamo al 24%.Da notare inoltre come ben 73 Stati abbiano adot-tato piani di sviluppo delle rinnovabili: l’India punta a raggiungere i 14 GW entro il 2012; il Giappone scommette sul fotovoltaico e intende installare 53 GW entro il 2030; numerosi Paesi (tra cui Kenia, Fi-lippine, Polonia, Sudafrica e Ucraina) hanno poi va-rato, per la prima volta, piani per incentivare econo-micamente lo sviluppo delle fonti rinnovabili.

FoCUs sULL’itALiAA fi ne 2008, in Italia, risultavano installati 34.827 im-pianti alimentati a fonti rinnovabili per una potenza lorda complessiva di 23.859 MW (+ 1.552 MW rispet-to al 2007). Il solare fotovoltaico è più che quadrupli-cato passando dagli 87 MW del 2007 ai 431 MW del 2008 ed è tuttora in continua espansione. Anche vento (+ 30%) e biomasse (+ 16%) sono cresciuti. A livello regionale, gli incrementi più consistenti si sono registrati in Piemonte (+ 1.139 MW, + 14,8%), Emilia Romagna (+ 954 MW, + 15%), Calabria (+ 838 MW, + 20%), Abruzzo (+ 756 MW, + 46,8%), e Basilicata (+ 74 MW, + 12,9%).

La grid paritY è iL punto di pareggio in cui una fonte di energia aLternativa (soLe, vento...) riesce a produrre energia eLettrica a costi competitivi con queLLi prevaLenti suL mercato, moduLati suLLe fonti fossiLi. per esempio L’epia - european photovoltaiC industry assoCiation stima che entro iL 2015 tutta L’europa meridionaLe potrà raggiungere La grid paritY fotovoLtaica. non tutti gLi esperti concordano però con questa previsione.

La paroLa!

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CombUstibiLi FossiLi e Le CentrALi termoeLettriCHe

iUnA sFidA A tUtto vAporeTutti sanno che l’acqua che bolle produce vapore e che il vapore sale verso l’alto. Per vederlo bene, basta mettere dietro la pentola uno sfondo scuro, per esempio un cartoncino nero. L’idea di usare il vapore per fare muovere qualcosa ha almeno 2.000 anni. E allora liberiamo la nostra fantasia artistica e scientifica, e inventiamo un macchinario che utiliz-za il vapore per “muoversi”. Quale gruppo avrà l’in-venzione più originale? Ecco un semplice esempio: possiamo mettere una girandola sopra una pentola di acqua che bolle: il vapore farà muovere le sue pale proprio come succede alla turbina di una cen-trale elettrica.

cosa occorre■ Una sorgente di calore (un fornello da campeggio, un becco Bunsen…);■ una pentola con l’acqua;■ girandole, fischietti, barchette o altre invenzioni che vogliamo far funzionare;■ l’aiuto di un adulto, perché, attenzione! Il fuoco brucia e il vapore scotta.

cosa fare■ Dividiamoci in gruppi;■ decidiamo cosa costruire; ■ scriviamo e disegniamo il nostro progetto;■ procuriamoci l’occorrente;■ costruiamo il prototipo;■ mettiamo a bollire l’acqua sul fuoco;■ collaudiamo il prototipo;■ facciamo le eventuali correzioni;■ presentiamo il progetto alla classe;■ quando tutti abbiamo presentato il nostro progetto, votiamo il più bello.

cosa accadeIl vapore che abbiamo prodotto ha energia per compiere un lavoro, come per esempio fare muo-vere le pale della girandola. È il metodo che si usa in molte centrali elettriche: il vapore fa girare la turbina che è collegata a un generatore che a sua volta produce elettricità. Per produrre il vapore si possono usare diversi modi: si può scaldare l’ac-qua bruciando i combustibili fossili come carbone o petrolio, o utilizzare l’energia nucleare, l’energia del Sole o della Terra.

in uno degli impianti storici che sono veri e propri monumenti di architettura industriale, oppure vir-tuale, all’indirizzo www.enel.it/visitacentrali.

Un settore sen A più monopoLio Dal 1999, grazie al decreto di riassetto del mercato elettrico (Decreto Bersani), qualunque azienda che soddisfi i precisi requisiti tecnici fissati dall’aeeg - Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (www.au-torita.energia.it), può produrre energia o importarla dall’estero. Anche per il settore energia, quindi, non esiste più il regime di monopolio. Proprio per questo Enel ha ceduto in Italia circa un terzo della sua ca-pacità produttiva e ha sviluppato la propria attività all’estero, tanto da essere attualmente presente in 23 Paesi di 4 continenti.

In tutto il mondo, le centrali Enel raggiungono una potenza netta installata di 96.040 MW di cui:■ 59% termoelettrica,■ 32,4% idroelettrica,■ 5,6% nucleare,■ 2,1% eolica,■ 0,8% geotermica,■ 0,1% altre rinnovabili.Nel 2008 la produzione totale è stata di 316,9 TWh.

In Italia Enel gestisce una potenza installata netta di 40.376 MW. Nel 2008 sono stati prodotti 96,3 TWh/anno così generati: 64,7 TWh da fonte ter-moelettrica e 31,6 TWh da fonti rinnovabili (26 TWh dall’acqua, 5,2 TWh dalla geotermia e 0,5 TWh dal vento). Con i suoi 32,8 milioni di clienti, Enel garantisce un contributo decisivo al fabbiso-gno e allo sviluppo energetico del nostro Paese.

itaLia: iL biLancio energetico 2008

produzione netta di energia tWh %

energia idroelettrica 46.672,6 13,7%

energia termoelettrica 250.149,1 73,7% di cui: carbone e altri combustibili solidi 57.687,0 17,0% gas naturale e altri combustibili gassosi 175.036,1 51,6% petroliferi 17.426,0 5,1%

energia geotermica 5.197,6 1,5%

energia eolica 4.852,4 1,4%

energia fotovoltaica 192,9 0,1%

energia destinata al pompaggio 7.617,7 2,2%

importazione 40.034,0 11,8%

totale energia richiesta 339.480,9 100,0%

perdite 20.443,6

totale consumi 319.037,3

(Fonte: TERNA)

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Il grafico mostra dove sono distribuite le riserve mondiali di petrolio, gas naturale e carbone. ■ I leader della produzione di petrolio si trovano in Medio Oriente e in particolare nella penisola araba (Arabia Saudita, Emirati Arabi Uniti, Kuwait, Oman, Qatar, Yemen) e in Iran, Iraq e Siria.■ Le scorte più significative di gas naturale sono concentrate in Medio Oriente (in particolare Iran, Qatar, Arabia Saudita ed Emirati Arabi Uniti) e in Russia e Turkmenistan.■ Le maggiori riserve di carbone si trovano in USA, Russia, Cina, Australia e India. Oltre il 67% delle riserve di petrolio e oltre il 66% delle riserve di gas naturale sono in Medio Oriente e Russia.

iL petroLio: Un CALo storiCoIl petrolio, a livello mondiale, rimane il combustibile più utilizzato, anche se continua a perdere terreno rispetto all’avanzata del carbone e del gas naturale. Nel 2008 sono stati consumati oltre 84 milioni di barili al giorno, circa 420mila in meno rispetto al 2007. Si tratta del primo declino dal 1993 a oggi.

(Fonte: www.worldcoal.org)

iL petroLio si misura comunemente in bariLi e un bariLe è pari a 159 Lt.

L’unità di misura!

trA sCenAri e sCorteSecondo il World Energy Outlook 2008 dell’iea - International Energy Agency, i combustibili fossili continueran-no a essere la principale fonte di energia primaria, almeno fino al 2030. Il petrolio sarà ancora il combustibile più utilizzato anche se la richiesta e la produzione di carbone sarà in continua crescita. Ma quanta energia elettrica potremo ancora ricavare dalle fonti fossili? Ecco, secondo il rapporto Statistical Review of World Energy June 2009 elaborato dalla società bp, per quanti anni basteranno le riserve accertate tenendo conto degli attuali tassi di produzione elettrica:■ petrolio: i 1.258 miliardi di barili accertati sono sufficienti per i prossimi 42 anni;■ gas: i circa 185mila miliardi di m3 accertati sono sufficienti per i prossimi 60 anni;■ carbone: gli oltre 847 miliardi di tonnellate accertate sono sufficienti per i prossimi 122 anni.

iL concetto “riserve accertate” indica Le “riserve recuperabiLi aLLe condizioni economiche e tecnoLogiche vigenti”: si parLa, quindi, di riserve recuperabiLi con Le tecnoLogie oggi disponibiLi e più o meno ai costi attuaLi. ma non tutto iL mondo è stato espLorato e già oggi sono stati individuati giacimenti di fonti fossiLi che non vengono ancora estratti perché economicamente meno convenienti. proprio per questo La ricerca, oLtre a rendere sempre più efficienti Le centraLi di produzione, sta Lavorando per migLiorare Le tecnoLogie di estrazione. è iL caso, per esempio, deL petroLio contenuto neLLe sabbie bituminose: ne è nota La presenza per aLmeno 900 miLiardi di tep (circa 5 voLte Le riserve di petroLio accertate, in termini di oLio estraibiLe) ma estrarLo con Le tecnoLogie oggi disponibiLi non sarebbe economicamente competitivo.

(www.enel.it)

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In Italia, nel 2008, erano in funzione 1.151 centra-li termoelettriche (94 in più rispetto al 2007) con una potenza efficiente netta di quasi 73.400 MW (+ 5,3% rispetto al 2007) e una produzione netta di circa 250mila GWh (- 1,5% rispetto al 2007). Anche nel 2008 il gas è stato il combustibile maggiormente utilizzato. Per un quadro completo si segnala che al 31 dicembre 2008, la potenza efficiente netta delle centrali elettriche italiane ha superato i 98.600 MW e la produzione netta è stata di oltre 307mila GWh.

(Fonte: TERNA, Dati statistici sull’energia elettrica in Italia 2008)

itaLia 2008: principaLi fonti energetiche per La produzione termoeLettrica netta (gWh)

GAs nAtUrALe e CArboneNel 2008 i consumi mondiali di gas naturale e car-bone sono cresciuti anche se meno rispetto agli anni precedenti. In particolare il carbone, per il sesto

anno consecutivo, è stato la fonte con il maggiore incremento dei consumi (+ 3,1%) a livello mondiale. A fare da traino è stata la Cina, che da sola detie-ne il 43% dei consumi energetici mondiali. Anche in questo caso, però, si tratta di un tasso di crescita inferiore al trend degli ultimi anni.

Le CentrALi termoeLettriCHe Le fonti fossili vengono utilizzate nelle centrali termoelettriche. Qui l’acqua viene riscaldata pro-prio dalla loro combustione ottenendo vapore ad alta pressione e ad alta temperatura (cioè ad alta entalpia): questo viene diretto su una turbina che si mette in moto, trasferendo energia meccanica all’alternatore che produce elettricità. Grazie alla continua ricerca le centrali aumentano sempre più l’efficienza della fase di produzione. Per esempio, nelle centrali termoelettriche a tur-bogas l’aria compressa aspirata dall’esterno viene immessa nella camera di combustione assieme al combustibile (metano o gasolio): la miscela che si forma viene incendiata e i gas prodotti ad alta pressione e alta temperatura si espandono in una turbina a gas (turbogas) che, ruotando, trascina un alternatore che genera energia elettrica. Una cen-trale a turbogas funziona quindi senza la caldaia (che trasforma l’acqua in vapore) e di conseguen-za anche senza il condensatore (che ritrasforma il vapore in acqua). Ma dato che i gas in uscita sono ancora molto caldi, l’impianto viene combinato con un impianto a vapore, che li riutilizza fornendo energia e au-mentando l’efficienza dell’insieme. In questo caso si parla di centrali a ciclo combinato gas-vapore. Il loro rendimento elettrico (cioè la conversione dell’energia contenuta nel combustibile in energia elettrica) è molto elevato e si avvicina al 60%.

L’opec - organization of petroleum exporting Countries è L’organizzazione petroLifera internazionaLe creata neL 1960 per iniziativa di cinque grandi paesi produttori di petroLio (arabia saudita, iran, iraq, KuWait e venezueLa) aLLo scopo di coordinare e promuovere gLi interessi dei paesi esportatori di petroLio. oLtre ai fondatori, oggi ne fanno parte: aLgeria, angoLa, ecuador, emirati arabi uniti, gabon, Libia, nigeria e qatar. L’indonesia non è più membro daL 2009.

La sigLa!

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È il giugno 1897. Durante le celebrazioni per la presentazione della flotta britannica, la nave Turbi-nia stupisce tutti. Sfreccia di fronte a un pubblico di nobili e alti dignitari alla velocità di 34 nodi. Per i tempi è una velocità assolutamente straordinaria: infatti le navi più veloci raggiungono appena i 27 nodi.Il fatto è che la Turbinia è attrezzata con un mo-tore speciale, azionato da una turbina a vapore inventata da un certo Charles Parsons. Lui è già molto noto, non solo in Gran Bretagna ma in tutto il mondo. La sua invenzione della turbina a vapore ha permesso, infatti, non solo di far viaggiare le navi a queste straordinarie velocità, ma anche di produrre energia elettrica. Basta, infatti, collegare

la sua turbina a vapore a un generatore per pro-durre elettricità.Charles Parsons è nato a Londra, ultimo figlio del conte e della contessa di Rosse. Suo padre è un famoso astronomo e Charles prende proprio da lui la passione per la tecnologia e l’ingegneria: nell’officina aiuta il padre a costruirsi gli strumenti per le osservazioni del cielo.Si laurea in matematica all’Università di Cambrid-ge e poi va a lavorare come apprendista in una fabbrica, cosa per niente normale per il figlio di un conte! Più tardi fonderà una sua fabbrica per costruire turbo-generatori, la C. A. Parsons and Company a Newcastle, che esiste ancora oggi come parte della Siemens.

Lo sCien iAtocharLes parsons(13 giugno 1854 – 11 febbraio 1931)

■ ossidi di azoto: le emissioni di questi ossidi, noti come NOX, sono ridotte fino all’85% grazie al denitrificatore che riduce gli ossidi di azoto mescolandoli con ammoniaca e ossigeno per ottenere acqua e azoto molecolare (non inquinante) e ai nuovi tipi di bruciatori delle caldaie;

■ ossidi di carbonio o anidride carbonica: composti formati da carbonio e ossigeno, prodotti naturali della combustione. Anche per queste emissioni, a parità di energia prodotta, ci si sta avvicinando alla drastica riduzione, grazie a progetti rivolti alla cattura e al sequestro della CO2 e a sistemi innovativi di combustione.

emissioni sotto ControLLoLa combustione delle fonti fossili genera anidride solforosa, polveri, ossidi di azoto, CO, CO2: petrolio, carbone e gas devono quindi essere utilizzati in impianti complessi dotati di filtri e sistemi di abbattimento per evitare le emissioni in atmosfera. Per favorire invece la dispersione in quota delle piccolissime emissioni residue, i camini delle centrali sono molto alti, in certi casi anche oltre i 200 metri. Tra le sostanze costantemente monitorate si segnalano: ■ ossidi di zolfo (so2) e sox in generale: composti formati da ossigeno e zolfo che in passato hanno

contribuito al fenomeno delle piogge acide. I moderni impianti di desolforazionene riducono fino al 97% le emissioni. La ricerca sulla valorizzazione delle ceneri e dei gessi provenienti dalla desolforazione dei fumi delle centrali a carbone si è concretizzata, inoltre, in un progetto che permetterà di impiegare nel settore delle costruzioni le ceneri a basso tenore di carbone incombusto e di produrre ceneri ultrafini per calcestruzzi ad alta resistenza e autocompattanti;

■ polveri: granelli di residui della combustione, simili a quelli prodotti dai motori delle auto. Gli impianti sono dotati del captatore delle polveri che rimuove le particelle sospese nei fumi di combustione (particolato) mediante filtrazione e dei filtri che comunemente sono di tipo elettrostatico (le particelle sono caricate elettricamente, migrano verso una piastra di raccolta e sono rimosse dai fumi in uscita) o di tipo “a manica” (i fumi passano attraverso un tessuto a maglie tanto strette da bloccare le particelle) che permettono una rimozione vicina al 99,9% del particolato totale.

caLdaia: è un forno in cui vengono introdotti aria e combustibiLe; i bruciatori producono fiamme che scaLdano i tubi a serpentina in cui circoLa acqua che si trasforma in vapore, La cui temperatura può arrivare a 580 °c. ciminiera: è una torre di cemento coLorata ad aneLLi bianchi e rossi; dopo un trattamento di “puLizia”, da essa fuoriescono i fumi prodotti neLLa combustione. pompa di aLimento: ha La funzione di garantire iL rifornimento di acqua aLLa caLdaia in sostituzione di queLLa che si trasforma in vapore e viene inviata aLLa turbina. La pompa aspira L’acqua proveniente daL condensatore e La manda verso La caLdaia. condensatore: iL vapore proveniente daLLe turbine si raffredda e condensa in acqua che viene poi reintrodotta neLLa caLdaia. iL vapore è raffreddato da aLtra acqua: proprio per questo Le centraLi termoeLettriche vengono costruite nei pressi dei fiumi o deL mare. L’acqua preLevata e utiLizzata neL cicLo di raffreddamento non subisce sostanziaLi modificazioni chimico-fisiche e viene reimmessa, tutta, neL bacino idrico di provenienza. turbina e aLternatore: iL vapore ad aLta pressione fuoriesce daLLa caLdaia ed entra neLLa turbina dove mette in moto Le paLette deL rotore che a sua voLta trascina L’aLbero deLL’aLternatore.

Le paroLe!

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la profondità: oltre gli 800 metri la CO2, cambiando stato, acquista la densità di un fluido. Inoltre reagi-sce con l’acqua e con i minerali solubilizzandosi e trasformandosi, con il tempo, prima in bicarbonati in soluzione e poi in nuova roccia. Il suo sequestro per centinaia di migliaia di anni è comunque possibile e soprattutto ambientalmente sicuro. Del resto non solo non è un inquinante, non è velenosa, né esplosiva ma depositi naturali di CO2 nel sottosuolo esistono, sono molto diffusi e non hanno mai creato particolari problemi. Si tratta quin-di di un processo già “sperimentato” dalla natura.

attualmente esistono 3 tipi di confinamento ge-ologico. 1. sequestro geologico in acquiferi salini cioè

in falde sotterranee, tipicamente di arenaria, dove l’acqua è talmente salata da non poter es-sere utilizzata per alcuno scopo civile. Dal 1996 a sleipner, in norvegia, durante l’estrazione pe-trolifera da un giacimento offshore nel Mare del Nord, vengono catturate ogni anno circa 1 milio-ne di tonnellate di CO2 reiniettate direttamente in

una falda acquifera salina a circa 1.000 m sotto il fondo del mare.

2. sequestro geologico in giacimenti di petrolio e gas naturale esauriti che sono considerati siti sicuri per il confinamento geologico, in quan-to hanno già contenuto petrolio, gas naturale e spesso CO2 per milioni di anni. Sono quindi trappole naturali già sperimentate. D’altra parte, il pompaggio di CO2 viene utilizzato da circa 30 anni per aumentare le quantità di petrolio o gas recuperabili dai giacimenti con metodi tradizio-nali. a Weyburn, in canada, dal 2000 vengono iniettate circa 5mila tonnellate di CO2 al giorno in un giacimento petrolifero a profondità compresa tra 1.300 e 1.500 m per incrementarne la produ-zione. La CO2 proviene da un impianto di gassifi-cazione nel Nord Dakota (USA) e viene trasporta-ta con una conduttura di 250 km. a in salah, in algeria, è stato trovato un grande giacimento di gas con elevato tasso di CO2: dal 2004, per con-sentirne la commercializzazione è stato deciso di separarla direttamente sul posto e di reiniettarla nel giacimento stesso.

CCs CArbon CAptUre storAGe ossiA LA CAttUrA e iL seqUestro deLLA Co2Oggi è necessario un grande sforzo di ricerca e di investimenti per utilizzare le fonti fossili tradiziona-li stabilizzando e progressivamente riducendo le emissioni di gas serra. Le moderne centrali termo-elettriche consentono di aumentare decisamente l’efficienza della fase di produzione e anche di ab-battere drasticamente le emissioni di polveri, ani-dride solforosa e ossidi di azoto. Resta da risolvere il problema dell’immissione in atmosfera di gas rite-nuti responsabili del cambiamento climatico, come la CO2 che si genera durante la combustione. In quest’ottica la sua cattura e il suo sequestro si pre-sentano come una delle soluzioni più promettenti. Sullo sviluppo di questa innovativa tecnologia si sta concentrando l’interesse delle istituzioni e delle maggiori aziende energetiche di tutti i Paesi indu-strializzati, e recentemente anche di Cina e India.

La CO2 viene sempre prodotta dalle centrali termo-elettriche nella fase di combustione di petrolio, gas e carbone. Per catturarla bisogna separarla dai fumi di scarico mediante processi fisico-chimici, prima o dopo la combustione. Le tecnologie attualmente disponibili permettono di catturare dall’85 al 95% delle emissioni di CO2 di un impianto. In futuro si prevede di arrivare al 100%. 1. dopo la combustione, catturandola dai fumi,

essenzialmente con processi chimici. Il metodo è ben noto e può essere usato nelle centrali elettri-che convenzionali;

2. prima della combustione: i combustibili vengono trattati in un gassificatore prima di essere bruciati e il gas prodotto contiene sia idrogeno, poi usa-to per generare energia, sia CO2, che può essere separata, per esempio, attraverso una filtrazione con membrane;

3. con l’ossicombustione: gli idrocarburi vengono bruciati in ossigeno e non in aria. In questo caso i fumi contengono vapore acqueo, che viene condensato abbassando la temperatura, e CO2 praticamente pura e pronta per essere immagaz-zinata.

Una volta catturata, la CO2 deve essere sequestrata definitivamente in un posto sicuro. La scelta di un sito idoneo per custodirla è, ovviamente, un processo molto complesso perché deve rispondere a requisiti tecnici precisi valutabili solo da esperti. Un criterio è

peCiALe iL seqUestro deL seCoLos

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volta cresciute, saranno raffinate per produrre biocombustibile con cui rifornire i veicoli di terra usati all’in-terno dell’aeroporto. Secondo gli ingegneri che seguono il progetto si potrà arrivare a produrre 250 l di biocarburante al giorno.

■ gccsi - Global Carbon Capture and Storage Institute è l’organizzazione nata in australia per mobilitare risorse pubbliche e private per far decollare la tecnologia CCS dal punto di vista commerciale, normativo e di accettazione da parte dell’opinione pubblica. Ne fanno parte: Australia, Canada, Corea del Sud, Emirato di Abu Dhabi, Francia, Germania, Giappone, Gran Bretagna, Indonesia, Italia, Messico, Norvegia, Nuova Zelanda, Olanda, Papua Nuova Guinea, Sud-Africa e USA. Partecipano all’iniziativa anche una quarantina tra le più importanti aziende del settore energetico mondiale, inclusa Enel.

i CombUstibiLi FossiLi e LA CCs di eneLemissioni azzerate. In tutte le centrali termoelettriche Enel, le emissioni di ossidi di zolfo, polveri, ossidi di azoto e ossidi di carbonio sono ridotte drasticamente grazie all’adozione delle innovative tecnologie chiamate Zero Emission. I valori di concentrazione di queste sostanze sono infatti controllati “in continuo” così da assi-curare il rispetto della normativa ambientale. Grazie alla ricerca e all’innovazione le emissioni specifiche di CO2 nel parco termoelettrico italiano sono così passate dai 618 g/kWh del 1990 ai 462 g/kWh del 2008.

ricerca&tecnologia. Il Piano industriale di Enel per i prossimi anni prevede anche investimenti significativi in attività di ricerca nel campo delle fonti non rinnovabili. Le attività vengono coordinate dal centro di pisa, impegnato nella riduzione delle emissioni inquinanti e dotato di uno degli elaboratori più potenti installati in Italia per simulazioni modellistiche matematiche. Nel centro di ricerca di Livorno si studiano invece le fiam-me sprigionate dalla combustione di petrolio, olio combustibile, carbone e gas. Si analizzano con computer e

3. sequestro geologico in giacimenti di carbone non sfruttabili perchè talmente profondi da renderne impossibile o sconveniente l’estrazione. in polonia, dal 2001, è in fase di studio e di sperimentazione un impianto pilota per il confinamento della CO2 proprio in una miniera di carbone non utilizzabile.

I tre impianti operativi su scala industriale citati e la sperimentazione polacca testimoniano come lo stoccaggio della CO2 sia non solo possibile ma anche sicura: in nessuno dei tre si sono mai registrate fughe. Oggi quindi il problema non è tanto dimostrare la possibilità della cattura, del trasporto e dello stoccaggio: tutti questi elementi sono da tempo assodati. La vera sfida è costituita dalla possibilità di integrarli in un processo di cattura e stoc-caggio completo, adeguato alle necessità dei grandi impianti industriali, e a costi ridotti.

Un nuovo filone di ricerca riguarda lo stoccaggio della CO2 sul fondo degli oceani, dove la fortissima pressione dell’acqua soprastante dovrebbe formare una barriera. Si tratta di una soluzione promettente, anche perché aiuta a superare situazioni di sindrome nimbY - Not in my back yard (letteralmente significa non nel mio cortile): sono molte le opposizioni manifestate, infatti, da chi abita vicino ai possibili luoghi di stoccaggio.

i CombUstibiLi FossiLi e LA CCs neL mondo■ Si trova a 175 km al largo di rio de Janeiro, in Brasile, la colossale piattaforma P-51 che pompa gas e

petrolio dalle profondità sottomarine. La piattaforma offshore ha iniziato il suo lavoro di estrazione all’inizio del 2009, dopo essere stata trainata da enormi rimorchiatori ed essere stata ancorata al fondale marino. Le quantità di gas e petrolio preannunciate potrebbero proiettare il Brasile tra i massimi produttori mondiali.

■ L’australia ha individuato al largo delle proprie coste 10 aree idonee per lo stoccaggio della CO2: si tratta di bacini di gas naturale ormai esauriti che si trovano sotto il fondo marino.

■ rotterdam è tra le città europee con il più alto tasso di emissioni di CO2. Proprio per questo sta avviando un programma di riduzione che passa non solo dall’efficienza energetica e dallo sviluppo delle rinnovabili, ma anche dalla CCS: lo stoccaggio della CO2 avverrà nei giacimenti di olio e gas esausti del Mar del Nord. Ma una parte della CO2 prodotta dall’area industriale viene già convogliata a un insediamento di serre per aumentare la produttività delle coltivazioni di fiori e ortaggi.

■ L’ingv - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia ha valutato le potenzialità di deposito geologico della CO2 in italia censendo le trivellazioni minerarie realizzate dagli anni ’60: si tratta di quasi 8.000 pozzi, analizzati uno per uno, per verificare la copertura rocciosa e la tipologia degli acquiferi presenti sotto gli 800 metri. Quelli con le caratteristiche migliori - circa 1.000 - sono stati sottoposti a studi più particolareggiati giungendo a individuare circa 200 pozzi giudicati ottimi, prevalentemente situati nella fascia adriatica. Sulla base di questo studio preliminare si stima che il potenziale di stoccaggio italiano sia oggi compreso tra 10 e 40 miliardi di tonnellate di CO2. Se si tiene presente che le emissioni degli impianti termoelettrici italiani si attestano intorno a 150 milioni di tonnellate/anno, il potenziale di stoccaggio sarebbe teoricamente suf-ficiente ad assorbire tutta la produzione di CO2 italiana per oltre due secoli!

■ All’aeroporto John Lennon di Liverpool è in fase di test uno speciale bio-filtro che contiene alghe: proprio queste filtrano l’aria del terminale e in più riutilizzano la CO2 imprigionata come nutrimento. Le alghe, una

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e l’idrogeno viene utilizzato per produrre energia elettrica. Le tecniche di gassificazione del carbone sono già disponibili, anche se necessitano di ulteriori sviluppi per garantirne l’affidabilità. Non è invece ancora disponibile una tecnologia che consenta di usare l’idrogeno come combustibile limitando le emissioni di ossidi di azoto. Enel, per prima al mondo, collaborando con General Electric, è riuscita a sviluppare un bruciatore per turbogas in grado di utilizzare idrogeno puro come combustibile contenendo notevolmente le emissioni di ossidi di azoto. Il bruciatore è già stato applicato su un impianto in piena scala nella centrale a carbone di Fusina (VE). ■ il sequestro: come abbiamo già visto, la CO2, una volta catturata, è trasportata attraverso appositi gasdotti fino ai depositi di stoccaggio geologico. Enel, in collaborazione con ENI, sta sviluppando il primo progetto integrato italiano di cattura e sequestro della CO2. L’anidride carbonica prodotta con l’impianto pilota di Brindisi, verrà iniettata in uno dei pozzi di stoccaggio gas di Eni. Enel realizzerà inoltre una pipeline pilota che sarà utilizzata per testare le modalità di trasporto della CO2 e sviluppare competenze in vista dell’impianto in piena scala di Porto Tolle.

Le tecnologie CCS sono tuttavia ancora caratteriz-zate da costi molto elevati che derivano dal fatto che gli impianti di questo genere penalizzano l’efficienza delle centrali elettriche nelle quali vengono installati. Inoltre bisognerà favorire lo scambio di esperienza e di know-how tra Paesi sviluppati ed emergenti. Cina ed India sono infatti responsabili del 28% circa delle emissioni mondiali di CO2 legate alla produzione di

energia elettrica e, in base alle stime dell’IEA, vedran-no raddoppiare le proprie emissioni di CO2 da qui al 2030. La crescita economica determinerà inoltre un incremento considerevole di domanda di elettricità alla quale stanno già rispondendo con la costruzio-ne di nuove centrali a combustibili fossili. Proprio per questo, il 14 settembre 2009, Enel, il Ministero dell’Ambiente Italiano e il Ministero Cinese per la Scienza e la Tecnologia hanno sottoscritto un accor-do per lo sviluppo di uno studio di fattibilità per la re-alizzazione di un sistema di cattura della CO2 presso una centrale a carbone cinese. A testimonianza dell’impegno sul fronte della CCS, Enel, nel corso del G8 Ambiente che si è svolto a Si-racusa nell’aprile 2009, è diventata socio fondatore del già citato gccsi - Global Carbon Capture and Storage Institute.

laser per capire come intervenire per migliorarne la combustione e quindi aumentare la produzione di energia e ridurre le emissioni inquinanti. L’Area Spe-rimentale Enel è stata designata sede dell’Interna-tional Flame Research Foundation, la più prestigiosa fondazione internazionale finalizzata allo sviluppo di nuove tecnologie della generazione termoelettrica con soluzioni innovative riguardo all’abbattimento di emissioni.

clean coal - carbone pulito. Enel è impegnata in diversi progetti di ricerca e di sperimentazione per rendere compatibile l’uso dei combustibili fossili con la riduzione delle emissioni di gas serra necessaria per raggiungere gli ambiziosi obiettivi di conteni-mento del riscaldamento globale fatti propri dall’UE. In questo contesto partecipa anche al programma europeo Zero Emission Fossil Fuel Power Plant che si pone l’obiettivo di ridurre al minimo le emissioni di CO2 delle centrali a carbone grazie alla ricerca e all’introduzione negli impianti di produzione delle nuove tecnologie disponibili.

carbone pulito a torrevaldaliga nord, civitavec-chia. A dicembre 2008 la centrale di Torrevaldali-ga Nord è stata accesa con successo utilizzando carbone pulito. L’impianto sostituisce una centrale a olio combustibile di vecchia generazione e, per il complesso di tecnologie utilizzate contemporane-amente, è il più avanzato al mondo di questo tipo. Con una potenza installata di 1.980 MW, potrà sod-disfare, a pieno regime, la metà del fabbisogno del Lazio. Grazie al carbone pulito, la nuova centrale, rispetto all’impianto precedente, riduce dell’88% le emissioni di anidride solforosa (SO2), del 61% gli ossidi di azoto (NOx), dell’88% le polveri e del 18% la CO2.

La ccs. una tripla sfida Enel è in prima fila nella ricerca sulle tecnologie di cattura e sequestro della CO2 e ha lanciato un programma ambizioso per pro-muoverne lo sviluppo a livello industriale. I progetti di ricerca promossi coprono tutte le strade possibili per catturare la CO2 dalle ciminiere delle centrali. ■ La cattura post-combustione: la CO2 è rimossa dai fumi delle centrali attraverso un processo di assorbimento chimico. Enel sta già realizzando un impianto pilota nella centrale a carbone di Brindisi che, dal 2010, consentirà di testare la tecnologia su una scala significativa. L’impianto catturerà circa 15mila tonnellate di CO2 l’anno e contribuirà allo sviluppo di un progetto in piena scala presso la nuova centrale a carbone che sarà realizzata a Porto Tolle (RO). Questo secondo impianto avrà una capacità di cattura di circa 1 milione di tonnellate di CO2 l’anno e sarà supportato, con un finanziamento di circa 100 milioni di euro, dall’UE nell’ambito del programma European Economic Plan for Recovery.■ La combustione in ossigeno ad alta pressione: il carbone è bruciato ad alta pressione utilizzando ossigeno al posto dell’aria; i fumi prodotti dalla combustione sono costituiti da CO2 e vapor d’acqua e grazie a un semplice processo di condensazione è possibile catturare la CO2. Il processo garantisce un’elevata efficienza (~35%), ma necessita di una modifica radicale del processo di combustione. Si tratta dunque di una soluzione di medio-lungo termine.■ cattura pre-combustione: il carbone è pre-trattato e convertito in una miscela di CO2 e idrogeno (processo di gassificazione del carbone). La CO2 viene rimossa dalla miscela

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Atomi in A ioneL’atomo è la più piccola parte di un elemento in gra-do di conservarne le caratteristiche chimiche e fisi-che. È costituito da protoni (carica positiva), neutroni (elettricamente neutri) ed elettroni (carica negativa). Protoni e neutroni costituiscono il nucleo, intorno al quale sono distribuiti gli elettroni.Un nucleo instabile si trasforma ed emette radiazio-ni finché raggiunge la stabilità. Questo fenomeno si chiama radioattività e libera energia. La radioatti-vità non è un’invenzione umana ma è naturalmente presente sulla nostra Terra e nell’Universo.

LA Fissione nUCLeAreLa fissione nucleare è la rottura di un nucleo pesante in due nuclei più leggeri. L’energia nucleare è infatti contenuta nei nuclei degli atomi di alcuni elemen-ti come l’uranio. Questa prima rottura innesca una reazione a catena che libera una quantità enorme di energia: secondo l’equazione di Einstein (E = mc2), infatti, la massa del nucleo iniziale è maggiore del-la somma delle masse dei due nuclei più leggeri e la differenza di massa viene liberata sotto forma di energia.

Le CentrALiLe centrali termonucleari funzionano come quelle termoelettriche, ma il calore viene prodotto dalla rot-tura (fissione) dei nuclei di uranio che liberano grandi quantità di energia e nuovi neutroni che rompono i nuclei di altri atomi generando una reazione a ca-tena. Questa reazione è controllata e avviene nel nocciolo, il cuore delle centrali nucleari, custodito nel reattore che, a sua volta, è contenuto in un edi-

ficio di cemento armato. Nel reattore circola un flu-ido di raffreddamento che sottrae il calore prodotto e, attraverso un sistema di scambio, lo trasferisce alla caldaia senza che ci siano contatti diretti. L’ac-qua della caldaia, scaldata, diventa vapore: questo, come in una normale centrale termoelettrica, viene diretto su una turbina che si mette in moto e muove un alternatore che produce l’energia elettrica.

dAdi speCiALiUna delle critiche che vengono mosse allo svilup-po dell’energia nucleare è legato alla produzione di scorie radioattive. Affinché la radioattività decada completamente, questi materiali hanno bisogno di moltissimi anni. Per questo viene fatto lo smalti-mento in sicurezza che garantisce uno stoccaggio sicuro delle scorie. In questo esperimento misure-remo quanto tempo ci vuole per smaltire 100 dadi “radioattivi”.

cosa occorre■ 100 dadi;■ una scatola di scarpe.

cosa fare■ Mettiamo tutti i dadi nella scatola e poi vuotiamola sul tavolo;■ togliamo tutti i dadi che sono usciti col numero 1;■ raccogliamo i dadi rimasti, rimettiamoli nella scatola e lanciamoli di nuovo;■ come prima, togliamo tutti i dadi che sono usciti col numero 1;■ ripetiamo le stesse operazioni fino a che non avremo tolto tutti i dadi, misurando la durata dell’esperimento.

UrAnio e Le CentrALi nUCLeAriL’cosa accadeLa rimozione di un dado col numero 1 rappresenta il decadimento di un nucleo radioattivo. La probabi-lità che un nucleo radioattivo decada in un secondo è la stessa per ogni secondo che passa; nel nostro caso la probabilità che a ogni lancio un dado esca col numero 1 è sempre 1/6. Più piccola è la proba-bilità di decadere, più lungo è il tempo che occorre per lo smaltimento di un elemento radioattivo. Per l’uranio 238, la probabilità di decadimento è estre-mamente piccola: il suo tempo di dimezzamento è addirittura di 4,5 miliardi di anni.

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i riFiUtiUno degli aspetti più importanti delle centrali nu-cleari è la gestione dei rifiuti radioattivi e quindi di qualsiasi materia radioattiva, libera o contenuta in apparecchiature o dispositivi, che non ha più altri utilizzi. Questi rifiuti sono classificati in base al loro tempo di decadimento – ossia il tempo necessa-rio perché l’attività del rifiuto scenda sotto i valori tipici della radioattività dei materiali presenti in na-tura – e si dividono in 3 categorie: ■ rifiuti a bassa attività con tempi di decadimento

fino a 30 anni (dopo i quali possono essere ge-stiti come normali rifiuti non radioattivi);

■ rifiuti a media attività con tempi di decadimento fino a 300 anni (dopo i quali possono essere ge-stiti come normali rifiuti non radioattivi);

■ rifiuti ad alta attività con tempi di decadimento dell’ordine delle migliaia di anni.Visti i diversi tempi di decadimento, i rifiuti a bassa e media attività e i rifiuti ad alta attività vengono ge-stiti con procedure diverse ma sempre nel rispetto delle norme di sicurezza. I rifiuti ad alta attività, in-fatti, avendo tempi di decadimento particolarmente lunghi (migliaia di anni), non possono essere affidati a depositi controllati dall’uomo, per i quali si consi-dera un tempo limite di 300 anni, ma a depositi in grado di garantire, in modo naturale, l’isolamento dei rifiuti dalla biosfera per alcune migliaia di anni. Si tratta dei cosiddetti depositi geologici, ovvero depositi in profondità nel sottosuolo (500-700 m) costituiti da rocce, argille o formazioni saline.

GenerA ioni A ConFrontoLe centrali nucleari di i generazione risalgono agli anni ’50 – ’60. Oggi sono state sostituite dalla ii generazione. Ulteriori miglioramenti tecnici hanno

Le riserve di uranio si trovano in molti Paesi, il primo è l’Australia. L’approvvigionamento è quindi meno soggetto a situazioni di tensione e “monopoli” come avviene per petrolio e gas.

LA siCUre ALa sicurezza degli impianti si basa su 2 elementi principali:■ la gestione rigorosa, ossia la preparazione e

l’eccellenza dei tecnici, l’organizzazione, le pro-cedure operative e, più in generale, la “cultura della sicurezza nucleare”;

■ la tecnologia più avanzata, ossia una serie di barriere fisiche indipendenti l’una dall’altra e una lunga serie di sistemi di sicurezza automa-tizzati in grado di prevenire e gestire le più diver-se situazioni.

inoltre, il nucleare non è mai gestito solo a livel-lo nazionale perché si inserisce in un contesto di leggi e controlli internazionali. Gli impianti nucle-ari in esercizio sono sottoposti, in tutto il mondo, al regime di controllo dell’iaea - International Atomic Energy Agency che, in caso di anomalie, può dispor-re accertamenti indipendenti da quelli nazionali. In Europa i controlli sono affiancati da quelli previsti dal trattato euratom e i membri dell’UE devono segnalare ogni anomalia anche al sistema ecurie - European Community Urgent Radiological Infor-mation Exchange che riceve e ritrasmette agli altri Paesi membri le informazioni acquisite.

Le sCorteLo studio Uranium 2007: Resources, Production and Demand pubblicato ogni due anni da iaea e nea stima che, in base agli attuali tassi di produzione elet-tronucleare, ci sia abbastanza uranio per i prossimi 100 anni. Si tratta di riserve già accertate alle quali bisogna aggiungere quelle stimate: insieme potran-no garantire la disponibilità di uranio per i prossimi 300 anni. Ma questo combustibile basterà per oltre 30mila anni con i reattori di IV generazione che sa-ranno in grado di utilizzare come combustibile i rifiuti prodotti dai reattori di II e III generazione.

(Fonte: IAEA - International Atomic Energy Agency)

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diffusione deLLe riserve di uranio

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quante scorie producono Le centraLi nucLeari epr? un esempio praticose in itaLia venissero reaLizzate 8 centraLi nucLeari epr da 1.600 mW ciascuna, tutti i rifiuti a bassa e media attività prodotti neLLa vita operativa degLi impianti - 60 anni per ciascuno - corrisponderebbero a circa 38.000 m3 e potrebbero essere contenuti in un campo da caLcio per un’aLtezza di circa 6 metri.i rifiuti ad aLta attività e a Lungo periodo di decadimento prodotti in 60 anni di esercizio degLi impianti corrisponderebbero invece a un voLume di 4.200 m3 e potrebbero essere contenuti in un spazio pari aL 20% di un campo da caLcio per un’aLtezza di 3 metri.

Attualmente sono in costruzione 4 reattori epr:■ uno in Finlandia, a Olkiluoto;■ uno in Francia, a Flamanville. Il Governo ha inoltre confermato la realizzazione di un altro epr a partire dal 2012 nel sito di Penly. Entrambi vedono la partecipazione di Enel;■ due in Cina: Taishan 1 e 2.

trend e previsioniSecondo il rapporto Statistical Review of World Energy June 2009 - elaborato dalla società bp - nel 2008 il consumo mondiale di energia nucleare ha segnato un leggero calo anche per via del brusco rallentamento giapponese, conseguenza del terremoto che colpì nel 2007 la centrale di Khasiwazaki-Kariva, la più grande del mondo.

portato alla progettazione delle centrali di iii gene-razione e iii generazione avanzata che uniscono tecnologia, efficienza, competitività economica e sicurezza. La ricerca internazionale però non si fer-ma e già si parla di centrali di iv generazione.

oom sULLA iii GenerA ioneEcco alcune caratteristiche dei reattori nucleari di terza generazione:■ potenza di 1.000 - 1.600 MW; ■ notevole semplificazione impiantistica:

riducendo il numero di circuiti e componenti si abbassa la probabilità di guasti;

■ maggiore efficienza, miglior utilizzo del combustibile e minore produzione di rifiuti;■ livelli di sicurezza impensabili per i reattori della

generazione precedente grazie all’introduzione di un sistema addizionale di spegnimento del reattore completamente passivo e a conteni-tori rinforzati per il reattore costituiti da diversi strati di metallo e cemento armato che consen-tono al reattore di resistere a eventi esterni (per esempio l’impatto di un aereo) e di contenere al loro interno le conseguenze di un, seppure mol-to improbabile, incidente.

C’è di più: LA iii GenerA ione AvAn AtA e L’eprI reattori più innovativi proposti oggi dall’industria sono quelli di iii generazione avanzata che uni-scono tecnologia, efficienza, competitività eco-nomica e sicurezza. A questa famiglia appartiene anche l’innovativo reattore ad acqua pressurizza-ta epr - European Pressurized water Reactor. Si tratta di reattori di grande potenza (1.600 MW),

capaci di funzionare in modo flessibile (modulando la produzione di elettricità in base alle necessità) e progettati per rispondere agli European Utility Re-quirements, particolarmente stringenti in fatto di si-curezza e affidabilità: la probabilità di un incidente è minore di un evento ogni milione di anni. Nel caso poi si verifichi un incidente, le soluzioni progettuali adottate per gli impianti epr consentono di conte-nere all’interno dell’edificio che custodisce il reatto-re gli eventuali rilasci di radioattività impedendone la fuoriuscita. Questi impianti, inoltre, sono realiz-zati per resistere ad attacchi terroristici, compresi gli attacchi aerei. Un epr - European Pressurized water Reactor da 1.600 MW produce circa 12 miliardi di kWh all’an-no, ovvero circa il 4% del nostro consumo di ener-gia elettrica. In termini di consumi domestici questo corrisponde al fabbisogno di circa 5 milioni di per-sone o a due città come Milano.

Centrale EPR di Flamanville

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Al 24 settembre 2009 risultano installate 436 centrali nucleari in 31 Paesi: con una potenza totale di circa 370 GW garantiscono il 15% dell’elettricità prodotta in tutto il mondo. Altre 53 centrali sono in costruzio-ne per oltre 47 GW installati in 15 Paesi.

Il grafi co mostra quanta domanda di energia elet-trica viene soddisfatta in alcuni Paesi del mondo grazie alla produzione elettronucleare. In Francia l’energia nucleare copre oltre il 76% del fabbisogno. Un record.

iL dibAttito pUbbLiCoNel 1987, sotto la spinta emotiva di quanto succes-so a Chernobyl e a seguito di un referendum sui temi del nucleare, in Italia si è stabilito di non produrre più energia nucleare. Recentemente il dibattito si è riaperto segnando il cosiddetto rilancio del nucleare. I motivi sono:

■ ambientali: nell’ambito di politiche di sviluppo sostenibile, la fonte nucleare è l’unica in grado di produrre quantità industriali di energia con emissioni climalteranti praticamente nulle;

■ geopolitici: la diversifi cazione degli approvvigionamenti energetici permette ai Paesi che utilizzano il nucleare di dipendere in misura minore da zone instabili. La nostra dipendenza negli approvvigionamenti ci lega a pochi Paesi produttori di materie prime e ci rende soggetti alle incertezze che caratterizzano il mercato mondiale dell’energia: le tensioni politiche tra Russia e Ucraina hanno per esempio causato contraccolpi sugli approvvigionamenti di gas. Li abbiamo fronteg-giati con le nostre scorte, ma abbiamo compreso gli effetti della dipendenza;

■ economici: il costo del kWh nucleare è semprepiù conveniente e la tecnologia sempre più effi ciente: gli impianti oggi hanno un fattore di produzione del 90%, contro il 50% delle centrali degli anni ’70. Inoltre l’uso di questa fonte, sempre in un’ottica di diversifi cazione degli approvvigionamenti, riduce le importazioni di combustibili fossili e spiega ulteriormente l’economicità relativa di questa fonte.

L’energia nucLeare neL 2008

(Fonte: IAEA - International Atomic Energy Agency. I dati sono stati approssimati)

Argentina 2 935 1 692Armenia 1 376 - -Belgio 7 5.824 - -Brasile 2 1.766 - -Bulgaria 2 1.906 2 1.906Canada 18 12.577 - -Cina 11 8.438 16 15.220Finlandia 4 2.696 1 1.600Francia 59 63.260 1 1.600Germania 17 20.470 - -Giappone 53 45.957 2 2.191India 17 3.782 6 2.910Iran - - 1 915Korea del Sud 20 17.647 6 6.520Lituania 1 1.185 - -Messico 2 1.300 - -Paesi Bassi 1 482 - -Pakistan 2 425 1 300Repubblica Ceca 6 3.634 - -Romania 2 1.300 - -Russia 31 21.743 9 6.894Slovacchia 4 1.711 2 810Slovenia 1 666 - -Sud Africa 2 1.800 - -Spagna 8 7.450 - -Svezia 10 8.958 - -Svizzera 5 3.238 - -Taiwan 6 4.949 2 2.600Ucraina 15 13.107 2 1.900Ungheria 4 1.859 - -UK – Regno Unito 19 10.097 - -USA 104 100.683 1 1.165totale 436 370.221 53 47.223

Paese Numero di reattori Potenza installata (MW) Numero di reattori Potenza installata (MW)

centraLi nucLeari neL mondo (settembre 2009)

centraLi attive centraLi in costruzione

(Fonte: ENS – European Nuclear Society)

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Le sonde interpLanetarie inviate a espLorare La parte esterna deL sistema soLare utiLizzano energia nucLeare visto che già aLLa distanza di giove iL fLusso di energia soLare è 25 voLte meno intenso che vicino aLLa terra e quindi insufficiente per aLimentare i panneLLi fotovoLtaici dei quaLi è dotata, per esempio, La iss - stazione spaziale internazionale.i generatori nucLeari o, più correttamente, gLi rtg - generatori termoelettriCi a radioisotopi forniscono energia attraverso iL decadimento radioattivo deL pLutonio 238. questo fenomeno produce caLore, successivamente convertito in eLettricità. si tratta di generatori progettati e testati accuratamente e utiLizzati ormai da anni neL campo deLL’espLorazione pLanetaria: furono usati, daL 1969 aL 1972, neLLe missioni apollo e, poi, nei veicoLi spaziaLi pioneer, voyager, galileo e ulisse, destinati a missioni di espLorazione entro e fuori dai Limiti deL sistema soLare. iL 30 giugno 2009 proprio ulisse, La sonda spaziaLe deLL’esa - european spaCe agenCy e deLLa nasa - national aeronautiCs and spaCe administration, ha comunicato però per L’uLtima voLta con La terra. in missione da 18 anni ha osservato per La prima voLta, e noi con Lei, i poLi deL soLe e ha seguito fedeLmente La sua attività. già circa un anno fa, iL team di ulisse riLevò che La temperatura deLLa naviceLLa si stava abbassando: La riserva di energia dei suoi generatori a radioisotopi era scesa sotto iL LiveLLo di guardia. ulisse continuerà a orbitare intorno aL soLe come una minuscoLa cometa artificiaLe, ma senza riuscire a fare ritorno aLLa sua itaca.

echi daLLo spazio

oom sULLA FUsione nUCLeAreScienziati e ricercatori di tutto il mondo cercano di realizzare la fusione nucleare, la reazione che avvie-ne nel Sole dove, ogni secondo, milioni di tonnellate di idrogeno si trasformano in elio liberando diretta-mente enormi quantità di energia. La fusione, più sicura e pulita, è ancora difficile da realizzare perché per innescare e mantenere la reazione bisognereb-be ricreare le condizioni che esistono all’interno del Sole dove la temperatura è di circa 15 milioni di °C. I vantaggi sono però notevoli: la fusione nucleare utilizza l’idrogeno che è presente ovunque ed è inesauribile.

La scala ines - International Nuclear and radiological Event Scale è stata sviluppata dagli esperti di iaea e nea per classificare gli incidenti nucleari e comunicarli al pubblico senza ricorrere a complessi dati tecnici. comprende 7 livelli ed è divisa in due: i guasti (dal 1° al 3° livello) e gli incidenti (dal 4° al 7° livello). Prevede poi un livello 0, al di sotto della scala, per gli eventi senza conseguenze sulla sicurezza.È utilizzata in tutto il mondo dal 1990. Nel 2008 è stata graficamente rivista per facilitare ulteriormente la com-prensione del pubblico.

iL 26 apriLe 1986 a chernobYL, 120 Km a nord di Kiev - oggi ucraina, aLLora urss - iL reattore numero 4 deLLa centraLe espLode provocando La fuoriuscita di una nube radioattiva. Le numerose anaLisi condotte in seguito aLL’incidente hanno confermato che quanto accaduto a chernobYL rappresenta un caso unico e irripetibiLe neL quaLe La configurazione deLL’impianto e una serie di errori umani hanno contribuito aL verificarsi deLL’incidente. La causa principaLe è infatti Legata aLLa disattivazione manuaLe dei sistemi di sicurezza operata da un gruppo di tecnici impegnati in un test sperimentaLe. questo incidente è L’unico deLLa storia a essere stato cLassificato con iL massimo grado (7) deLLa scaLa ines - international nuClear and radiologiCal event sCale.

Fonte: www-ns.iaea.org/tech-areas/emergency/ines.htm

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iL nUCLeAre neL mondo■ Molti dei Paesi europei dotati di centrali nucleari hanno scelto di avere pochi depositi centralizzati altamente

qualifi cati e in grado di gestire tutti i rifi uti a bassa e media attività prodotti: in germania ci sono tre depositi (a Konrad, Morseleben e Gorleben), in svezia due (a Oskarshamn e Forsmark), in francia due (a La Manche e L’Aube), in spagna e svizzera uno (rispettivamente a El Cabril e Zwilag).

■ In tutto il mondo sono 12 i Paesi che aderiscono al progetto gif - Generation IV International Forum: argentina, brasile, canada, cina, corea del sud, francia, giappone, gran bretagna, russia, sud afri-ca, svizzera e usa, oltre all’ue che partecipa tramite l’Euratom.

iL nUCLeAre di eneLuna competenza all’avanguardia. Enel oggi gestisce una potenza netta installata di 5.354 MW nucleari in Spagna e in Slovacchia che, nel 2008, hanno prodotto 41,5 TWh. In particolare Enel è presente in:■ Spagna (attraverso Endesa): 7 unità con una capacità istallata pari a 3.641 MW e una produzione di 26,1 TWh all’anno (più di due volte i consumi di Roma);■ Slovacchia (attraverso Slovenské Elektrárne): 4 unità nella centrale di Mohovce, per un totale di 1.712 MW e una produzione annua di 15,4 TWh;■ Francia, Romania e Russia con accordi e progetti di ricerca e di sviluppo.

Lavori in corso. In Slovacchia, dopo l’ok dell’Autorità Nucleare slovacca e della Commissione europea, sono iniziati i lavori di ampliamento della centrale nucleare di Mochovce. Le 2 nuove unità da 880 MW si aggiungono alle due già esistenti, saranno connesse alla rete di trasmissione rispettivamente nel 2012 e nel 2013 e copriran-no oltre il 22% dei consumi elettrici nazionali

in francia cresce la iii generazione avanzata. Enel partecipa alla realizzazione del reattore epr – European Pressurized Reactor di Flamanville in collaborazione con la francese edf (il principale operatore elettrico nazio-nale) con una quota del 12,5% e circa 60 ingegneri. Il reattore dovrebbe entrare in funzione entro il 2012. Enel parteciperà, con modalità simili a quelle utilizzate per Flamanville, anche alla realizzazione del nuovo reattore EPR di Penly, già autorizzato dal Governo francese.

il rinascimento nucleare. Il 31 luglio 2009 è nata sviluppo nucleare italia srl, una joint venture costituita da Enel ed EDF al 50%, con il compito di realizzare gli studi di fattibilità per la costruzione nel nostro Paese di alme-no 4 centrali nucleari con la tecnologia EPR di terza generazione avanzata. La prima dovrebbe entrare in servizio entro il 2020.

L’energia nucleare può diventare, secondo lei, una risposta ai problemi energetici del nostro pianeta?È una questione complessa: da una parte, abbiamo un mondo che richiede sempre più energia e, dall’al-tra, il petrolio e il gas rischiano di esaurirsi. Il mix delle fonti energetiche che saranno utilizzate in futuro avrà quindi bisogno anche del nucleare, soprattutto se si pensa che Paesi in forte sviluppo, come India e Cina, non potranno puntare la loro crescita economica solo sull’energia prodotta da combustibili fossili: farlo signi-fi cherebbe davvero mettere in ginocchio l’ambiente.

nicola colonna, a che punto siamo con la tecno-logia del nucleare?Al momento si lavora alla realizzazione di reattori di ter-za generazione e terza generazione avanzata. Si tratta di reattori con sistemi di sicurezza molto evoluti. Ne esistono diversi modelli, per esempio l’EPR progettato in Europa e in costruzione in Finlandia e in Francia, e

l’AP1000 progettato negli Usa e in costruzione in Cina. Oggi però la ricerca sta già guardando oltre…

in quale direzione?Il futuro sarà probabilmente la cosiddetta quarta ge-nerazione, ovvero quella dei reattori che dovrebbero permettere di risolvere defi nitivamente il problema delle scorie. Questi reattori sono a ciclo chiuso, per-ché usano alcune scorie come combustibile. Questo avrebbe un duplice vantaggio: ridurrebbe la necessità di uranio come combustibile da una parte, e le scorie da stoccare dall’altra.

quali sono i tempi di realizzazione della quarta generazione?Il Generation IV Forum, un consorzio di istituti di ricer-ca di Paesi diversi, ha individuato una road map, una strada da seguire. Ma bisogna fare ancora molta ri-cerca e per dare il via alla loro costruzione bisognerà aspettare alcuni decenni.

iL progetto gif - generation iv international forum, Lanciato neL 2001 daL doe - department of energY degLi usa, mira a sviLuppare e ottimizzare tutti gLi aspetti connessi aLLa produzione di energia nucLeare anche con La progettazione dei reattori di iv generazione che dovranno rispondere a requisiti specifici come La riduzione deLLe scorie ad aLta attività, L’aLto rendimento degLi impianti e L’utiLizzo efficiente deL combustibiLe. fino a oggi sono stati presentati 7 progetti di reattore basati su concetti moLto innovativi che richiedono programmi di ricerca e sviLuppo Lunghi e impegnativi.

L’energia nucleare può diventare, secondo lei,

L’intervistAnicoLa coLonna Ricercatore dell’INFN – Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Bari

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2. in itinere: alcuni luoghi comuni che emergeranno e alcuni luoghi non comuni da scoprirePer facilitare la preparazione del dibattito proponiamo una serie di luoghi comuni che emergono ogni volta che si parla di nucleare ma anche una serie di risposte non comuni che aiutano a completare il quadro. per evitare ripetizioni, si rimanda alle tabelle, ai dati e alle spiegazioni contenuti nel capitolo sul nucleare di questa guida.

non vogliamo centrali nucleari sotto casa. Sì, ma a meno 200 km dai nostri confini si trovano 27 reattori nucleari: uno è in Slovenia, 4 in Germania, 5 in Svizzera e ben 17 in Francia! Venezia, per esempio, è oggi molto meno distante da una centrale in attività (quella slovena di Krsko) di quanto non sia dalla più vicina centrale ita-liana dismessa (Caorso). E 15 Paesi sui 27 dell’UE hanno centrali elettronucleari. Inoltre, secondo i dati dell’iaea - International Atomic Energy Agency, oggi sono in costruzione 53 nuove centrali in 15 Paesi.

abbiamo detto no al nucleare col referendum del 1987. E infatti le centrali in funzione vennero progressiva-mente spente. Ma oggi il 12% dell’elettricità che consumiamo è importata e buona parte è comunque di origine nucleare! Infatti proviene da Francia, Svizzera e Slovenia, che producono l’energia nucleare.

1. si pArteIl moderatore introduce la questione: “Il nostro mondo ha fame di energia e la nostra Terra ha bisogno di rispetto. Per soddisfare il nostro fabbisogno attuale e quello futuro dobbiamo quindi usare tutte le fonti che abbiamo a disposizione: quali sono? (i gruppi rispondono) Sì, nel mix energetico c’è anche il nucleare. E allora iniziamo questo dibattito con un sondaggio… Alzi la mano chi è a favore del nucleare. E ora chi è contrario.(eventualmente) C’è qualcuno che non ha votato, perché?La maggioranza è a favore/contraria… la parola ai gruppi...E adesso alzi la mano chi sa dove si utilizza l’energia nucleare. (i gruppi rispondono) Sì, è vero l’energia nucleare si utilizza molto in tutta Europa, in Francia e anche in Italia, attraverso l’importazione.”

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e L’orA deL dibAttito Oggi tutti noi abbiamo utilizzato l’energia elettrica. È un dato di fatto. Molti di noi l’hanno fatto senza neanche pensarci. Anche questo è un dato di fatto.Eppure l’energia è una risorsa preziosa - e costosa - che deve essere prodotta. Con cosa la produciamo? Questa è una domanda molto attuale.Con cosa ne produciamo di più? Questa è una do-manda ancora più attuale. Ci sono tante risposte. Tante soluzioni.Una è anche il nucleare. Questo lo sappiamo.Ma… cosa ne sappiamo? E cosa ne sanno, davve-ro, gli studenti? Questo è il punto.Per farsi un’opinione occorre conoscere i fatti. Per conoscere i fatti occorre informarsi.Proporre e moderare un dibattito in classe sul tema del nucleare può contribuire a far crescere ragazze e ragazzi informati sui fatti e interessati a quello che succede intorno a loro.

iL dibAttito CHiAvi in mAno gli strumentiPer proporre un dibattito informato sul tema del nucleare sarà utile dividere la classe in gruppi* e in-vitare ogni gruppo ad approfondire un aspetto o una posizione. Per farlo gli studenti potranno utilizzare

peCiALe: L’enerGiA nUCLeAre in CLAsse

sle informazioni contenute in questa Guida ma po-tranno anche approfondire i temi e presentare, per esempio, articoli di giornale o informazioni scaricate da siti Internet.Servirà anche un moderatore, il docente oppure uno studente, che darà la parola e terrà d’occhio l’oro-logio…

* Oltre ai classici nucleare si e nucleare no, sarebbe interessante prevedere gruppi di studenti...■ “indecisi” che fanno domande per capire meglio la questione;■ “verdi” che promuovono le fonti rinnovabili e gli stili di vita eco-sostenibili;■ “ricercatori atomici” che si sono informati sulle tecnologie nucleari di oggi e sugli sviluppi di domani;■ “stranieri” che raccontano la situazione energetica di Paesi che utilizzano l’energia nucleare oppure si calano nei panni di chi viene da Paesi a forte crescita economica e alta richiesta di energia (come Cina e India, per esempio).

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nucleari (a bassa, media e alta attività in base ai loro tempi di decadimento) e sulle modalità di stoccaggio. Ma la vera novità è questa: un reattore epr - Euro-pean Pressurized water Reactor di terza generazione avanzata da 1.600 MW - come quello che Enel ed EDF stanno costruendo a Flamanville, in Francia - in un anno produce:■ 60 m3 di rifiuti a bassa attività e 20 m3 di rifiuti a media attività che, insieme, riempiono circa 1 container e mezzo da 12 m;■ 9 m3 di rifiuti ad alta attività: occorrono circa 7 anni di esercizio per riempire un container.A parità di energia prodotta, i rifiuti a bassa e media attività sono circa la metà rispetto a quelli prodotti dai reattori di seconda generazione. I rifiuti ad alta attività sono ridotti del 15% circa.

si sono inventati anche lo stoccaggio geologi-co delle scorie. Più che l’uomo o i ricercatori se l’è inventato la natura! Nel 1972 in Gabon, nell’Africa Orientale, sono state scoperte 15 reazioni nucleari a catena, identiche a quelle prodotte dall’uomo, solo che non erano avvenute in una centrale ma nel sot-tosuolo, vicino ad una miniera di uranio all’incirca 1,7 miliardi di anni fa. I rifiuti radioattivi di questa centrale nucleare naturale, sono rimasti esattamente nel po-sto dove sono stati prodotti: le caratteristiche geolo-giche delle formazioni rocciose all’interno delle quali si erano depositati i rifiuti hanno fatto sì che questi

LA ConCLUsioneIl dibattito in classe avrà stimolato ragazze e ragazzi ad approfondire in modo originale il nucleare di oggi e le sue prospettive ma anche le altre fonti di energia, la situazione energetica mondiale e gli sviluppi futuri. Gli studenti si saranno messi in gioco cercando argo-menti a favore della propria opinione. Avranno prova-to che in ogni discussione bisogna accettare e rispet-tare l’opinione degli altri. Qualcuno sarà rimasto sulle

non si diffondessero nelle falde acquifere o in atmo-sfera. Questa scoperta ha dimostrato, con un esperi-mento durato quasi 2 miliardi di anni, che è possibile stoccare nel sottosuolo, in maniera assolutamen-te sicura, i rifiuti ad alta attività (5% dei materiali generati) prodotti dalle centrali nucleari. Proprio per questo Svezia, Germania, Belgio e Regno Uni-to stanno studiando le formazioni geologiche in cui realizzare i propri depositi definitivi e in Finlandia, dal 2004, è in costruzione a Olkiluoto il primo deposito al mondo destinato allo smaltimento definitivo del com-bustibile esaurito. La Francia sta invece sviluppando due soluzioni complementari: realizzare un deposito geologico profondo presso il sito di Bure e trovare il modo di ridurre i tempi di decadimento dei rifiuti ad alta attività a poche centinaia di anni.

c’è anche la questione della radioattività… che impieghiamo in moltissimi campi: in medicina (la ra-diografia dal dentista, le scintigrafie e le radioterapie e i raggi X usati per sterilizzare materiali sanitari e presidi chirurgici), nell’agricoltura e nell’industria ali-mentare (la radiosterilizzazione elimina i batteri e altri microrganismi in alcuni prodotti alimentari, migliora la loro conservazione e, ovviamente, non li rende radio-attivi!) e nell’archeologia (le radiazioni vengono usate per datare i reperti). Ma i raggi X a bassa intensità sono utilizzati anche per controllare i nostri bagagli in aeroporto!

sue posizioni, ma più informato di prima. Qualcuno avrà cambiato idea dimostrando, cosa non sconta-ta, che si sa anche modificare opinione. L’importante resta averne una.E allora… “riproviamo col sondaggio. Alzi la mano chi adesso è favorevole. E ora chi è contrario…” (eventualmente) “C’è ancora qualcuno che non ha votato…”.

ci sono le rinnovabili. Sì e sono indispensabili per-ché ci aiutano a proteggere l’ambiente e perché le ricerche in corso creano lavoro e opportunità di cre-scita. Dobbiamo però considerare la questione della discontinuità della loro produzione e del contributo effettivo che garantiscono oggi e che garantiranno nel prossimo futuro. Inoltre le centrali nucleari, duran-te la loro vita operativa, non hanno emissioni di CO2, proprio come le fonti rinnovabili. In Belgio, per esem-pio, il nucleare fornisce circa il 55% dell’elettricità e permette di non immettere in atmosfera 30 milioni di tonnellate di CO2 ogni anno. È come se tutte le auto del Belgio rimanessero ferme per un anno!

ci sono le fonti fossili e comunque le scorte di uranio sono limitate. Anche le riserve di fonti fossili sono limitate. Per l’uranio sono state accertate scorte per circa 5,5 milioni di tonnellate equivalenti a 100 anni di produzione elettrica ai tassi attuali. Ma si sti-ma che esistano ulteriori riserve che, insieme a quelle già accertate, potranno garantire la disponibilità di uranio per i prossimi 300 anni.

ma tanto non produce tanto. Un reattore epr - Eu-ropean Pressurized water Reactor di terza generazio-ne avanzata da 1.600 MW - come quello che Enel ed EDF stanno costruendo a Flamanville, in Francia - produce circa 12 miliardi di kWh all’anno, ovvero circa il 4% del nostro consumo di energia elettrica. Un solo reattore potrebbe coprire il fabbisogno an-nuo di energia di due città come Milano. Per produrre la stessa energia dovremmo installare oltre 15mila ettari di pannelli fotovoltaici, pari a 20mila campi da calcio regolamentari oppure oltre 3mila pale eoliche da 2,5 MW che, disposte in fila, coprirebbero circa 720 km cioè la distanza che c’è, in autostrada, tra Rimini e Lecce.

L’opinione pubblica è divisa. Sì, è vero e non solo in

Italia ma anche nei “Paesi nucleari”. Ma proprio i Pa-esi con centrali nucleari sono quelli in cui il consenso è maggiore: in Lituania, Repubblica Ceca, Ungheria, Bulgaria, Svezia e Finlandia oltre il 60% della popo-lazione è a favore del nucleare. Proprio per questo è indispensabile farsi una cultura e informarsi sui fatti.

Le centrali nucleari non sono sicure. La sicurezza è un elemento imprescindibile ottenuto tramite una serie di fattori e sistemi altamente tecnologici che si incrociano e potenziano a vicenda, garantendo un insieme di protezioni multiple, ridondanti… quasi “a cipolla”.Prima di tutto ci sono le barriere fisiche: dalle barre in cui è contenuto l’uranio all’edificio esterno dell’im-pianto che è composto da un primo edificio con grosse pareti di cemento armato e da un secondo edificio con rivestimento metallico. A queste si aggiunge una lunga serie di sistemi di sicurezza completamente automatizzati in grado di prevenire e gestire le più diverse situazioni anche senza bisogno dell’intervento di tecnici. Per esem-pio, il 16 luglio 2007 il Giappone è stato colpito da un terremoto di magnitudo 6,8 della scala Richter. Tutti i sistemi di sicurezza, attivi e passivi, dei 7 reattori della centrale nucleare di terza generazione di Kashiwaza-ki-Kariwa, la più grande del mondo, sono intervenuti all’istante e l’attività dei reattori è stata bloccata. Nel giro di poche ore, i rapporti di tutti i sensori che con-trollano ogni angolo dell’impianto hanno rilevato che il sisma non aveva provocato alcun danno struttura-le. L’attività dei 7 reattori sarebbe potuta riprendere in poche settimane, ma il Governo ha preferito fare ulteriori verifiche e la centrale sta progressivamente rientrando in servizio.

non sappiamo dove mettere i rifiuti di napoli, fi-gurarsi le scorie… Nelle pagine precedenti di que-sta Guida troviamo approfondimenti sui tipi di rifiuti

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UnA Fonte pre iosAL’energia idroelettrica rappresenta il 90% della pro-duzione mondiale di energia elettrica da fonti rin-novabili e contribuisce per una quota rilevante alla domanda mondiale di energia primaria. Ancora oggi vaste aree del Pianeta, per soddisfare i propri fabbi-sogni di energia, dipendono fortemente dall’acqua: nel Sud America, per esempio, quasi il 58% dell’elet-tricità prodotta è di origine idrica. Ma anche in nu-merose nazioni a forte sviluppo (Norvegia, Svezia, Islanda, Svizzera, Austria, Canada e Nuova Zelanda) la principale fonte di energia elettrica resta quella idri-ca, che è una risorsa rinnovabile e senza emissioni. Del resto, anche in Italia l’idroelettrico è stato il moto-re dell’industrializzazione e in tutto il mondo, proprio l’Italia, dopo il Giappone, è il Paese che ha utilizzato di più il suo potenziale idroelettrico.

dALL’ ACqUA ALL’ enerGiANelle centrali idroelettriche l’energia cinetica delle masse d’acqua in movimento (salto o pendenza) fa ruotare le turbine. Queste trasmettono la loro energia meccanica all’alternatore per produrre energia elet-trica. L’acqua utilizzata viene interamente restituita all’ambiente.Ecco una classificazione delle centrali idroelettriche: ■ gli impianti a deflusso regolato o a bacino

utilizzano il salto dell’acqua accumulata in bacini naturali o artificiali ottenuti grazie a opere di sbar-ramento (dighe);

■ gli impianti a pompaggio possiedono un bacino di accumulo superiore (bacino di svaso) e uno inferiore (bacino di invaso). Quando i consumi sono bassi, l’acqua viene ripompata nel bacino in quota per essere riutilizzata quando la domanda aumenta;

LA For A deLL’ ACqUALe centrali idroelettriche sono la dimostrazione tan-gibile di come si possa trasformare la pressione dell’acqua in lavoro spendibile per muovere le turbi-ne e generare energia elettrica.In questo esperimento osserveremo quanto influi-scono la forza di gravità e la rotazione nel generare un vortice d’acqua.

cosa occorre■ 2 bottiglie di plastica vuote da 2 litri a sezione circolare; ■ acqua;■ una guarnizione con il foro di circa 9,5 mm di diametro;■ nastro adesivo da elettricista.

cosa fare■ Riempiamo d’acqua due terzi di una delle bottiglie;■ mettiamo la guarnizione sopra l’apertura della bottiglia che abbiamo riempito;■ capovolgiamo la bottiglia vuota, posizionando la sua apertura sulla guarnizione;■ uniamo i colli delle due bottiglie e la guarnizione con il nastro adesivo; ■ appoggiamo le due bottiglie su un tavolo, in modo che la bottiglia piena sia al di sopra di quella vuota; ■ guardiamo l’acqua che gocciola lentamente nella bottiglia in basso, mentre l’aria sale

ACqUA e Le CentrALi idroeLettriCHeL’

verso la bottiglia in alto sottoforma di bollicine: a un certo punto il flusso dell’acqua si ferma;■ facciamo ruotare velocemente le bottiglie intorno al loro asse verticale osservando la formazione di un vortice a forma di imbuto.

cosa accadeQuando l’acqua gocciola nella bottiglia inferiore, la pressione al suo interno aumenta e si formano bol-le d’aria che sono spinte verso la bottiglia in alto. La pressione esercitata dall’acqua sulla superficie del connettore diminuisce al diminuire dell’acqua nella bottiglia in alto. Il flusso verso il basso si interrom-pe quando sia il livello dell’acqua che la pressione sono sufficientemente bassi.Ruotando le bottiglie, l’acqua nella bottiglia in alto comincia a ruotare ed è spinta dalla forza di gravità verso il basso, formando un vortice.

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oro bLU: trA emerGen A ed eFFiCien AIl 97,5% circa dell’acqua esistente sulla Terra è sa-lata. L’acqua dolce rappresenta, quindi, soltanto il 2,5%. Di questa solo una minima parte si trova in acque superficiali come laghi, fiumi o bacini: il re-sto è congelato nei ghiacciai, nelle calotte polari e nelle nevi perenni oppure si trova nelle falde acqui-fere sotterranee. Oggi 1,4 miliardi di persone non hanno sufficiente acqua potabile, 1 miliardo usa acqua non sicura e 3,4 milioni muoiono ogni anno per malattie trasmesse dall’acqua. E questo quadro è destinato a risentire della crescita demografica e dei cambiamenti climatici. Secondo le stime della fao - Food and Agriculture Organization, nel 2050, quando la popolazione mondiale avrà superato i 9 miliardi di individui, saranno circa 2 miliardi le per-sone che vivranno in Paesi o regioni con assoluta mancanza d’acqua, mentre almeno due terzi della popolazione mondiale dovrà affrontare situazioni di forte scarsità della risorsa idrica.

LArGo Ai piCCoLiL’acqua può produrre energia elettrica anche su pic-cola scala grazie ai “mini” impianti che si integrano nell’ecosistema locale e impiegano direttamente la

corrente o i salti di fiumi, torrenti e canali senza opere di sbarramento. Le recenti innovazioni hanno reso di-sponibili nuove turbine di piccole dimensioni in grado di utilizzare in modo efficiente anche salti molto bassi (fino a 2 o 3 m). Gli impianti di piccola taglia (o shp - Small Hydro Power), hanno una potenza che varia da pochi kW a 10 MW (10.000 kW) di potenza.

FoCUs sULL’ itALiAnel 2008 la produzione idroelettrica lorda totale nel nostro paese è stata di 47.226 gWh: l’incre-mento del 22,9% rispetto al 2007 è dovuto alle con-dizioni climatiche particolarmente favorevoli.La regione con il maggior numero di impianti è il Pie-monte (487), seguita da Trentino Alto Adige (381) e Lombardia (342), che però ha la maggiore potenza installata (6.165 MW). La Puglia è l’unica regione pri-va di impianti idroelettrici. La distribuzione della pro-duzione idrica presenta valori molto differenti tra le regioni settentrionali e quelle meridionali e insulari:■ italia settentrionale: 1.720 impianti, circa 16.926 MW installati e 38.435 GWh lordi prodotti;■ italia centrale: 293 impianti, circa 1.731 MW installati e 3.191 GWh lordi prodotti;■ italia meridionale e insulare: 178 impianti, circa 4.937 MW installati e 5.599 GWh lordi prodotti.I motivi sono essenzialmente 3: 1. la presenza di un maggior numero di impianti nelle regioni del Nord;2. la presenza di impianti di grossa taglia, come quelli a bacino e a serbatoio, tipici delle regioni alpine, rispetto alla maggiore presenza nelle regioni del Sud di impianti ad acqua fluente, di taglia molto più ridotta; 3. la scarsità e la minore intensità di precipitazioni atmosferiche che si manifestano nelle regioni meridionali e insulari rispetto al Nord Italia.

tUtti AL mAre!Anche i mari e gli oceani, che ricoprono il 75% del-la superficie della Terra, hanno enormi potenzialità energetiche. Per produrre energia dal mare si posso-no utilizzare per esempio:■ le maree, ossia il potenziale energetico ricavabile dalla differenza del livello dell’acqua che si crea fra l’alta e la bassa marea;■ le correnti e le onde, ossia l’energia cinetica ricavabile dal loro movimento. E intanto nel mondo sommerso o a filo delle acque salate si testano le tecnologie più originali:■ Anaconda è un tubo di gomma che galleggia

sotto la superficie del mare e genera corrente elettrica dall’energia delle onde. La singolare in-

venzione, tutta inglese, richiede poca manuten-zione e non ha bisogno di complicati ancoraggi, tutti fattori che rendono Anaconda molto econo-mico;

■ Vivace è il “tappeto” sottomarino della Michigan University (USA) che dovrebbe potenziare i vortici generati nelle piccole correnti (energia meccani-ca), amplificando così la potenza dell’acqua per produrre energia elettrica pulita a basso costo;

■ Kobold è l’innovativa boa tutta italiana che si ancora al fondo del mare: ha 10 m di diametro e un rotore che affonda per 5 m nell’acqua. Le cor-renti fanno girare la turbina producendo energia elettrica. Già sperimentata nello Stretto di Messi-na è stata installata anche in Indonesia!

Micro-impianti P < 100 kW

Mini-impianti 100 < P (kW) < 1.000

Piccoli impianti 1.000 < P (kW) < 10.000

Grandi impianti P > 10.000 kW

Le centraLi idroeLettriche: cLassificazione in base aLLa potenza (p)

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su marte c’è L’acqua, o megLio c’era L’acqua e c’è iL ghiaccio. La scoperta è stata confermata da gaetano di achiLLe, un ricercatore itaLiano deLL’università deL coLorado (usa), grazie aLL’anaLisi deLLe immagini riprese daL mars reConnaissanCe orbiter, La sonda deLLa nasa - national aeronautiCs and spaCe administration che, ruotando attorno aL pianeta rosso, ha messo in Luce, per La prima voLta, Le rive di un Lago che esisteva più di 3 miLiardi di anni fa. iL Lago doveva essere più esteso di queLLo di como e profondo fino a 450 m. già aLtre ricerche avevano individuato La passata presenza di Laghi suLLa superficie di marte ma mai nessuna era stata così precisa: L’erosione causata daL vento, daLLa caduta di meteoriti e da imponenti eruzioni vuLcaniche, infatti, è stata fataLe, e in un arco di tempo di miLiardi di anni ha canceLLato Le testimonianze deLLa presenza di acqua su questo pianeta. prove sempre più dettagLiate ci confermano, invece, che L’acqua c’era miLiardi di anni fa, in forma Liquida, e che c’è anche oggi sotto forma di ghiaccio. La dimostrazione è arrivata da phoenix mars lander, La sonda atterrata su marte neL maggio 2008 per vaLutare se La composizione chimica deL suoLo renda abitabiLe o meno questo pianeta. grazie aL suo braccio robotico, dotato di videocamera, e a miniLaboratori automatizzati, phoenix è riuscita a scavare, raccogLiere e anaLizzare campioni di suoLo confermando La presenza di ghiaccio d’acqua sotto La superficie. iL 2 novembre 2008 ha però cessato di comunicare con La terra: aL poLo nord marziano è arrivato L’autunno e iL soLe, troppo basso aLL’orizzonte, non è più riuscito a scaLdare questa fenice deLL’era tecnoLogica che utiLizzava L’energia soLare per caricare i propri moduLi fotovoLtaici e far funzionare La strumentazione di bordo. ora bisognerà aspettare La primavera ma visto che Là L’anno dura 686 giorni terrestri, sarà una Lunga attesa e Le possibiLità di un “risvegLio” moLto basse.

echi daLLo spazio

L’idroeLettrico in itaLia aL 31.12.2008

piemonte 487 3.780 circa

trentino alto adige 381 3.516 circa

Lombardia 342 6.165 circa

veneto 193 1.262 circa

friuli venezia giulia 142 513 circa

marche 104 259 circa

toscana 92 357 circa

Lazio 68 462 circa

valle d’aosta 64 960 circa

emilia romagna 70 645 circa

abruzzo 51 1.185 circa

Liguria 41 81 circa

calabria 31 807 circa

umbria 29 651 circa

campania 28 1.360 circa

molise 25 87 circa

sardegna 17 503 circa

sicilia 19 852 circa

basilicata 7 141 circa

puglia - -

totale 2.191 23.595

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L’ACqUA neL mondo■ Nella contea di Donegal, in irlanda, le luci di uno

dei ponti che attraversano il fi ume Finn si ac-cendono grazie all’acqua! Gli innovativi lampioni idraulici a Led - Light Emitting Diode funzionano grazie a una batteria caricata da una mini turbina idroelettrica da 110 W posizionata proprio sotto il ponte. E nei periodi di secca? Spazio ai pannelli fotovoltaici.

■ La prima centrale mareomotrice del mondo si trova vicino a Saint Malo in bretagna e utilizza, dal 1966, la differenza di livello dell’acqua che qui, durante l’alta marea, si aggira sugli 8 m.

■ Al largo delle hawaii è già in funzione l’unica centrale al mondo che impiega la differenza di temperatura tra i diversi strati del mare.

■ San Diego sarà la prima grande città degli usa ad avere un acquedotto alimentato da acqua de-salinizzata.

■ Nel 2008, in italia, gli impianti mini-idro con potenza inferiore a 3 MW erano installati in 698 comuni per una potenza complessiva di 617 MW.

■ I più grandi impianti di produzione di energia elettrica del mondo sono idroelettrici e si trova-no in Cina (la centrale delle Tre Gole, sul fi ume Yang-Tze, utilizza un bacino di 10.000 km2 creato da un’imponente diga) e al confi ne tra Brasile e Paraguay, a Itaipu sul fi ume Paranà (il bacino di questa centrale ha un’estensione di “soli” 1.460 km2, cioè 4 volte il lago di Garda!).

L’ACqUA di eneLhydro-power. In tutto il mondo, gli impianti idroelet-trici del Gruppo Enel raggiungono una potenza netta installata di 31.161 MW per una produzione che nel 2008 ha superato i 76 TWh. In Italia il Gruppo Enel soddisfa, con l’acqua (14.431 MW netti installati), il fabbisogno elettrico di quasi 9 milioni di famiglie e permette di evitare circa 19 milioni di tonnellate an-nue di CO2 in atmosfera. Nel 2008 sono stati prodotti 26 TWh.

una gita un po speciale. Isola Serafi ni è la centra-le idroelettrica ad acqua fl uente più importante del sistema elettrico italiano: situata su un’ansa del Po, genera energia grazie a uno sbarramento che crea un dislivello di pochi metri. Ogni anno, in occasione della giornata Centrali Aperte, apre le porte al pubbli-co e può essere raggiunta anche in battello.

ecosistema acqua. Nel Nord Italia Enel, in accordo con gli enti locali, effettua semine ittiche utilizzando anche la trota marmorata, una specie segnalata a ri-schio di estinzione dall’iucn - International Union for the Conservation of Nature and Natural Resources.Un altro esempio di rispetto degli ecosistemi locali è rappresentato dall’impianto di Lawrence nel Massa-chusetts (USA), che è collocato all’inizio della zona di migrazione dei pesci: un vero e proprio “ascensore” li aiuta nella risalita della diga del fi ume Merrimack, la prima che incontrano nel loro viaggio. Visitatori e studiosi possono osservare il curioso fenomeno at-traverso una vetrata.

andrea silvestri, come si fa a produrre energia elettrica dall’acqua?Consideriamo una grande massa d’acqua che si trova a un dislivello in altezza rispetto al sito della centrale. Se facciamo precipitare la massa d’ac-qua giù da questa altezza, avremo a disposizione un’energia idraulica da convogliare verso le turbine della centrale che metteranno in moto gli alterna-tori, le macchine elettriche rotanti capaci di trasfor-mare l’energia meccanica nella corrente elettrica che arriva nelle nostre case.

quali caratteristiche devono avere un fi ume e una valle per ospitare una centrale idroelettrica?Dato che la potenza elettrica che si può ricavare dipende dal volume d’acqua che arriva ogni se-condo nella centrale e dall’energia che questa massa d’acqua possiede, è essenziale che il corso d’acqua abbia una portata adeguata e che il “sal-to” compiuto sia rilevante.

qual è la percentuale di energia idroelettrica prodotta nel nostro paese?Oggi l’energia idroelettrica copre il 10-15% del fabbisogno energetico italiano: dipende dalla maggiore o minore siccità che si registra di anno in anno. Diffi cilmente, però, questa percentuale potrà au-mentare, visto che le risorse idroelettriche dispo-nibili sono state tutte ampiamente utilizzate. In ogni caso l’idroelettrico rappresenta attualmente nel nostro Paese la fonte energetica rinnovabi-le quantitativamente più importante. Inoltre, sia in Italia che all’estero, si stanno diffondendo gli impianti di piccola taglia (Small Hydro Power): si tratta di mini-turbine che possono essere installa-te direttamente nei corsi d’acqua per soddisfare i bisogni di piccole realtà. Si tratta di una soluzione sostenibile che non ha impatto sull’ambiente anche perché non servono opere di sbarramento.

andrea silvestri, come si fa a produrre energia

L’ intervistAandrea siLvestri Docente di Sistemi elettrici per l’energia elettrica, Politecnico di Milano

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trAsFormA ionienerGetiCHeL’energia cinetica del vento può essere trasfor-mata in:■ energia meccanica: l’uomo da secoli aziona le

pompe idrauliche e fa girare le macine dei mulini grazie al vento;

■ energia elettrica: si tratta di un’acquisizione relativamente recente. Il primo impianto eolico venne costruito nel 1887-88 negli Stati Uniti: da allora la tecnologia ha fatto passi da gigante.

pArCHi speCiALiI parchi eolici o wind farms sono composti da più aerogeneratori collegati tra loro e con la rete di di-stribuzione elettrica. Il vento aziona le pale di questi moderni mulini che convertono direttamente la sua energia cinetica in energia elettrica.

Ecco gli elementi che costituiscono un aerogenera-tore:1. la torre sostiene le pale e la navicella;2. il rotore (le pale vere e proprie) è fissato alla navicella tramite un mozzo e trasforma l’energia cinetica del vento in energia meccanica;3. la navicella è montata in cima alla torre e contiene, tra gli altri: il moltiplicatore di giri che trasforma la rotazione lenta delle pale in una più veloce; il generatore di corrente che trasforma l’energia meccanica in energia elettrica in media tensione; il sistema di controllo.A terra è invece collocato il trasformatore che in-nalza la tensione (migliaia di V) dell’energia elettrica generata nella navicella prima di immetterla nella rete di distribuzione.La costruzione di un parco eolico non può prescin-dere da una fase di studio in campo per valutare

l’intensità, la direzione e la costanza delle correnti d’aria. Le zone più favorevoli per l’installazione sono i crinali delle colline (in genere tra i 600 e i 1.500 m di altitudine), le valli ventose e le regioni costiere. La disposizione degli aerogeneratori all’interno di un parco eolico viene poi studiata con molta attenzione per ottimizzare l’utilizzo delle correnti del vento, ri-durre l’impatto sul paesaggio ed evitare le rotte degli uccelli migratori.

iL misUrA-ventoNella fase di progettazione di una centrale eolica non è solo importante valutare la velocità media del vento in quel luogo, ma anche la sua direzione.Determinare l’orientazione del vento non è difficile: bastano un filo e un pezzetto di cartoncino opportu-namente sagomato.

cosa occorre■ Un cartoncino spesso, per esempio quello di una scatola di scarpe;■ un ago;■ la sagoma riportata qui sotto;■ un filo.

L vento e i pArCHi eoLiCii

attenzione!La sagoma deve essere riprodotta esattamente con queste dimensioni!

BUCARE

BASE

cosa fare■ Ricalchiamo sul cartoncino, rispettando le dimensioni, la sagoma riportata in figura; ■ ritagliamo la sagoma dal cartoncino;■ facciamo un buco con un ago nell’estremità in alto a sinistra e leghiamoci un filo lungo abbastanza da penzolare per circa 15 cm;■ usciamo all’aperto in una giornata ventosa: tenendo la base del cartoncino parallela al suolo, ruotiamo il braccio fino a quando il filo mosso dal vento non aderisce alla parte del cartoncino ad arco: fermo in questa posizione, il nostro braccio individua la direzione del vento.

cosa accadeL’allineamento del filo con la porzione arcuata

del cartoncino costituisce un punto riferimen-to per individuare la direzione del vento. Il profilo arcuato rappresenta anche una “scala” per misurare l’intensità del vento: più il filo “sale” lungo il cartoncino, mag-giore è la forza con cui soffia il vento.

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Continente veCCHio, AriA nUovAI dati pubblicati dall’eWea - European Wind Energy Association nell’European Wind Map 2008, fanno il punto sul vento nel vecchio continente. Questi i dati più significativi:■ grazie agli 8.484 MW installati nel 2008, la potenza

eolica totale ha quasi raggiunto i 66 GW: in ter-mini di nuova potenza installata l’energia eolica è diventata la tecnologia di punta;

■ il vento ci permette di evitare l’emissione in atmosfera di circa 108 milioni di tonnellate di CO2

all’anno, l’equivalente di oltre 50 milioni di auto la-sciate nel box;

FoCUs sULL’itALiA: Un 2008 dA reCordIl 2008 si è concluso con un ottimo risultato per l’eo-lico anche in Italia che si colloca al sesto posto nel mondo sia per potenza eolica totale (3.537 MW) sia per potenza eolica installata nel 2008 (1.010 MW). In Europa è invece al terzo posto. La produzione lorda è arrivata a 4.861,3 GWh.

La tabella mostra le regioni che contribuiscono maggiormente alla crescita del settore eolico e te-stimonia il forte dinamismo dell’Italia meridionale e insulare. Dei 242 impianti eolici che a fine 2008 erano presenti sul nostro territorio, ben 220 si trova-no, infatti, nel sud e sulle isole, contro i 14 dell’Italia settentrionale e gli 8 del centro. Questo nonostante le potenzialità offerte da tutto il nostro territorio: l’anev - Associazione Nazionale Energia del Vento stima infatti il potenziale eolico installabile in Italia in oltre 16mila MW, sufficienti per coprire i consumi domestici di oltre 23 milioni di persone.

(Fonte: TERNA, Dati statistici sull’energia elettrica in Italia 2008)

itaLia: Le 5 regioni più eoLiche aL 31.12.2008

regione numero potenza efficiente di impianti lorda (mW)

Puglia 58 861,7

Sicilia 39 794,6

Campania 47 652,5

Sardegna 25 453,3

Basilicata 12 209,5

UnA pAnorAmiCA mondiALe Il Global Wind 2008 Report pubblicato dal gWec - Global Wind Energy Council indica il 2008 come l’anno del boom eolico: in tutto il Pianeta sono stati installati oltre 27 GW eolici, per una potenza totale di quasi 121 GW. Nel 2008 gli usa hanno tolto alla Germania il primato mondiale mentre nel mercato asiatico si segnala la crescita costante della cina. A livello mondiale lavorano nel settore oltre 400.000 persone. Solo nel 2008, la crescita dell’eolico negli USA ha permesso di creare 35.000 nuovi posti di lavoro che si aggiungono ai 50.000 già assicurati!

L’Italia si colloca al sesto posto nel mondo e al terzo in Europa per potenza eolica totale.

(Fonte: IEA WIND ENERGY Annual Report 2008)

■ USA (20,8%)■ Germania (19,8%)■ Spagna (13,9%)■ Cina (10,1%)■ India (8%)■ Italia (3,1%)

■ Francia (2,8%)■ Regno Unito (2,7%)■ Danimarca (2,6%)■ Portogallo (2,4%)■ Resto del mondo (13,8%)

La top 10 eoLica mondiaLe

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800 m di altezza, dove il vento soffia a oltre 7 m al secondo, la velocità ottimale per generare energia eolica ma quasi introvabile all’altezza delle comuni pale eoliche. In entrambi i progetti, gli aquiloni si ispirano a quelli usati nel kite surf e sono collegati, tramite cavi, a generatori elettrici posti a terra.

Inoltre, oltre agli impianti di grandi dimensioni in-stallati nei parchi eolici, si stanno diffondendo in molti Paesi del mondo – inclusa l’Italia – gli impian-ti di piccola taglia (da 1 a 200 kW) che, in base alle dimensioni delle pale, producono energia elettrica per le utenze più diverse: da imbarcazioni, camper, piccole utenze isolate fino ad aziende agricole e piccole medie imprese e utenze connesse alla rete elettrica.

Visto che sulla Luna ci sono circa 30mila crateri, è molto improbabile che nel corso delle sue osser-vazioni Galileo Galilei si sia soffermato su Torricel-li, il cratere che oggi porta il nome dello scienziato passato alla storia per l’invenzione del barometro, lo strumento che si utilizza per misurare la pres-sione atmosferica. Innamorato della geometria e studioso di Archimede, Evangelista Torricelli non solo prese il posto del grande Galileo come ma-tematico alla corte dei Medici ma i suoi studi di-mostrarono la veridicità di un fatto che all’epoca destò molto scalpore: l’aria che respiriamo ha una massa e pesa sulle nostre spalle proprio come fa, per esempio, uno zaino pieno di libri.Possibile che un elemento che ci appare così im-materiale abbia un peso? Se fosse vero, ogni volta che una certa quantità d’aria ci “cade” addosso dovremmo sentirne gli effetti, proprio come suc-cede quando ci finisce su un piede un oggetto che cade da un tavolo. Ma come si fa a farsi “cadere addosso” una quantità d’aria? Semplice! Basta essere all’aperto durante una giornata ventosa. Quello che chiamiamo vento, infatti, è un fenome-no naturale che consiste nel movimento ordinato di masse d’aria, dovuto alla differenza di pressio-ne tra due punti dell’atmosfera. Questa differenza fa sì che si origini una forza che preme sulla massa d’aria per tentare di ristabilire l’equilibrio.Torricelli insomma aveva ragione: ne abbiamo la prova ogni volta che il vento muove gli alberi, fa volare via gli ombrelloni o produce energia elettri-ca facendo ruotare le pale di una centrale eolica.

Lo sCien iAtoevangeLista torriceLLi(15 ottobre 1608 – 25 ottobre 1647)

L’oFFsHore L’energia eolica offshore viene prodotta da turbine installate in mare aperto. I vantaggi dell’offshore sono legati al ridotto impatto visivo e alla maggiore capacità produttiva grazie a condizioni di vento più costante. Si contrappongono però i maggiori costi di progettazione, costruzione e manutenzione: gli im-pianti, infatti, devono resistere non solo al vento ma anche alle onde e sono più difficilmente raggiungibili. Grazie ai dati provenienti dal satellite QuikSCAT - che ha tracciato la velocità e la direzione dei venti sulle superfici oceaniche - gli scienziati della NASA hanno messo a punto una mappa del vento negli oceani che evidenzia le aree più idonee per la produzione di energia eolica offshore. Correnti d’aria molto forti

sono state individuate al largo di California, Tasma-nia, Nuova Zelanda e Sud America. Ma l’offshore non è solo di acqua salata! Negli USA la nYpa - New York Power Authority sta valutando il potenziale eo-lico della regione dei Grandi Laghi dove si trovano due dei laghi più estesi del mondo: l’Erie che ha una superficie di oltre 25.700 km2 (vuol dire che è grande come la Sicilia!) e l’Ontario che ha una superficie di “soli” 19.500 km2. Il primo impianto offshore di acqua dolce sorgerà qui?

idee per iL FUtUroGli innovativi aquiloni dei progetti Kitegen e ro-tokite catturano il vento in alta quota tra i 400 e gli

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iL vento neL mondo■ La spagna delle rinnovabili si è superata ancora

e il 22 gennaio 2009 ha aggiunto un altro record alla sua collezione. Alle 19.44 il vento ha coper-to il 41% della domanda elettrica nazionale! Nel corso dell’intera giornata questa percentuale si è stabilizzata sul 26%. E intanto il vento conti-nua a soffi are...

■ Il più grande parco eolico africano (120 MW) sorgerà in etiopia. Si tratta di un progetto stra-tegico indispensabile: qui, infatti, la fonte ener-getica principale è l’acqua ma il clima irregolare e i problemi di siccità stanno causando proble-mi di black out sempre più ricorrenti. Intanto, in nicaragua, il 2009, è iniziato con l’inaugurazione della prima centrale eolica: con i suoi 19 aerogeneratori coprirà oltre il 6% della domanda elettrica del Paese che è fortemente dipendente dalle fonti fossili.

■ London Array è il nome della più grande centrale eolica offshore del mondo che verrà realizzata entro il 2012 nell’estuario del tamigi, a circa 10 km dalla costa del Kent: le 175 turbine - che po-trebbero essere aumentate fi no a 340 - saranno in grado di generare 630 MW. La centrale inglese toglierà così il primato alla Princess Amanda Wind Farm, la centrale of-fshore che per ora detiene tutti i record: è quella installata più lontano dalla terraferma (a 23 km dalla città di Ijmuiden in olanda) e alla maggio-re profondità, tra i 19 e i 24 m.

■ Nel 2009, le 140 turbine della centrale eolica di Whitelee - la più grande in Europa - hanno co-minciato a girare e a rifornire 180mila case gra-zie a 322 MW di potenza. Con una curiosità: visto che il movimento delle pale interferiva con il radar del vicino aeroporto di glasgow è stata costruita una seconda torre di controllo su una collina vicina. E intanto è già stato approvato un ulteriore am-pliamento: 36 nuove pale per un totale di 452 MW installati.

secondo aLcuni L’atterraggio deLL’uomo suLLa Luna non è mai avvenuto: è stata una grande montatura. La foto qui sopra è stata scattata da neiL armstrong, iL primo uomo a Lasciare un’impronta suLLa Luna: correva L’anno 1969 e apoLLo 11 era riuscito ad aLLunare. ma proprio in questa foto si vede edWin “buzz” aLdrin, iL secondo uomo a camminare suL nostro sateLLite, vicino aLLa bandiera degLi usa. La bandiera però appare increspata, come se fosse mossa daL vento! eppure, suLLa Luna non c’è vento! secondo chi non crede in questa conquista deLL’uomo, La “bandiera che sembra sventoLare” è La prova che questa foto sia stata scattata suLLa terra su un set appositamente costruito. in reaLtà, gLi astronauti non riuscirono a stendere deL tutto L’asta teLescopica orizzontaLe deLLa bandiera ed è per questo che proprio La bandiera sembra in movimento mentre è sempLicemente arricciata. serve un’aLtra prova deLL’avvenuta missione? gLi astronauti di apoLLo 11 coLLocarono suLLa superficie deLLa Luna aLcuni prismi rifLettenti che rifLettono, appunto, i potenti impuLsi Laser inviati daLLa terra: misurando iL tempo che impiegano questi Laser ad “andare e tornare daLLa Luna”, gLi scienziati misurano costantemente e precisamente La distanza tra noi e iL nostro sateLLite. a cosa serve? a verificare Le teorie sui movimenti degLi astri. e, per inciso, La distanza terra – Luna è di 384.400 Km.

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L soLe e Le sUe CentrALiiiL CALore deL soLeI pannelli solari utilizzano l’energia del Sole per ri-scaldare l’acqua oppure per trasformarla in energia elettrica. Ma quanto infl uisce il colore di un materiale sulla sua capacità di assorbire la radiazione solare?

cosa occorre■ 2 fogli di alluminio delle dimensioni di un foglio A3;■ un pennello;■ tempera nera;■ 2 cartellette di plastica trasparente;■ nastro adesivo da imballaggio;■ 2 termometri.

cosa fare■ Dipingiamo di nero uno dei fogli di alluminio;■ attacchiamo una bustina sul foglio di alluminio dipinto di nero e l’altra bustina sull’altro foglio;■ in ogni bustina mettiamo 100 ml d’acqua e un termometro;■ mettiamo i due fogli uno di fi anco all’altro, con il lato senza bustina rivolto al Sole; ■ annotiamo le temperature indicate dai due termometri ogni 10 secondi per un totale di 10 minuti.

cosa accadeCome possiamo osservare dalle temperature indica-te dai termometri, l’acqua a contatto col “pannello”

nero raggiunge una temperatura maggiore. A diffe-renza del foglio di alluminio originale, che tende a rifl ettere gran parte dei raggi solari che lo colpisco-no, la tempera nera che copre l’altro foglio trattiene la maggior parte della radiazione solare che la inve-ste: l’alluminio sottostante fa poi il resto trasferendo l’energia sottoforma di calore all’acqua contenuta nella bustina di plastica

iL vento di eneLun impegno mini e maxi che soffi a da lontano. Enel conta su una potenza eolica netta installata di 2.029 MW: 405 MW sono in Italia, 1.004 nella Peni-sola Iberica, 28 in Francia, 9 in Bulgaria, 134 in Gre-cia, 42 in America Latina e 406 in USA e Canada. Da segnalare anche l’impegno per la diffusione del mini-eolico: Enel.sì mette infatti a disposizione un’ampia gamma di mini-turbine da 1 a 60 kW di potenza e il servizio di micrositing, un sistema composto da un simulatore web che permette di valutare le condizio-ni eoliche e calcolare l’investimento necessario per l’installazione.

il vento delle praterie. Le 21 turbine del parco eo-lico di Snyder (Texas) sono le più alte del mondo: hanno torri di 105 m e rotori del diametro di 90 m, pari alla lunghezza di un campo di calcio! Grazie agli sviluppi della tecnologia questa wind farm ha una potenza di 63 MW, soddisfa i fabbiso-gni elettrici di 12mila famiglie americane (più o meno 36mila famiglie italiane), evita di emettere in atmo-sfera circa 750mila tonnellate di CO2 e di consumare oltre 175mila tonnellate equivalenti di petrolio all’an-no. Smoky Hills, in Kansas, è invece il più grande parco eolico di Enel nel mondo: 250 MW di potenza

e 155 aerogeneratori di grande taglia soddisfano i consumi di 85mila famiglie americane.

dal giappone alla sila. Enel Green Power e il grup-po giapponese Eurus Energy Europe (che unisce Toyota e Tepco, la più grande società elettrica del Giappone) stanno lavorando insieme alla realizza-zione di un parco eolico sulla Sila, in Calabria, con circa 150 pale per una capacità installata totale, nel giro di 3 anni, di circa 300 MW.

il vento in casa. L’energia eolica ha conosciuto uno sviluppo eccezionale nell’ultimo periodo e si stima che nei prossimi vent’anni il tasso medio annuo di crescita si attesti al 9%. Ed Enel Green Power, la nuova società di Enel de-dicata allo sviluppo delle fonti rinnovabili, partecipa in modo sostanziale a livello internazionale a questa crescita. In Italia la capacità installata totale è pari a 405 MW; nel mondo la presenza è signifi cativa e in forte sviluppo con 578 MW eolici in Spagna, Grecia, Francia e Bulgaria, 379 MW negli USA, 27 MW in Canada e 24 MW in America Latina. nel nostro paese la produzione del 2008 è sta-ta pari a 467 gWh e ha coperto il fabbisogno di 156mila famiglie.

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questo boom è stata la Spagna che nel 2008 ha in-stallato ben 2.661 nuovi MW. Nonostante gli incre-menti del 2008, la patria mondiale del fotovoltaico, in termini di potenza assoluta, resta sempre la Ger-mania (5.430 MW a fine 2008) seguita da Spagna, Giappone, USA e Italia.

(Fonte: GSE - Gestore Servizi Elettrici, Fotovoltaico. Risultati del Conto Energia al 18 giugno 2009)

itaLia: La cLassifica deL fotovoLtaico per potenza instaLLata aL 18 giugno 2009

regione numero potenza (kW) di impianti

Puglia 3.153 64.062

Lombardia 6.200 58.096

Emilia Romagna 3.995 44.891

Piemonte 3.300 41.994

Veneto 3.723 34.949

Trentino Alto Adige 1.869 33.773

Toscana 2.941 32.814

Marche 1.626 27.194

Lazio 2.444 26.348

Sicilia 2.003 21.442

Calabria 822 19.853

Sardegna 2.039 19.829

Umbria 959 19.689

Friuli Venezia Giulia 2.040 14.628

Campania 803 14.474

Basilicata 440 10.627

Abruzzo 737 9.852

Liguria 555 4.287

Molise 115 1.232

Valle d’Aosta 45 312

totale 39.809 500.348

un aggiornamento. La potenza fotovoltaica in-stallata nel nostro Paese continua a crescere e, a metà 2009, ha superato i 500 mW, per qua-si 40mila impianti in esercizio. La regione con la potenza installata più alta è la Puglia, seguita da Lombardia ed Emilia Romagna. La tabella mostra come in Lombardia gli impianti siano 6.200 mentre in Puglia circa la metà (3.153). Inoltre anche Emilia Romagna (3.995) e Veneto (3.723) hanno più im-pianti della Puglia.

Uno sCriGno di enerGiAAll’interno del Sole, a una temperatura di circa 15 mi-lioni di °C, si susseguono continuamente reazioni ter-monucleari di fusione che liberano enormi quantità di energia sotto forma di radiazioni elettromagnetiche. Una parte di questa energia raggiante arriva sulla no-stra Terra con un’intensità che varia da luogo a luogo, ma anche da stagione a stagione e da ora a ora.

teCnoLoGie soLAriPer produrre energia dal Sole esistono 3 tecnologie:1. solare fotovoltaico;2. solare termico;3. solare termodinamico.

iL soLAre FotovoLtAiCoIl Sole viene utilizzato per produrre energia elettrica grazie al cosiddetto effetto fotovoltaico ossia alla pro-prietà dei materiali semiconduttori - come il silicio - che generano corrente elettrica quando sono colpiti dalla radiazione solare. Oggi oltre il 90% degli impianti fotovoltaici è in silicio mono e policristallino ma stanno prendendo piede anche i moduli a film sottile che assicurano:■ maggiore versatilità di impiego: il film può essere

spalmato, spruzzato o stampato direttamente su vetro, metallo, plastica…

■ migliore integrazione architettonica: il film sottile arriva anche a spessori di 1 micron (contro i 200 dei pannelli tradizionali), è particolarmente flessi-bile e non ha bisogno di intelaiature di sostegno quindi può essere integrato direttamente sulle pa-reti esterne, sui tetti e nelle finestre;

■ minori costi: la percentuale di silicio utilizzata è

inferiore e questo incide positivamente sui costi. Il silicio, infatti, è molto abbondante in natura ma la sua lavorazione è lunga e questo ne alza il prezzo.

Uno sGUArdo sUL FUtUroNei laboratori di tutto il mondo c’è grande fermento. Ecco alcune direzioni di ricerca:■ le innovative celle fotovoltaiche organiche, al

posto del silicio, utilizzano pigmenti vegetali della frutta derivati, per esempio, dai mirtilli. In questo contesto il Polo Solare Organico - nato dalla col-laborazione tra l’Università Tor Vergata di Roma e la Regione Lazio - è all’avanguardia nella produ-zione dei pannelli “naturali”;

■ i nuovissimi sistemi fotovoltaici a concentrazione, attraverso lenti o specchi concavi, concentra-no la luce del Sole e la moltiplicano. Il pannello, però, deve essere sempre esattamente allineato al Sole;

■ gli alti costi del silicio (che derivano dai processi di lavorazione) e la relativa scarsità di alcune materie prime indispensabili nell’industria foto-voltaica (germanio, tellurio, indio...) hanno spin-to i ricercatori del Lawrence Berkeley National Laboratory (USA) a valutare 23 materiali semi-conduttori potenzialmente idonei a sostituire quelli utilizzati oggi nell’industria fotovoltaica. In cima alla classifica c’è la pirite di ferro che è meno costosa e più reperibile.

Un Anno soLAreIl 2008 è stato un anno solare in tutto il mondo: la tecnologia fotovoltaica è infatti cresciuta del 70% raggiungendo i 13 GW. L’assoluta protagonista di

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iL soLAre termodinAmiCo o Cspconcentrating solar power Nelle centrali solari termodinamiche l’energia del Sole viene prima convertita in energia termica e poi in energia elettrica mediante un ciclo uguale a quello degli impianti termoelettrici a fonti fossili. Ecco cosa avviene: centinaia di specchi parabolici seguono l’inclinazione dei raggi del Sole facendoli con-vergere su una caldaia in cui si accumula il calore. L’energia termica così concentrata riscalda il fluido conte-nuto nella caldaia e produce il vapore ad alta pressione che aziona la turbina. Questa, a sua volta, trasmette la sua energia meccanica all’alternatore che la trasforma in energia elettrica. Grazie alla presenza di un sistema di accumulo termico, gli impianti termodinamici possono funzionare an-che in caso di nuvolosità o nelle ore serali, quando il Sole è tramontato.

I primi impianti solari termodinamici del mondo sono stati installati negli anni ’80 nel deserto del Mojave, in California (USA), e sono tuttora in funzione. Anzi, con i loro 354 MW contribuiscono in modo sostanziale alla potenza mondiale installata che è di circa 480 MW installati e 800 in costruzione, soprattutto in Spagna e negli USA.

iL soLAre termiCoGli impianti solari termici trasformano l’energia so-lare in energia termica e si basano su un principio molto semplice e conosciuto già da secoli: il Sole riscalda l’acqua contenuta in un recipiente scuro o isolato termicamente. L’applicazione più comune è proprio la produzio-ne di acqua calda a uso domestico. Ma questa tecnologia può essere usata anche per riscalda-re l’acqua delle piscine e gli ambienti residenziali, commerciali e industriali. In questo caso si parla di impieghi a bassa tempe-ratura (0 - 100 °C). Gli impieghi a media temperatura (100 - 200 °C) permettono invece di produrre vapore e sono uti-lizzati nei processi industriali per la cottura dei cibi,

la pastorizzazione del latte, l’essicazione... ma si tratta di applicazioni ancora poco percorse nel no-stro Paese.

o soLe mio...Nel 2008, in Italia, sono stati installati 280 MW termici: il recente sviluppo di questa tecnologia è legata, come per il fotovoltaico, al sistema di in-centivazione previsto dal Governo. Grazie alle Finanziarie 2007 e 2009 (con proroga almeno fino al 2011) le spese sostenute per la ri-qualificazione energetica degli edifici, anche attra-verso l’installazione di pannelli solari termici, pos-sono essere infatti detratte per il 55% in sede di dichiarazione dei redditi.

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Luca rubini, come si fa a produrre energia dal sole?Ci sono principalmente due strade. La prima tecnolo-gia, chiamata solare termico, utilizza i raggi del Sole per scaldare dei tubi in cui circola acqua, che viene poi accumulata in un serbatoio per essere destinata, per esempio, all’uso domestico. La seconda, nota come fotovoltaico, consente inve-ce di ricavare dal Sole energia elettrica. In estrema sintesi, quando l’energia solare colpisce il pannello fotovoltaico, all’interno del silicio, che è il materiale di cui è fatto, si genera una corrente elettrica.

è possibile utilizzare un pannello fotovoltaico du-rante la notte?In effetti l’energia elettrica derivante dal Sole si può produrre solo durante il giorno, quando di solito però la gente non è in casa. Ma l’energia che produciamo e non utilizziamo sul momento, viene riversata nella rete elettrica nazionale e la usa qualcun altro. Di notte ogni singolo produttore “salda il conto” e si riprende la “sua” energia dalla rete. Questo, ovviamente, nel

caso di utenze collegate alla rete o grid connected. Semplifi cando, potremmo dire che, a volte, la rete elettrica svolge il ruolo di una banca nella quale de-positare e dalla quale ritirare energia elettrica.

il sole potrà rappresentare, secondo lei, l’energia del futuro? riuscirà a sostituire il petrolio?Diffi cile rispondere. Vista la disponibilità infi nita dell’energia solare, varrà sicuramente la pena puntare su questa fonte. Se potessimo fare un salto al 2050, troveremmo un fabbisogno energetico aumentato ri-spetto a quello attuale, ma anche, probabilmente, una diversa disponibilità del petrolio: questo non signifi ca che tra 50 anni sarà fi nito, ma che sarà più diffi cile soddisfare le nostre esigenze utilizzando ampiamente questa fonte. C’è da credere, insomma, che il petrolio non fi nirà con la sua fi ne fi sica, ma con l’avvento di tecnologie in grado di utilizzare altre risorse energe-tiche. In fondo l’età della pietra non è fi nita perché sono fi nite le pietre, ma perché si era passati a una tecnologia superiore e più effi ciente come quella del bronzo!

Luca rubini, come si fa a produrre energia dal

L’ intervistALuca rubini Segretario Tecnico di ISES ITALIA, la sezione italiana dell’International Solar Energy Society

missione compiuta: daL 20 marzo 2009 anche L’uLtimo panneLLo fotovoLtaico che aLimenta La iss - stazione spaziale internazionale grazie aLL’energia deL soLe è stato montato. ora La stazione può contare su 124 KW di energia eLettrica che servono per far funzionare Le apparecchiature di bordo, per accendere Le Luci e, soprattutto, per attivare L’indispensabiLe sistema eLeKtron che genera ossigeno.

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Il sistema di accumulo dell’energia termica è infatti particolarmente efficiente, tanto che Archimede può produrre energia elettrica anche di notte o in caso di nuvolosità. E questa è la vera scommessa vinta dall’impianto, perché in quelli tradizionali l’elettricità viene prodotta solo in presenza del Sole o per poche ore dopo il suo tramonto.Archimede fa parte delle cosiddette centrali ibride perché l’impianto solare termodinamico si affianca a un impianto a gas a ciclo combinato: un ottimo modo per ridurre la quantità di combustibili fossili impiegati. Sarà pronto a metà 2010.

L’integrazione è di casa. Enel.si ha realizzato il più grande impianto fotovoltaico integrato del Vene-to. L’impianto, installato sul tetto della Cooperativa Ortofrutticoltori di Castelbaldo (PD), è grande come due piscine olimpioniche (occupa infatti una su-perficie di 2.500 m2) e genera circa 280mila kWh di energia elettrica all’anno. Una produzione in grado di soddisfare i consumi di oltre 100 famiglie e di evitare l’emissione in atmosfera di quasi 150 tonnellate di CO2 all’anno.

un laboratorio solare. Presso la sede Enel di Ca-tania, è attivo il Laboratorio Solare Avanzato per la

ricerca sul solare, un centro di eccellenza per lo svi-luppo e la sperimentazione di soluzioni innovative in campo fotovoltaico. I ricercatori si stanno concen-trando in particolare sulla tecnologia a film sottile e sul fotovoltaico a concentrazione. In questo contesto si inserisce anche l’accordo tra Enel e Sharp per la produzione industriale, in Italia, di pannelli a film sot-tile e per l’installazione di nuovi campi fotovoltaici.

il futuro è già qui. Il silicio contenuto nei cellulari, se recuperato, può essere utilizzato per produrre pannelli fotovoltaici. Da questa constatazione nasce l’iniziativa MyFuture - Il tuo telefonino ha ancora tan-ta energia che anche nel 2009 ha visto protagonisti Vodafone Italia, Enel, Legambiente e i cittadini che hanno portato il loro vecchio cellulare - ma anche le batterie e gli accessori - in uno dei punti raccolta. Grazie a questa campagna i vecchi cellulari vengono raccolti e rigenerati: il ricavato serve per finanziare l’installazione, a cura di Enel.si, di pannelli fotovoltai-ci in alcune scuole italiane. Dal 2000 Vodafone Italia ha raccolto circa 1.600.000 telefoni ricavando più o meno 30 tonnellate di materiali destinati al riciclo e al riutilizzo... E intanto la raccolta continua.

il sole in italia. Ad agosto 2009 è stata completa-ta la centrale fotovoltaica di Montalto di Castro (VT) che, con 6 MW di potenza installata, è attualmente la più grande d’Italia e tra le più grandi in Europa. Si ag-giunge all’impianto Enel di Serre Persano (SA) da 3,3 MW, prima centrale fotovoltaica di grandi dimensio-ni d’Italia inaugurata nel 1993 e tuttora funzionante. L’impianto di Montalto di Castro ha un’estensione di poco inferiore ai 10 ettari ed è in grado di produrre oltre 7 milioni di kWh l’anno, pari al fabbisogno di 2.700 famiglie. L’energia prodotta dal Sole a Mon-talto consentirà di evitare ogni anno l’emissione in atmosfera di quasi 5.000 tonnellate di CO2.

iL soLe neL mondo■ Sta per essere costruita in Florida, negli usa, la

centrale fotovoltaica più grande del mondo: con i suoi 75 MW di potenza sarà il cuore energetico di Babcock Ranch, l’innovativa eco-città solare che dal 2011, salvo problemi normativi, ospiterà 50mila persone. Progetti a parte, l’impianto foto-voltaico che detiene il primato di potenza instal-lata (60 MW) si trova a olmedilla de alarcón in spagna.

■ Gli appassionati di auto solari si danno appuntamento ogni anno in australia per il World Solar Challenge, la gara all’ultimo raggio che, par-tendo da Darwin ad Adelaide, attraversa il Paese da nord a sud in sette giorni e mette alla prova i prototipi alimentati a energia solare più veloci e resistenti del mondo.

■ Arriva dalla spagna, anche se l’ispirazione viene dalla Siracusa di Archimede, la cucina solare pro-dotta su scala industriale: il fornello da esterno raggiunge una potenza di 600 W e una tempera-tura massima di 200 ˚C. Il risultato? 1 litro di ac-qua bolle in 8 minuti! Gli inconvenienti? In giorni di pioggia niente pasta, il costo è di 260 euro e l’apparecchio va riorientato manualmente perché possa seguire il Sole.

■ PV Guardian è l’antifurto per pannelli fotovoltaici sviluppato in italia da enea - Ente per le Nuove Tecnologie, l’Energia e l’Ambiente: una risposta concreta al crescente problema dei ladri... solari.

■ Il pannello fotovoltaico liquido del cnr – Consiglio Nazionale delle Ricerche di bologna si spalma come una vernice solare direttamente sulle superfici, anche più volte. I vantaggi? Enor-mi! Nessun impatto architettonico o ambientale, resistenza agli agenti atmosferici, nessun rischio di furto, possibilità di essere applicata su grandi

superfici di tutti i tipi e in tutti i campi che hanno come requisiti la leggerezza (per esempio nella nautica) e nell’edilizia.

■ PV Cycle è un’associazione per la raccolta e il riciclaggio volontario dei pannelli fotovoltaici in disuso che opera in tutta europa. Le aziende che hanno aderito all’associazione sono già molte e la campagna permetterà di ridurre la quantità di rifiuti ma anche la domanda di materie prime per la produzione di nuovi pannelli fotovoltaici.

iL soLe di eneLarchimede: una sperimentazione di successo. Grazie alla collaborazione tra Enel ed ENEA, l’Italia entra nel mercato del solare termodinamico. L’im-pianto Archimede di Priolo Gargallo (SR) utilizza la tecnologia termodinamica dei collettori parabolici lineari e si segnala a livello internazionale per le pe-culiari soluzioni adottate e per gli alti rendimenti rag-giunti. Gli specchi parabolici della centrale concen-trano i raggi del Sole in tubi (ricevitori) collocati nella linea focale della parabola. All’interno dei tubi circola uno speciale fluido termovettore che viene riscal-dato fino a 550 °C: l’energia termica generata viene quindi convogliata e accumulata in un serbatoio per generare vapore e innescare il ciclo termodinamico. Ed ecco una delle innovazioni di Archimede: il fluido termovettore usato non è un olio ma una miscela di sali fusi che presenta diversi vantaggi:■ ha costi inferiori;■ nel caso di fuoriuscite accidentali non è infiammabile né inquinante;■ consente di raggiungere temperature molto elevate (550 °C circa) e di conservare e accumulare, per tempi prolungati, il calore raccolto.

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Geo + tHermos = CALore deLLA terrAPer energia geotermica si intende quella contenuta, sotto forma di calore, all’interno della Terra. Questo calore è presente, 24 ore su 24, in quantità enorme e praticamente inesauribile e deriva dal naturale au-mento della temperatura all’aumentare della profon-dità: in media, ogni 100 m, il gradiente geotermico cresce di 3 °C. Esistono sostanzialmente 3 modi per impiegare il ca-lore della Terra:1. nelle zone interessate da fenomeni vulcanici o

tettonici troviamo serbatoi geotermici caratterizza-ti da temperature molto elevate (oltre i 150 °C). In queste aree l’acqua e i gas scaldati nel sottosuolo salgono fino in superficie ad alta pressione sotto forma di geyser o soffioni e possono essere usati

per la produzione di energia elettrica azionando le turbine delle centrali geotermoelettriche;

2. nelle stesse zone si possono trovare anche depositi con temperature più basse (tra i 90 e i 150 °C circa): in questi casi il calore della Terra può essere trasformato in energia elettrica nelle speciali centrali geotermiche a ciclo binario, che non hanno bisogno di temperature elevate perché utilizzano fluidi particolari che si trasformano in vapore a una temperatura meno elevata di quella che serve all’acqua;

3. in presenza di temperature tra i 30 e i 90 °C non si produce energia elettrica ma si impiega l’energia termica che proviene dal sottosuolo per riscaldare piscine e centri termali o interi edifici collegati in rete (teleriscaldamento). Il calore può essere uti-lizzato anche nell’agricoltura - per innaffiare le col-ture di serra o per essiccare le piante o il legname

UnA “tortA” in movimentoLe eruzioni vulcaniche, le sorgenti termali e i gey-ser sono fenomeni naturali alimentati dal calore che si sprigiona all’interno della Terra. Questo calore si muove attraverso le rocce terrestri in due maniere: per conduzione, meccanismo di trasporto del calore tipico dei solidi, e per convezione, meccanismo di trasporto di calore tipico dei liquidi e dei gas. Vista la bassa conducibilità delle rocce compatte e la fluidità dei materiali del mantello terrestre, il trasporto del calore dalle viscere alla superficie della Terra si deve soprattutto alla convezione. Quando una soluzione di acqua e sapone viene ri-scaldata, è possibile visualizzare i moti convettivi all’interno del fluido.

cosa occorre■ Un contenitore di alluminio;■ una piastra elettrica da cucina;■ acqua;■ colorante liquido;■ un flacone di sapone.

cosa fare■ Riempiamo il contenitore di alluminio un po’ più della metà con dell’acqua;■ aggiungiamo due cucchiai di sapone e mescoliamo lentamente cercando di non creare bolle, fino a quando tutto il sapone sarà sciolto;

A GeotermiA e GLi impiAnti GeotermoeLettriCi

L

■ aggiungiamo alla soluzione qualche goccia di colorante;■ lasciamo riposare la soluzione per circa un minuto;■ accendiamo la piastra elettrica al minimo e dopo qualche secondo appoggiamo il contenitore su di essa e osserviamo cosa accade;■ dopo qualche istante togliamo il contenitore dalla piastra e appoggiamolo su una superficie piana e fredda.

cosa accadeQuando appoggiamo il contenitore sulla piastra accesa, la soluzione di sapone sul fondo del con-tenitore si riscalda, diventa meno densa, più leg-gera e sale verso l’alto. Quando il fluido riscaldato raggiunge la superficie, si raffredda, diventa più pesante e affonda. Il movimento del fluido che si osserva si chiama moto convettivo.

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rosso per iL ferro contenuto neLLa sua crosta, geLido per La grande distanza daL soLe (228 miLioni di Km contro i 150 deLLa terra), marte ha un’atmosfera composta in gran parte da co2 e La vetta più aLta deL sistema soLare: iL vuLcano oLYmpus mont, con i suoi 20 Km di aLtezza, è oLtre 2 voLte iL nostro everest! secondo recenti anaLisi Le eruzioni vuLcaniche su marte sono caratterizzate da una successione di cinque vioLenti episodi verificatisi dopo Le fasi iniziaLi di formazione pLanetaria e intervaLLati da periodi di reLativa caLma. iL primo risaLe a circa 3,5 miLiardi di anni fa e L’uLtimo a un centinaio di miLioni di anni fa. durante queste estese e vioLente eruzioni, non fu soLo La Lava a diffondersi: L’intenso caLore generato daLL’attività vuLcanica, infatti, deve aver portato in superficie anche grandi quantitativi deLL’acqua che è imprigionata neL sottosuoLo di marte, causando rapidissime inondazioni su Larga scaLa. e, visto che L’interno deL pianeta non è ancora freddo, secondo i ricercatori può darsi che accadano ancora fenomeni vuLcanici.

echi daLLo spaziocome avviene in Nuova Zelanda - nell’itticultura e nell’industria. In USA e Giappone la geotermia serve anche per allevare gli alligatori!

GeotermiA domestiCAA questi impieghi si aggiungono le pompe di ca-lore geotermiche che permettono di impiegare temperature ancora più basse per il riscaldamento invernale delle case, per la produzione di acqua calda sanitaria e, in estate, per il raffrescamento degli ambienti. Si tratta quindi di un uso “domestico” che permet-te a tutti di sostituire l’impianto tradizionale alimen-tato a combustibili fossili con un impianto pulito. Mediamente a 150 m di profondità si registrano temperature del terreno comprese tra i 13 e i 17 °C: queste condizioni sono costanti tutto l’anno e indipendenti dalle condizioni climatiche esterne. Le pompe di calore, attraverso un sistema di son-de interrate e di “scambiatori”, utilizzano proprio questa differenza di calore costante che si crea tra la superficie terrestre e il sottosuolo per aggiunge-re o togliere calore agli ambienti domestici. Nel sottosuolo, infatti, la temperatura è più alta d’inverno e più bassa d’estate, quindi:■ durante l’inverno l’ambiente viene riscaldato trasferendo energia dal sottosuolo all’abitazione;■ durante l’estate il processo si inverte: il calore viene trasferito dall’ambiente al sottosuolo.

dAti dAL mondoNel mondo solo 24 Paesi producono energia elet-trica utilizzando il calore della Terra: la capacità complessiva installata è di quasi 10 GW. 10 sono i Paesi all’avanguardia: USA, Filippine, In-

donesia, Messico, Italia, Giappone, Nuova Zelan-da, Islanda, El Salvador e Costa Rica.

FoCUs sULL’itALiASecondo i Dati statistici sull’energia elettrica in Ita-lia 2008 pubblicati da TERNA, alla fine del 2008 erano in esercizio 31 geo-centrali (711 MW di po-tenza lorda installata) - tutte concentrate in Tosca-na - che hanno prodotto 5.520 GWh lordi con una leggera flessione rispetto all’anno precedente. Il Manifesto della geotermia - lanciato nel 2008 dal Consiglio Nazionale Geologi, dall’Unione Geoter-mica Italiana e dall’Associazione Termotecnica Ita-liana - sottolinea comunque come tutto il territorio italiano abbia rilevanti risorse geotermiche ancora da valorizzare.

previsioni A tUtto CALoreLe stime dell’iga - International Geothermal Asso-ciation prevedono che la potenza installata arriverà a 11 GW entro il 2010 e a 70 GW entro il 2050: que-sto utilizzando le tecnologie già disponibili, senza quindi considerare le innovazioni già oggi allo stu-dio. I ricercatori stanno infatti lavorando per:■ migliorare le tecniche di perforazione, ■ diffondere le centrali a ciclo binario che permettono di usare anche fluidi geotermici a temperature relativamente basse, ■ sviluppare la tecnologia hdr - Hot Dry Rock

che consente l’utilizzo di fonti termiche prive di vapore grazie alla creazione di serbatoi artificiali di acqua fredda che, a contatto con le rocce calde secche, si trasforma in vapore che, a sua volta, aziona le turbine della centrale.

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termica che fornisce riscaldamento e climatiz-zazione a 350 edifi ci pubblici e privati. Il sistema utilizza i rami sotterranei della cava che sono completamente inondati di acqua a 32° C: cin-que pozzi scavati fi no a 700 m di profondità per-

mettono di pompare l’acqua in superfi cie dove un impianto ne estrae il calore per indirizzarlo al sistema idraulico dei radiatori. Una volta raf-freddata, l’acqua viene ripompata sottoterra e il ciclo ricomincia.

■ La culla mondiale della geotermia si trova in Toscana, a Larderello, dove nel 1904 il Principe Ginori Conti riuscì ad accendere cinque lampa-dine con un getto di vapore proveniente dal sot-tosuolo e nel 1913 entrò in funzione Larderello 1, la prima centrale geotermoelettrica della sto-ria dell’uomo. Ancora oggi, Enel gestisce oltre 30 centrali nella zona.

■ Numeri record per la svezia dove a fi ne 2007 erano installate quasi 300mila pompe di calore. In UE sono quasi 722mila con una potenza in-stallata totale di 8.758 MW termici.

LA GeotermiA di eneLnovità a stelle e strisce e non solo. In tutto il mondo, gli impianti geotermoelettrici del Gruppo Enel raggiungono una potenza netta installata di 728 MW: 681 MW sono installati in Italia nelle due aree di Larderello e del monte Amiata, in Toscana, mentre gli altri 47 MW si trovano negli USA e in Canada. Da segnalare come nel Nevada nel 2009 siano stati inaugurati i due innovativi impianti a ci-clo binario Stillwater e Salt Wells che hanno una ca-pacità installata complessiva di 65 MW lordi e una produzione stimata in 400 milioni di kWh all’anno e saranno in grado di soddisfare i consumi di cir-ca 40mila famiglie americane, evitando l’emissione in atmosfera di oltre 300mila tonnellate all’anno di CO2. I due impianti a ciclo binario sono tecnolo-gicamente all’avanguardia e riescono a utilizzare fonti termiche a temperature relativamente basse comprese tra i 130 e i 150 °C.

dott. mazzuoli, come si fa a trasformare il calore prodotto nella terra in energia elettrica?In alcune zone come la Toscana, la California, la Nuo-va Zelanda o il Giappone, il calore prodotto nelle pro-fondità della Terra può determinare la vaporizzazione dell’acqua che si trova in particolari strati permeabili. In particolari situazioni geologiche, questo vapore resta intrappolato tra due strati impermeabili. Quan-do lo strato impermeabile superiore viene forato da una trivella, il vapore fuoriesce in superfi cie ad alta pressione e ad alta temperatura, un po’ come accade quando si alza la valvola di una pentola a pressione. Questo vapore viene quindi convogliato verso le tur-bine che alimentano la vicina centrale elettrica, diven-tando il suo “combustibile”.

quali sono i vantaggi di questa fonte di energia?L’energia geotermica è a tutti gli effetti rinnovabile, essendo la Terra un serbatoio di calore praticamen-te infi nito. Purtroppo le zone geotermicamente molto calde non si trovano ovunque. Ultimamente però si

è trovato il modo di utilizzare ovunque il calore del-la Terra, costruendo pompe di calore per il riscalda-mento e la climatizzazione delle abitazioni. Pensate a quanta energia si risparmierebbe eliminando i condi-zionatori…

e gli svantaggi…In alcuni casi il vapore che emerge in superfi cie può contenere frazioni di acido solfi drico e dunque ema-nare cattivo odore, simile a quello che si sente nelle zone termali.

qual è la situazione della geotermia in italia?Per quanto riguarda le centrali siamo ai primi posti nel mondo e attualmente la produzione geotermica soddisfa il fabbisogno energetico di ben oltre 2 mi-lioni di famiglie. Per quanto riguarda invece le pompe di calore sia-mo ancora indietro rispetto ad altre nazioni, come per esempio la Svezia, soprattutto perché manca un’ade-guata informazione.

LA GeotermiA neL mondo■ Il punto vendita Ikea di corsico (mi) viene

riscaldato e raffrescato grazie a un impianto di geoscambio: 304 sonde geotermiche installate a una profondità di 125 m forniscono, infatti, al negozio aria calda in inverno e aria fredda in estate. E presto sarà la volta degli store di Torino e Rimini.

■ La geotermia atterra all’aeroporto di Orly, parigi, che potrebbe diventare il primo hub eu-ropeo riscaldato dal calore naturale della Terra

grazie a due sonde di calore poste a 1.700 m proprio nella falda acquifera calda che si trova sotto terminal e piste. La prima sonda pompe-rà acqua a 74 °C nel circuito di riscaldamento dell’aeroporto mentre la seconda la re-inietterà nel sottosuolo a 45 °C. L’impianto entrerà in funzione nel 2011 e permetterà di tagliare 7mila tonnellate di CO2 all’anno. Buon decollo!

■ A Heerlen, nei paesi bassi, una vecchia miniera di carbone, inutilizzata da oltre 30 anni, è stata convertita in una fonte di energia geo-

dott. mazzuoli, come si fa a trasformare il calore

L’ intervistAroberto mazzuoLi Dipartimento di Scienze della Terra, Università di Pisa

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biomAsse inCroCiAte Le fonti di energia da biomassa sono costituite dalle sostanze di origine animale e vegetale, non fossili, che pos-sono essere usate come combustibili per la produzione di energia. La lavorazione di ciascuna biomassa richiede un particolare processo di conversione e consente di ottenere un prodotto, destinato a uno specifico utilizzo, che va dalla produzione di energia elettrica, a quella dei cosiddetti biocarburanti. Una risorsa da non rifiutare! Di cosa si tratta? Risolviamo il bio-cruciverba e troviamo la risposta.

e biomAsse e iL Loro UtiLi oL

1. Si ottiene bruciando la legna.2. Quello di arachidi alimentò il primo motore diesel della storia!

3. Quella dell’uva è indispensabile per preparare il vino.4. È un biocarburante.

5. Urbani e industriali le hanno in comune.6. In molte città è differenziata.7. L’energia che scalda.

Nota per il docente: il cruciverba può essere fotocopiato e distribuito a ciascuno studente per agevolarne lo svolgimento.

Enel Green Power sta esportando la tecnologia messa a punto in Italia anche in Centro e Sud America:■ in cile, in accordo con l’ente petrolifero nazionale ENAP, sta esplorando alcune aree particolarmente adatte che mostrano potenzialità superiori ai 100 MW. Contemporaneamente ha inaugurato Energia della Terra, un progetto di comunicazione e divulgazione scientifica che spiega l’origine della risorsa geotermica e prevede anche l’apertura del Museo Interactivo Mirador;■ in el salvador è attivo l’impianto Berlin III, per una capacità di 44 MW e una produzione di circa 320 milioni di kWh all’anno.

L’italia, culla della geotermia. In Toscana, Enel Green Power gestisce 32 impianti geotermici per una potenza netta di 681 MW, in grado di assicurare una produzione annua di oltre 5 miliardi di kWh. In questo modo copre il 25% del fabbisogno di elettricità della regione, soddisfa le necessità energetiche di circa 2 milioni di famiglie, risparmia 1.100.000 tep ed evita l’emissione di 3,6 milioni di tonnellate di CO2.

L’innovazione che passa dalle uova. Il fluido geotermico che proviene dal sottosuolo e che viene utilizzato nelle centrali contiene anche l’idrogeno solforato, proprio quello che conferisce il tipico odore di “uova marce” alle località termali. Per eliminare il possibile disagio di chi vive in prossimità delle centrali geotermoelettriche, Enel ha sviluppato e brevettato il processo amis - Abbattimento Mercurio e Idrogeno Solforato che rimuove il mercurio, presente in concentrazioni trascurabili in alcune aree, e l’idrogeno solforato dalle emissioni degli impianti. Enel è inoltre in prima linea nello studio degli impianti di nuova generazione chiamati egs - Enhanced Geo-termal System: si tratta di sistemi geotermici potenziati che fanno circolare un fluido all’interno di tubature a circuito chiuso poste ad alte profondità. Una volta tornato in superficie il fluido, caldo, sarà in grado di fornire a più abitazioni acqua calda, riscaldamento e anche energia elettrica.

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soluzione: rifiuti

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Per essere utilizzate, alcune biomasse devono infatti essere prima “trasformate” attraverso processi che dipendono dalla loro composizione: se un materiale ha molto carbonio (C) e poca acqua (H2O), è adatto per essere bruciato per ottenere calore o elettricità; se, viceversa, ha molto azoto (N) ed è molto umido, può essere sottoposto a processi biochimici come la digestione anaerobica che trasformano le molecole organiche in metano e CO2. Infine, combustibili liquidi adatti a essere utilizzati nei motori a benzina o die-sel possono essere ottenuti tramite processi come la fermentazione degli zuccheri in alcool etilico e l’este-rificazione degli olii a partire da particolari specie ve-getali come barbabietola, sorgo, colza, soia, girasoli e palma da olio.

UnA Fonte verdeLe biomasse sono considerate fonti sostenibi-li perché la CO2 prodotta dal loro impiego (per esempio nella fase di combustione) equivale alla stessa quantità di CO2 assorbita dalle piante nella loro fase di crescita tramite la fotosintesi.

È poi da notare come le biomasse possano essere impiegate anche nelle centrali termoelettriche in co-combustione o co-gassificazione con i com-bustibili tradizionali, come il carbone o i derivati dal petrolio, contribuendo a ridurre l’utilizzo di fonti fossili e l’emissione di gas serra. Tra le biomasse utilizzate ci sono anche i rifiuti solidi urbani che così non vengono messi in discarica ma valorizzati.

i termovalorizzatori sono invece impianti che forniscono energia elettrica e termica utilizzando come fonte energetica la parte dei rifiuti che non può essere recuperata o riciclata. I rifiuti apposita-mente preselezionati e trattati vengono impiegati come combustibile: bruciando generano vapore che aziona una turbina collegata a un alternatore e producono energia elettrica. Il calore in eccesso, anziché essere disperso nell’ambiente, viene recu-perato per alimentare una rete di teleriscaldamen-to. Proprio per questo i termovalorizzatori vengo-no anche chiamati impianti di co-generazione da rifiuti. Ecco un esempio. Il Naka Inceneration Plant è l’in-ceneritore di ultima generazione costruito a Hi-roshima: concepito come un museo multimediale aperto al pubblico, utilizza l’eccesso di calore che proviene dall’incenerimento dei rifiuti per fornire aria condizionata ed energia elettrica a tutto l’im-pianto. Ma non finisce qui perché assicura anche acqua calda alla piscina di Yoshijima e a una casa di riposo per anziani. L’elettricità che non viene uti-lizzata è venduta alla compagnia elettrica locale. Grazie a enormi vetrate protettive, le scolaresche e i visitatori possono assistere, passo per passo, al processo di incenerimento dei rifiuti: dai camion che scaricano i rifiuti nella fossa di stoccaggio alle pale che mescolano la spazzatura, fino alla stanza di controllo che monitora ogni passaggio del pro-cesso di smaltimento. Non resta che organizzare una gita scolastica in Giappone!

spA io ALLA nAtUrAPer biomasse si intendono i prodotti, i sottoprodotti e i rifiuti vegetali e animali che provengono da:■ agricoltura, zootecnia e silvicoltura: colture dedicate (per esempio piante ligno-cellulosiche, zuccherine, oleaginose), potature, sfalci, liquami zootecnici...■ industria agro-alimentare: sansa, paglia, lolla, semi... ■ industria del legno e del mobile: residui legnosi, segatura...A questi si aggiungono i rifiuti e i reflui industriali e urbani. Le biomasse vengono impiegate per produrre bioenergia termica o elettrica e per alimentare in modo pulito i mezzi di trasporto. I biocombustibili sono i combustibili solidi, liquidi o gassosi derivati direttamente dalle biomasse (la legna da ardere, per esempio, è un biocombustibile solido che non ha bisogno di trasformazioni per essere utilizzato), od ottenuti tramite processi di trasformazione. Rientrano in questa seconda categoria:■ il cippato (legno sminuzzato ottenuto da residui di potature boschive, agricole o urbane, ramaglie e sottoprodotti delle segherie) e i pellets (piccoli cilindri ottenuti pressando segatura e polvere di legno);■ il biodiesel e il bioetanolo; ■ il biogas.

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In tutto il mondo è in fase di studio la cosiddetta “seconda generazione” di biocarburanti che invece di essere ottenuta da materie prime agricole verrà prodotta da una gamma più ampia di piante e di rifiuti organici risolvendo il problemi della competizione con le colture alimentari. Tra le biomasse di seconda generazione spiccano le al-ghe marine, la Jatropa curcas (una pianta tropicale che cresce anche in terreni semiaridi e in presenza di scarse precipitazioni) e la Camelina, una lontana parente della senape, caratterizzata da un elevato contenuto oleico, bassi costi di piantagione e manutenzione, un buon rapporto spazio/resa e una spiccata capacità di crescere in terreni inadatti alle colture alimentari, anche in condizioni meteorologiche ostili.

In questo contesto si inserisce anche il biodiesel prodotto riciclando l’olio vegetale esausto, proprio quello che rimane dopo aver fritto patatine e frittelle. Ma come avviene questa trasformazione? Prima di tutto l’olio esausto viene filtrato, poi è trattato chimicamente e infine arriva la fase di decantazione in cui il biodiesel ottenuto viene separato dal suo sottoprodotto, la glicerina: proprio quella delle creme!In Italia si consumano annualmente circa 1.400.000 tonnellate di olii vegetali. Il 20% circa diventa olio esausto, ma di tutta questa quantità solo una minima parte viene recuperata. Tranne qualche iniziativa locale di raccolta differenziata particolarmente efficiente, il recupero di olio alimentare esausto avviene, infatti, solo presso grandi utilizzatori (ristoranti, fast food, mense...). Il resto finisce invece nell’ambiente attraverso le reti fognarie e rappre-senta una minaccia: l’olio disperso in mare, per esempio, forma un velo sottilissimo che impedisce la penetrazio-ne in profondità dei raggi solari!

iL probLema dei rifiuti è davvero... universaLe: neL mese di marzo 2009 La iss - stazione spaziale internazionale ha dovuto variare La sua orbita diverse voLte per evitare di entrare in coLLisione con rottami spaziaLi. deL resto neLLo spazio un detrito in orbita bassa (cioè a 1.000 Km di aLtezza) viaggia a 28miLa Km/h: anche una sempLice scagLia di vernice diventa un vero e proprio proiettiLe. e visto che non si sono ancora trovati spazio-spazzini non resta che tenere un cataLogo sempre aggiornato.

echi daLLo spazio

bio - FinestrA sUL mondoSecondo il rapporto ren21 Renewables Global Sta-tus Report 2009 le biomasse nel 2008 hanno registra-to un incremento del 4% arrivando a 52 GW mondiali (15 sono nell’UE) e collocandosi al terzo posto della classifica delle rinnovabili, dopo vento e acqua.In Italia, secondo i Dati statistici sull’energia elettrica 2008 pubblicati da TERNA, alla fine del 2008 erano in esercizio 352 impianti alimentati a biomasse erano 321 per una potenza installata pari a 1.555 MW e una produzione lorda di 7.522 GWh. 261 di questi impianti ha prodotto solo energia elettri-ca, 96 elettricità e calore.

biomobiLitAI biocarburanti (principalmente biodiesel ed eta-nolo) si ottengono dalle biomasse e rappresentano l’alternativa rinnovabile per far muovere i mezzi di trasporto.

Il biodiesel viene ricavato dalle piante oleaginose come palma, soia, colza e ha proprietà e prestazioni simili a quelle del gasolio minerale. Nel 2008 ne sono stati prodotti 12 miliardi di litri, circa 11 volte più che nel 2000. I produttori più importanti sono stati l’UE (oltre 8 miliardi di litri ottenuti principalmente da colza e girasole. La Germania ha contribuito con oltre 2 mi-liardi di litri) e gli USA (2 miliardi di litri ottenuti princi-palmente da soia), seguiti da Brasile e Argentina (oltre 1 miliardo di litri a testa)

L’etanolo può essere prodotto per sintesi a partire dalle fonti fossili o per fermentazione a partire dalle biomasse: in questo caso si parla di bioetanolo. In particolare si possono utilizzare residui di coltivazioni agricole e forestali scarti di lavorazione delle industrie

agro-alimentari, i rifiuti urbani e coltivazioni ad hoc come canna da zucchero, barbabietola e mais. A li-vello mondiale nel 2008 sono stati prodotti 67 miliardi di litri di bioetanolo: i due leader del mercato sono stati USA (34 miliardi di litri ottenuti in prevalenza dal mais) e Brasile (27 miliardi derivati soprattutto dalla canna da zucchero). In UE, nel 2008, la produzione di bioetanolo ha rag-giunto i 2,8 miliardi di litri (+ 60% rispetto al 2007). Il primo produttore è la Francia (oltre 1 miliardo di litri). Seguono Germania (circa 500 milioni di litri) e Spagna (circa 400 milioni di litri).

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zucchero, si potrebbe impiegare una particolare varietà di erba utilizzata nei campi da golf.

■ Per ogni tonnellata di banana mangiata o usata per produrre vino o birra (sì, serve anche a questo!) ci sono 10 tonnellate di scarti tra bucce, foglie e steli. Come valorizzarle e come fornire un eco-combustibile ai Paesi produttori di banane come Tanzania, Burundi e Ruanda? L’idea è venuta a Joel Chaney, uno laureando inglese durante una visita proprio in ruanda: basta macinare gli scarti, aggiungere segatura, pressare l’impasto ottenuto e lasciarlo ad essicare per alcune settimane. Il ri-sultato? Un panetto compatto che prende fuoco rapidamente e rilascia un calore costante!

■ È stato inaugurato in Francia, a vigeant, un impianto pilota per la produzione industriale di biocarburante dalle alghe, che vengono coltiva-te in sei vasche e “nutrite” con la CO2 recuperata dalla fermentazione di liquami domestici e acque grigie. L’obiettivo? Produrre 20mila litri di etanolo all’anno!

■ In molise, a Mafalda (CB), al posto del cementifi cio dismesso entrerà in funzione, nel 2011, la centrale a biomasse che convertirà in energia elettrica 90mila tonnellate di vinacce, oltre a 30mila di sansa e 10mila di potature legnose. L’impianto si inserisce infatti a pieno titolo nella fi -liera agricola locale e sarà in grado di soddisfare il fabbisogno elettrico di quasi 26mila famiglie.

Le biomAsse di eneLtra canada e spagna. Nel Québec, Enel Green Po-wer gestisce l’impianto a biomasse di Saint Fèlicien (21 MW) che brucia residui di segheria per produrre energia elettrica ma non solo. In un circolo virtuoso il vapore viene infatti ceduto alla segheria per alimen-

tare gli essiccatoi e, appunto, essiccare la legna. Le ceneri sono riutilizzate in agricoltura come conci-me mentre l’acqua calda residua serve nei processi dell’industria locale. In Spagna la società conta inve-ce 8 impianti di cogenerazione* e di incenerimento di rifi uti solidi urbani per un totale di 26 MW.

una centrale da primato. L’unità 4 della centrale Andrea Palladio di Fusina Marghera (VE) è alimentata in co-combustione con carbone e biomasse. Ogni anno, infatti, vengono bruciate 70mila tonnellate di cdr - Combustibile derivato dai rifi uti solidi urbani, cioè da quelli non riciclabili. Il CDR, prima di essere immesso nelle caldaie, viene trattato con procedi-menti e impianti d’avanguardia visitati da tecnici di tutto il mondo.

* La cogenerazione, o chp - Combined Heat and Power, è la produzione combinata e simultanea di energia elettrica e termi-ca. In un unico impianto si utilizza infatti il medesimo combu-stibile per produrre elettricità e calore e si garantisce un signifi -cativo risparmio di risorse rispetto alle loro produzioni separate. Elettricità e calore possono essere impiegati nell’impianto stes-so oppure per servire grandi strutture (per esempio ospedali, alberghi…) o piccoli centri urbani.

attilio cesàro, che cos’è una biomassa?In linea di principio una biomassa è tutto ciò di origine Sono biomasse tutti i prodotti delle coltivazioni agricole e della forestazione, i residui dell’industria della lavo-razione del legno e della carta, tutti i prodotti organici derivanti dall’attività biologica degli animali e dell’uo-mo, come quelli contenuti nei rifi uti urbani. Più in ge-nerale, una biomassa è tutto quello di origine animale e vegetale che viene prodotto sulla Terra in base a un ciclo vitale.

come si fa a produrre energia da una biomassa?Per esempio attraverso un processo di combustione. Come sanno bene i proprietari di un camino, bruciando la legna si riescono a ricavare grandi quantità di energia per il riscaldamento degli ambienti.Dalle piante si ricavano anche olii aromatici che, op-portunamente trattati, sviluppano energia. La base di partenza per la produzione dei cosiddetti biocarburanti sono gli olii di girasole, di mais e di soia. Può sembrare incredibile, ma incidendo una pianta si può ricavare una

sostanza oleosa che bruciata è in grado di alimentare un’automobile.

è possibile utilizzare i biocombustibili anche per la produzione di energia elettrica?In USA, India e Giappone, per esempio, si stanno spe-rimentando coltivazioni di vegetali a crescita veloce da utilizzare per alimentare piccole centrali elettriche. Fra le sperimentazioni più signifi cative spicca la colti-vazione del Miscanto, un’erba graminacea alta fi no a 4 metri con una redditività molto elevata. Secondo le stime dell’Environmental Research Institute del Galles, se il Miscanto venisse piantato sul 10% delle aree col-tivabili europee potrebbe fornire fi no al 9% dell’energia elettrica consumata dall’intero continente. Quello delle terre da destinare a questo tipo di piante è un nodo fondamentale, perché uno dei problemi più spinosi che frenano lo sviluppo delle coltivazioni dedicate, soprat-tutto nei Paesi emergenti e densamente popolati come Cina e India, è proprio quello della superfi cie da sottrar-re all’agricoltura.

Le biomAsse neL mondo■ Il più grande impianto del mondo a biomasse è

in fase di costruzione nel galles: avrà una potenza di 300 MW e sarà alimentato con trucioli di legno.

■ Sarà realizzata a venezia la prima centrale italiana in grado di produrre energia elettrica uti-lizzando le biomasse ricavate dalle Ditomee, le microalghe autoctone della laguna. La nuova centrale sarà composta da due unità: una per l’allevamento intensivo delle microalghe e l’altra per trasformarle in energia elettrica attraverso una tecnologia innovativa che riutilizzerà la CO2

emessa dalle turbine della centrale per nutrire le microalghe stesse, in un processo a zero emis-sioni. L’obiettivo è quello di rendere il porto di Ve-nezia autosuffi ciente e, in futuro, di fornire anche energia alle navi ormeggiate in banchina.

■ La Japan Airlines, all’inizio del 2009, ha testato la Camelina come carburante sul suo Boeing 747-300. L’aereo è stato infatti alimentato al 50% da un bio-combustibile a base proprio di Camelina. Con ottimi risultati! E sempre dal giappone arriva la notizia che per ottenere il bioetanolo, senza in-cidere sulle coltivazioni di mais e barbabietola da

attilio cesàro, che cos’è una biomassa?

L’ intervistAattiLio cesàro Dipartimento di Scienze della Vita, Università di Trieste

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neLLo spazio intersteLLare viaggia pioneer 10, o aLmeno si spera: L’uLtimo contatto deL robot-sonda, decoLLato da cape canaveraL iL 2 marzo 1972, risaLe infatti aL 2003. da aLLora più nuLLa. ma resta comunque una sonda record: La prima a superare La fascia degLi asteroidi presente dopo marte; La prima a osservare direttamente giove, fotografandoLo; La prima a Lasciare iL nostro sistema soLare. e soprattutto pioneer 10 è iL primo “messaggio in bottigLia” Lanciato neLLo spazio, un messaggio speciaLe che si affida aL Linguaggio deLLa scienza. a bordo deLLa sonda c’è infatti una targa d’oro con Le informazioni principaLi suL nostro mondo: Le incisioni mostrano una donna e un uomo nudi, iL sistema soLare con La posizione deLLa terra, e L’atomo di idrogeno.

echi daLLo spazio

un progetto molto prezioso. Diamante, così chiamato per la sua particolare forma (una strut-tura dell’architetto Richard Buckminster Fuller) che ricorda, appunto, un grande diamante, è una centrale energetica di nuova generazione basata sull’impiego di energia solare, che è al contempo effi ciente, funzionale, fl essibile. Grazie a un sofi sticato sistema di accumulo ener-getico a idrogeno è capace di immagazzinare du-rante il giorno l’elettricità prodotta da pannelli foto-voltaici e di rilasciarla durante la notte. Il Diamante è adatto a inserirsi nei più svariati contesti architet-tonici, anche paesaggi naturali di pregio: proprio per questo è stato installato nell’ottobre 2009 a Pratolino alle porte di Firenze, nel cinquecentesco giardino di Villa Medicea.

neLLo spazio intersteLLare viaggia pioneer 10, o aLmeno si spera: L’uLtimo contatto deL robot-

Grazie a un sofi sticato sistema di accumulo ener-getico a idrogeno è capace di immagazzinare du-rante il giorno l’elettricità prodotta da pannelli foto-voltaici e di rilasciarla durante la notte. Il Diamante è adatto a inserirsi nei più svariati contesti architet-tonici, anche paesaggi naturali di pregio: proprio per questo è stato installato nell’ottobre 2009 a Pratolino alle porte di Firenze, nel cinquecentesco

L’idrogeno è l’elemento più leggero e abbondante dell’Universo. Però, essendo molto volatile è assai raro sulla Terra allo stato puro. Per poterne disporre in quantità industrialmente utili occorre infatti estrarlo dai composti che lo contengono in abbondanza (per esempio dall’ac-qua, dai combustibili fossili, da sostanze minerali e da organismi vegetali) utilizzando una fonte di energia esterna. Per questo motivo l’idrogeno, proprio come l’elet-tricità, è considerato un vettore energetico e non una fonte energetica primaria.

L’idrogeno è ritenuto una delle principali risorse energetiche del futuro perché il principale resi-duo generato dalla sua combustione è il vapore acqueo. Un’ottima prospettiva, soprattutto per i mezzi di trasporto! Oggi la ricerca sta lavorando per trovare tecnologie innovative che rendano l’im-piego dell’idrogeno più economico e affi dabile.

L’ idroGeno neL mondo■ A settembre 2009 si è concluso il progetto

dell’UE HyFLEET:CUTE per una mobilità urbana sostenibile che ha portato 47 autobus alimenta-ti a idrogeno in 10 città del mondo: amburgo, amsterdam, barcellona, pechino, berlino, Londra, Lussemburgo, madrid, perth (au-stralia) e reykjavik. Ma la sperimentazione ha

idroGeno Un vettore di enerGiAL’avuto così successo che l’azienda di trasporti di Londra ha già chiesto 10 nuovi autobus da mettere in circolazione per il 2010.

■ Dopo Giappone e California, anche in norvegia è stata inaugurata un’autostrada a idrogeno: è lunga 560 km, collega Oslo a Stavanger, sul Mare del Nord, ed è dotata di una serie di sta-zioni per il rifornimento del vettore più abbon-dante della Terra. Per il taglio del nastro una decina di vetture, a idrogeno ovviamente, hanno gareggiato per vincere il “Viking Rally”.

L’ idroGeno di eneLil presente dell’idrogeno è a porto marghera (ve). I cittadini della provincia di Venezia sono stati i primi al mondo a ricevere energia prodotta dal più grande impianto a “zero emissioni” di taglia in-dustriale: a metà agosto 2009 è entrata, infatti, in attività la centrale di Fusina Marghera, alimentata a idrogeno. L’innovativa centrale sorge nell’area della centra-le “Andrea Palladio” e ha una potenza di 12 MW ai quali se ne aggiungono altri 4 MW generati dall’uso, nell’impianto a carbone esistente, dei gas caldi prodotti dalla turbina alimentata a idrogeno. L’energia prodotta sarà in grado di soddisfare il fabbisogno di 20mila famiglie, evitando l’emissio-ne in atmosfera di oltre 17mila tonnellate di CO2.

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UnA rete eLettriCA FAttA in CUCinAIl circuito o la rete elettrica più semplice non può fare a meno di tre elementi: un generatore di corrente elettrica, i cavi (o fi li) di trasmissione, un utilizzatore, cioè un dispositivo che, appunto, utilizzi, la corrente elettrica prodotta. In questo esperimento costruiremo una semplicissima rete elettrica con patate e posate.

cosa occorre■ 4 patate;■ 4 forchette di metallo;■ 4 coltelli di metallo;■ fi li elettrici di rame;■ un diodo o un piccolo Led - Light Emitting Diode, tipo la lucina di un telecomando.

cosa fare■ Infi lziamo i rebbi di una forchetta e la lama di un coltello in una patata; ■ ripetiamo la stessa operazione per tutte le patate;■ utilizzando i fi li di rame, colleghiamo il manico

del coltello infi lzato nella prima patata al manico della forchetta infi lzata sulla seconda patata;

■ ripetiamo la stesse operazioni collegando sempre coltello-forchetta di due patate successive fi no a ottenere una specie di catena che collega le patate grazie al collegamento “elettrico” delle posate che abbiamo infi lzato;

■ sempre utilizzando i fi li elettrici, colleghiamo la forchetta della prima patata a uno dei poli del LED e il coltello dell’ultima patata all’altro polo del LED.

cosa accadeSe le patate sono suffi cientemente succose e i nostri collegamenti ben saldi, la lucina del LED dovrebbe accendersi. Abbiamo realizzato una semplicissima rete elettrica nella quale le patate fungono da genera-tori di corrente: proprio come la pila di Volta, l’energia chimica che si sviluppa durante le reazioni fra il me-tallo delle posate e la patata rende possibile il fl usso di corrente!

distribU ione e trAsmissione

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dustrie e per distribuire energia su scala regionale. Nella parte più alta dei sostegni viene ancorato un conduttore (fune di guardia) collegato all’impianto di messa a terra per proteggere l’elettrodotto dai fulmini. Per questi livelli di tensione l’impiego di conduttori isolati interrati è limitato solo a brevissi-mi tratti in aree urbane, considerati i costi proibitivi e i tempi lunghi di riparazione in caso di guasto. All’ingresso delle città i conduttori incontrano le cabine primarie: qui il trasformatore riduce l’alta tensione in mt - media tensione (tipicamente 20 kV o 15 kV). Le linee di media tensione possono essere in conduttore isolato (interrato o aereo) o in conduttore nudo (aereo), lunghe anche qualche

decina di km; raggiungono in più punti del territo-rio le aree dove risiedono gli utilizzatori finali, ma dato il livello di tensione ancora troppo alto non si prestano in generale a una capillare distribuzione presso i singoli clienti domestici (bensì per lo più condomini, piccole industrie, centri commercia-li…). Lungo il percorso di ciascuna linea vengono ubicate le cabine secondarie nelle quali si realizza la trasformazione da media a bassa tensione. La rete con linee a bt - bassa tensione è quella più diffusa sul territorio ed è realizzata in cavo ae-reo o cavo interrato o conduttore nudo aereo, con tensione pari a 380 V (per le industrie) o 220 V (per le case).

e orA di trAsmettere! La rete di trasmissione permette il trasporto dell’energia elettrica prodotta nelle centrali fino alla rete di distribuzione, quella a cui sono collegati gli utenti finali. Si tratta di linee elettriche che colle-gano punti distanti fra loro anche migliaia di km. Per ridurre al minimo le perdite di energia lungo le linee di trasmissione, derivanti dalla resistenza dei cavi di conduzione, l’energia elettrica prodotta nelle centrali deve essere trasformata. Prima di es-sere convogliata nelle linee di trasmissione, passa attraverso il trasformatore che abbassa l’intensità della corrente, e alza la tensione a migliaia di Volt. Giunta sul luogo di impiego, prima di essere utiliz-zata, la corrente passa di nuovo in un trasformato-re che questa volta, alza l’intensità della corrente e abbassa la tensione.Le reti di distribuzione sono l’estensione capillare sul territorio delle linee di trasmissione: trasporta-no l’energia elettrica a tutti i clienti finali. Servono consumatori che vanno dai grossi impianti indu-striali alle utenze domestiche.

in dettAGLio i diversi LiveLLi di tensioneL’energia elettrica “esce” dagli impianti di produ-zione più grandi in mt - media tensione (10 kV o 20 kV) e - dopo essere passata per il trasformatore elevatore – prosegue in aat - altissima tensione (380 kV o 220 kV) e viene trasmessa dagli elettro-dotti che coprono lunghezze di centinaia o migliaia di km; sono realizzati con linee aeree supportati da sostegni (tralicci) di elevata altezza per evitare sca-riche al suolo. Valori più bassi di tensione chiamati at – alta tensione (150 kV, 132 kV o 120 kV) ven-gono utilizzati per consegne di energia a grosse in-

tensione di fornitura (v) destinatari

AT - Alta Tensione Grande industria

MT - Media Tensione Industria e terziario

BT - Bassa Tensione Piccole e medie imprese e utenze domestiche

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Le smArt GridOggi non è ancora possibile programmare la quan-tità di energia che si riesce a produrre con le fonti rinnovabili. Questo rende indispensabili le centrali a fonti non rinnovabili (per esempio le termoelettri-che) ma anche quelle idroelettriche a serbatoio che possono rispondere in ogni momento ai picchi di richiesta della rete. Al tempo stesso è indispensabile trovare sistemi di stoccaggio dell’energia rinnovabile prodot-ta per poterla mettere in rete quando serve. In Spagna, tra il 2008 e il 2009, gli impianti eolici sono stati più volte fermati per eccesso di produzione: la domanda nazionale era infatti inferiore all’energia

totale prodotta e la rete elettrica, sovraccarica, non riusciva ad assorbire e distribuire l’elettricità ecce-dente. E visto che disattivare un impianto termoe-lettrico sarebbe stato decisamente più dispendioso e complesso, si è scelto di fermare le pale eoliche, con un paradossale spreco di energia pulita. Questo esempio concreto dimostra come sia ormai imprescindibile creare una smart grid, una rete di distribuzione intelligente, in grado di gestire anche la produzione di energia verde - discontinua per na-tura - e compensarla con quella tradizionale: una rete davvero effi ciente deve infatti riuscire a gestire accuratamente i picchi e i vuoti di produzione senza sprechi.

L’interConnessioneeLettriCAIl sistema elettrico italiano funziona con il sistema tri-fase in corrente e tensione alternate sinusoidali alla frequenza fi ssa di 50 Hz (cioè 50 periodi al secondo) interconnesso ai confi ni di Stato con la rete sincrona europea. Tutte le centrali d’Italia (e d’Europa) sono in-terconnesse con la rete sincrona italiana (ed europea) per produrre istantaneamente la quantità di energia richiesta dalle utenze. Ecco un paragone illuminante: se a un ciclista (= ge-neratori di centrale) viene aumentata la pendenza della salita (= aumento della richiesta di energia da parte delle utenze) egli cerca di aumentare il numero e la forza delle pedalate della bicicletta (= manteni-mento della frequenza di 50 Hz). Ma se la penden-za dovesse aumentare ancora (= ulteriore aumento della richiesta di energia da parte della rete), allora, il ciclista non riuscirà più a far fronte allo sforzo, ral-lenterà e si fermerà (= frequenza in calo e poi pari a zero). Ma se sulla rete elettrica decade la frequenza di 50 Hz si genera un black-out. L’interconnessione elettrica tra Paesi permette pro-prio di compensare le eccedenze e le carenze di energia e di garantire la sicurezza del rifornimen-to, che è la premessa per il buon funzionamento dell’economia. Le centrali nucleari, per esempio, non si possono spegnere durante la notte e così nelle ore notturne conviene comprare energia dalla Francia, dove oltre il 75% dell’energia elettrica è di origine nucleare. Se poi in un Paese una grande centrale do-vesse sospendere la produzione, le centrali nei Paesi interconnessi potenzieranno la propria produzione per mantenere l’equilibrio globale tra domanda e of-ferta. Ciò non toglie, naturalmente, che ogni Paese resti responsabile del proprio approvvigionamento.

La quantità di energia prodotta può non essere sufficiente a coprire La richiesta di energia eLettrica in casi di emergenza, come un eccezionaLe caLdo estivo che causa L’accensione dei condizionatori in moLtissime case e Luoghi di Lavoro. proprio per questo esiste iL pesse - piano di emergenza per la siCurezza del sistema elettriCo, predisposto per ridurre, in caso di necessità, i carichi di energia eLettrica in maniera programmata e per evitare, quindi, che si verifichino bLacK-out incontroLLati.

La paroLa!

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UnA rete sotto ControLLo In ogni Paese la rete di trasmissione deve garanti-re che tutta l’energia necessaria in ogni momento del giorno e della notte sia portata dalle centrali fin dove serve. Ovviamente in tutta sicurezza. In Italia questo compito è affidato a terna - rete elettrica nazionale che: ■ si occupa del dispacciamento dei flussi di energia

sulla rete elettrica. L’energia elettrica, infatti, non si può immagazzinare e quindi bisogna pro-durre, istante per istante, la quantità di energia richiesta dai consumatori (famiglie e aziende) e gestirne la trasmissione in modo che l’offerta e la domanda siano sempre in equilibrio, garan-tendo così la continuità e la sicurezza della for-

nitura del servizio. Proprio per questo il Centro Nazionale di Controllo di TERNA è in costante contatto con tutte le centrali di produzione e controlla in tempo reale il sistema elettrico ita-liano e le sue interconnessioni con quello eu-ropeo;

■ gestisce gli impianti di trasmissione: i centri di teleconduzione TERNA manovrano gli impianti e ne monitorano il funzionamento. La manuten-zione è affidata a una struttura operativa pre-sente su tutto il territorio;

■ sviluppa la rete: delibera ed esegue gli interventi di sviluppo della rete di trasmissione nazionale sulla base di un piano decennale approvato ogni anno dal Ministero dello Sviluppo Economico.

LA GenerA ione distribUitA: dALLe reti pAssive A qUeLLe Attive.Nel contesto delle smart grid si inserisce anche la cosiddetta generazione distribuita che trasforma le nostre abitazioni in piccole centrali elettriche: ognuno di noi da cliente finale e consumatore passivo può diventare “produttore” di energia elettrica installando, per esempio, un mini impianto eolico o pannelli fotovoltaici collegati alla rete elettrica. L’energia così prodotta potrà essere utilizzata direttamente ma anche immessa in rete.Gli impianti alimentati a fonti rinnovabili, come già sottolineato, possono essere installati anche al di fuori del contesto delle centrali, da singoli cittadini, enti, industrie. In questo caso si dividono in:■ impianti autonomi o stand alone non connessi alla rete di distribuzione elettrica: l’energia prodotta viene consumata direttamente dall’utente o accumulata in apposite batterie, che la renderanno disponibile nelle ore in cui manca la fonte di energia rinnovabile (per esempio di notte nel caso di impianti fotovoltaici). Vengono utilizzati dove non arriva la rete elettrica o dove sarebbe troppo costoso o tecnicamente difficile farla arrivare, per esempio nei rifugi e nelle baite di montagna, sulle isole, nei siti archeologici, nell’illuminazione e nella segnaletica stradali, sui ripetitori radio o GSM, sui dispositivi di segnalazione luminosa collocati in mare...■ impianti connessi alla rete elettrica o grid connected: sono collegati alla rete elettrica che garantisce l’alimentazione delle utenze anche in assenza delle fonti rinnovabili attraverso un regime di interscambio.È evidente però che per poter “ospitare” un flusso massiccio di energia proveniente dalla generazione distribuita, le reti elettriche devono essere tecnologicamente all’avanguardia, intelligenti, come si diceva. L’energia non segue più, infatti, una sola direzione (dalla centrale al cliente) ma si creano flussi in direzioni diverse con problemi tecnici di gestione e di sicurezza.

arriva dagLi usa L’idea di catturare L’energia soLare direttamente neLLo spazio attraverso iL Lancio in orbita di speciaLi sateLLiti fotovoLtaici in grado di catturare i raggi deL soLe 24 ore su 24 (e senza nuvoLe!) e trasmetterLi direttamente suLLa terra sotto forma di onde radio a bassissima frequenza. L’idea è affascinante ma i costi, aLmeno per ora, sono aLtissimi.

echi daLLo spazio

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Slovenia e 1 con la grecia. Lo scambio di energia tra Italia e Grecia è reso possibile grazie a un cavo sottomarino da 400 kV lungo 163 km che va da Otranto a Aetos. In alcuni tratti raggiunge i 1.000 m di profondità. Inoltre sono allo studio nuove reti che permettano di portare in Italia, attraverso cavi sottomarini, l’energia prodotta nell’area balcanica e in particolare in Montenegro, Croazia a Albania. Sempre in Italia è alle battute finali l’installazione di SAPEI, il doppio cavo di sottomarino da Guinness dei primati che unisce la sardegna al Lazio: ha 1.600 metri di profondità (la più alta mai raggiunta al mondo) e 420 km di lunghezza (solo il collega-mento tra Olanda e Norvegia è più lungo!).

■ Nel 2012 malta diventerà il primo Paese dotato di una smart grid nazionale che permetterà di con-trollare la rete di distribuzione e renderla efficiente. L’energia elettrica su quest’isola è doppiamente importante perché l’acqua potabile è ottenuta dalla desalinizzazione dell’acqua di mare, un pro-cesso che consuma ingenti quantità di energia.

trAsmissione e distribU ione di eneLuna rete certificata. Oggi Enel gestisce 1.755.534 km di linee elettriche. Di queste 1.093.272 km in me-dia e bassa tensione sono in Italia (a gennaio 2009 Enel Distribuzione ha ceduto a TERNA, la rete italiana di linee di alta tensione, un totale di 18.600 km). In tutto il mondo nel 2008 Enel ha distribuito 453,1 TWh

di energia elettrica. Si segnalano anche 3.669 km di gasdotti gestiti sempre dal Gruppo. Nel suo ruolo di distributore, Enel si impegna per tu-telare il territorio e il paesaggio con un programma di riduzione dell’impatto visivo delle proprie linee elettri-che. Gli standard di gestione sono massimi in tutti i Paesi nei quali è presente (in Romania, per esempio, distribuisce energia a 2,6 milioni di clienti).

La “sala crisi” anti crisi Per le reti di media e bassa tensione di sua compe-tenza, Enel ha seguito le linee guida dell’UE per la protezione delle infrastrutture critiche (cip - Critical Infrastructure Protection) e ha potenziato il proprio sistema di controllo e gestione dei rischi istituendo una “Sala crisi” nazionale interconnessa con l’analo-ga “sala” del Ministero dell’Interno e in grado di “dia-logare” con la Sala Controllo di TERNA, con gli altri organi istituzionali della Sicurezza Nazionale, nonché con il Gestore del Mercato Elettrico.

reti intelligenti Enel sta studiando nuove tecnologie di monitoraggio e controllo delle reti e sta sviluppando soluzioni in-novative in accordo con le linee guida delineate nella piattaforma tecnologica europea smart grids, di cui Enel fa parte. La Piattaforma prevede la realizza-zione di una rete elettrica interattiva, in cui i diversi uti-lizzatori, interrogandosi e scambiando le necessarie informazioni, potranno definire localmente i flussi di energia, nel rispetto dei vincoli tecnici e di sicurezza.

Pittsburgh, Stati Uniti, 1886. William Stanley, un gio-vane fisico di New York, inventa lo strumento che ancora oggi rappresenta il fulcro del processo di di-stribuzione della corrente elettrica: il trasformatore. Allora come oggi, uno dei problemi più spinosi le-gati alla trasmissione della corrente è la perdita di energia che avviene durante le fasi di trasporto nei cavi elettrici: più la corrente è alta, più energia viene sprecata sottoforma di calore. Per evitare questo in-conveniente non basta però abbassare la corrente erogata: per mantenere costante l’energia prodotta dalla centrale bisogna contemporaneamente alza-re il livello della cosiddetta differenza di potenziale. Di cosa si tratta? Proprio come fa la corrente di un fiume, che si dirige spontaneamente dalla sorgen-te alla foce, per mettersi in moto anche la corrente elettrica ha bisogno di un dislivello. La differenza di potenziale, chiamata anche tensione elettrica, de-scrive proprio questo dislivello di natura elettrica e rappresenta la grandezza fisica che attraverso i

tralicci della tensione viene trasferita dalle centrali alle prese di casa nostra. Il problema che si trovò ad affrontare Stanley fu quello di trovare il modo di abbassare la tensione messa a disposizione da una centrale per renderla effettivamente disponibile nel-le strade, nelle case e negli uffici. La soluzione da lui adottata fu la macchina elettrica che ancora oggi si occupa di effettuare queste trasformazioni, ren-dendo possibile l’utilizzo di tutti gli elettrodomestici: il trasformatore. Prima di essere convogliata nelle linee di trasmissione, l’energia elettrica passa infatti attraverso un trasformatore che abbassa l’intensità della corrente elevandone però la tensione. Giun-ta sul luogo di impiego, prima di essere utilizzata, l’energia passa di nuovo in un trasformatore che questa volta, alza l’intensità di corrente e abbassa la tensione per renderla adatta agli usi domestici. In pratica nel passaggio dalla produzione alla distribu-zione erano e sono necessarie un numero adeguato di trasformazioni verso tensioni via via più basse.

Lo sCien iAtoWiLLiam stanLeY, Jr.(28 novembre 1858 – 14 maggio 1916)

trAsmissione e distribU ione neL mondo■ Il capostipite dei collegamenti elettrici sottomarini

risale al 1954: era lungo 98 km e permise di al-lacciare l’isola di Gotland alla svezia. Nel 1997 sono invece stati interconnessi per la prima vol-ta due continenti: 31 km di cavo hanno messo in comunicazione elettrica la Spagna e il Marocco. Entrerà in funzione nel 2010 il collegamento elet-trico sottomarino tra la Spagna e le isole Baleari: sarà lungo 237 km e in alcuni punti raggiungerà la profondità di ben 1.485 m.

■ Il cavo elettrico sottomarino più lungo del mondo (ben 580 km!) è stato installato nel 2008 e collega le coste della norvegia con l’olanda correndo sui fondali del Mare del Nord dove incrocia altri 22 collegamenti. A regime, è in grado di assicurare 5 TWh all’anno, sufficienti a coprire la metà dei consumi di una città come Amsterdam. Le perdite sono pari al 3,7 per cento, valore di assoluto rilie-vo considerando la distanza e la capacità.

■ In italia la rete elettrica è interconnessa con le reti dei Paesi confinanti attraverso 18 linee: 5 con la Francia, di cui una sottomarina tra Sardegna e Corsica, 9 con la Svizzera, 1 con l’Austria, 2 con la

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Un CALCoLo iLLUminAnte Supponiamo di voler illuminare la nostra cameret-ta con un livello di illuminazione di 120 lm/m2, per 3 ore al giorno, per un totale di circa 1.000 ore/anno, per la durata delle scuole medie, dunque per un periodo lungo 3 anni. Il costo dell’energia elettrica, al lordo delle imposte ma esclusa IVA, è di 15,9 centesimi di euro per kWh. L’unità di mi-sura del fl usso luminoso è il lumen, indicato dal simbolo lm. Quanti soldi si risparmierebbero se al posto della classica lampadina a incandescenza si utilizzasse una lampada fl uorescente a basso consumo?

cosa occorreQuesti indizi:■ durata di una lampadina a incandescenza: 1.000 ore;■ durata di una lampada fl uorescente: 10.000 ore;■ potenza di una lampadina a incandescenza: 100 W;■ potenza di una lampada fl uorescente: 20 W;■ effi cienza di illuminazione di una lampadina a incandescenza: 12 lm/W;■ effi cienza di illuminazione di una lampada fl uorescente: 60 lm/W;■ costo lampadina a incandescenza: 2 euro;■ costo di una lampada fl uorescente: 7 euro.

cosa farerisparmio = (spesa totale con lampade a incandescenza) – (spesa totale con lampade fl uorescenti)

numero lampade a incandescenza necessarie = [(totale ore richieste)/(durata lampadina)]*(fl usso luminoso richiesto)/[(potenza lampadina) * (effi cienza di illuminazione)] = [(1.000 ore/anno * 3 anni)/(1.000 ore)]*(10 m2 * 120 lm/m2)/[(100 W)*( 12 lm/W)] = 3 lampadine a incandescenza.

spesa corrente elettrica per lampadina incandescenza = (costo energia elettrica)*(totale watt consumati da una lampadina) = (0,159 euro/kWh)*(100 W * 1.000 ore) = (0,159 euro/kWh)*(100 J/s * 3,6*106 s) = (0,159 euro/kWh)*(100 kWh) = 15,9 euro.

spesa totale affrontata con lampade a incandescenza = (numero lampade necessarie)*[(costo singola lam-pada) + (spesa corrente per lampadina)] = (3 lampadine)*[(2 euro) + (15,9 euro)] = 53,7 euro.

numero lampade fl uorescenti necessarie = [(totale ore richieste)/(durata lampadina)]*(fl usso luminoso richie-sto)/[(potenza lampadina) *(effi cienza di illuminazione)] = [(1.000 ore/anno * 3 anni)/(10.000 ore)]*(10 m2 * 120 lm/m2)/[(20 W)*( 60 lm/W)] = 1 lampadina fl uorescente.

spesa corrente elettrica per lampadina fl uorescente = (costo energia elettrica)*(totale watt consumati da una lampadina) = (0,159 euro/kWh)*(20 W * 3.000 ore) = (0,159 euro/kWh)*(20 J/s * 1,1*107 s) = (0,159 euro/kWh)*(61 kWh) = 9,7 euro.

spesa totale affrontata con lampade a incandescenza = (numero lampade necessarie)*[(costo singola lam-pada) + (spesa corrente per lampadina)] = (1 lampadina)*[(7 euro) + (9,7 euro)] = 16,7 euro.

Il risparmio netto che otteniamo utilizzando una lampada fl uorescente è pari a 37 euro.

iL merCAto

3p

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permettono di raggiungere la percentuale prevista di energia da fonti rinnovabili. Il mercato dunque premia chi ha saputo sviluppare tecnologie pulite. Questa percentuale cresce di anno in anno.

CHi sono GLi operAtori deL merCAto itALiAno deLL’ enerGiA?i produttori: le aziende che posseggono le centrali elettriche e che immettono sul mercato l’energia elettrica possono stipulare contratti bilaterali sen-za passare dalla Borsa e offrire l’energia in Borsa. Questo mercato non è obbligatorio in Italia, a dif-ferenza di altri Paesi come la Spagna dove tutti gli scambi passano per l’Omel, la Borsa spagnola. i grossisti: si tratta di soggetti che fanno da inter-mediari fra i produttori e i clienti; comprano grosse partite di energia sul mercato e le rivendono in por-zioni più piccole. i distributori: sono le aziende autorizzate a svol-gere il servizio di distribuzione di energia. i venditori: sono le aziende che vendono energia sul mercato a grandi e piccoli consumatori.

cosa accadePer capire le ragioni del risparmio può essere utile porsi questa domanda: perché il bulbo di una lampada fluorescente è molto più freddo di quello di una lampadina a incandescenza? A differenza di quanto avviene per le lampadine a incandescenza, all’interno delle lampade fluorescenti la corrente elettrica non attraversa un filamento metallico, ma un gas. In un gas l’energia elettrica che si trasforma in calore è molto inferiore a quella dissipata all’interno di un metallo. Ecco perché le lampade fluorescenti sono chiamate comunemente lampade a risparmio energetico.

dA CHi si ComprA L’ enerGiA eLettriCA?In tutta Europa esistono diverse società in concor-renza tra loro che si occupano di produrre e di ven-dere energia elettrica. Dal 1 luglio 2007, anche, in Italia si è conclusa la liberalizzazione del mercato dell’energia elettrica che, proprio come le perso-ne e i beni, è ora libera di circolare: questo vuol dire che tutti i cittadini, ma anche le aziende, sono chiamati a valutare, come per ogni altro prodotto, le diverse offerte del mercato e scegliere il proprio fornitore. L’elettricità è quindi un bene che si com-pra e si vende come ogni altro bene prezioso.

Non essendoci più monopoli, la bolletta elettrica è composta da una tariffa base fissata dall’aeeg - Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas per com-pensare i servizi legati a infrastrutture (trasmissio-ne e distribuzione) e gli oneri generali (smaltimento delle scorie nucleari, copertura degli incentivi per le fonti rinnovabili, contributi per la ricerca e lo svi-luppo...) e da un prezzo dell’energia che dipende dalle offerte delle diverse aziende in concorrenza tra loro. Resta il fatto che rispetto al resto d’Europa, l’Italia è il Paese con il costo dell’energia elettrica più ele-vato, dal momento che viene prodotta per oltre il 70% da petrolio e gas di importazione.

Per avere informazioni sulle opportunità offerte dalla liberalizzazione del mercato l’aeeg ha mes-so in campo una serie di strumenti a tutela dei consumatori come l’attivazione del numero verde 800.166.654 e la pubblicazione della guida Energia semplice scaricabile anche dal sito www.autorita.energia.it. Sempre on line è attivo anche il servizio Trova Offerte che permette di confrontare tutte le offerte per la fornitura di energia elettrica presenti nella propria zona di residenza.

Un merCAto eCo - sostenibiLeProduttori e venditori di energia elettrica sono in concorrenza e devono conquistare il mercato: ma si tratta di un mercato accuratamente regolato che premia le aziende che migliorano i servizi e inve-stono in ricerca e ambiente. Per esempio, nel mer-cato dell’energia ciascun produttore o importatore deve immettere in rete energia elettrica prodotta da impianti a fonti rinnovabili in una quota che vie-ne ogni anno progressivamente incrementata. Le aziende con impianti che hanno ottenuto la qualifica di iafr - Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili, dispongono di un “certificato verde” ogni 50 MWh di energia pulita prodotta. Chi non raggiunge la quota minima (il 3,8% della produzio-ne o importazione) deve comprare i certificati che

eCCo Come FUn ionA ipeX, LA borsA eLettriCA itALiAnA Le richieste di energia non sono distribuite equa-mente durante la giornata, né durante l’anno e nep-pure geograficamente. Domanda e offerta variano infatti da luogo a luogo in base alla densità abita-tiva, a quella produttiva e alla presenza di centrali. TERNA si occupa di stilare le statistiche e prevede la quantità di energia che servirà a una determinata ora di un certo giorno. Queste previsioni servono al gme - Gestore del Mercato Elettrico per definire in anticipo la quantità di energia che si prevede deb-ba servire a una determinata ora di un certo gior-no e il relativo prezzo. In tempo reale vengono poi effettuati gli aggiustamenti necessari a soddisfare l’effettiva “domanda”. In Borsa si contrattano separatamente i prezzi del-le previsioni (mgp - Mercato del Giorno Prima) e i prezzi degli interventi di aggiustamento (ma - Mer-cato di Aggiustamento). Per capire il funzionamento della Borsa ci si può collegare al sito www.enel.it/attivita/ambiente/cru-scotto_energia/consumi

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i GArAnti deL merCAto aeeg - Autorità per l’Energia Elettrica e per il Gas (www.autorita.energia.it). Tutela e garantisce gli inte-ressi dei consumatori. Pubblica sul sito schede per facilitare il confronto tra le diverse offerte di energia. gse - Gestore dei Servizi Elettrici (www.gsel.it). È una S.p.A. di proprietà pubblica che promuove le fonti rinnovabili, e ne incentiva lo sviluppo in Italia. gme - Gestore del Mercato Elettrico (www.merca-toelettrico.org). Regola il funzionamento della Borsa dell’Energia con neutralità e trasparenza rispetto a tutti i soggetti coinvolti, garantisce la libera concor-renza tra produttori e gestisce le offerte e le vendite dell’energia elettrica.

Un boom dA tenere in ContoLa rapidissima crescita del solare fotovoltaico in Italia è legata anche ai forti incentivi messi a di-sposizione dal Governo attraverso il nuovo conto energia 2007 che prevede un contributo in euro per ogni kWh prodotto con impianti fotovoltaici. Il contributo è costante nel tempo (20 anni) e varia in base alla potenza e alla tipologia degli impianti (integrato, parzialmente integrato e non integrato nell’edificio). In ogni caso chi “autoproduce” energia deve im-piegarne il 70% per i propri usi e immetterne in rete solo il 30%. Si tratta di un requisito fondamentale e verificato dal GSE.

Da dove proviene l’energia scambiata in Borsa? Come mostra la tabella, da tutta Italia e anche dall’estero, grazie alle interconnessioni. Nel 2008 la richiesta di energia elettrica in Italia è stata soddisfatta per l’88% circa dalla pro-duzione nazionale e per il restante 12% circa dalle importazioni. Rispetto al 2007 si è verificata una diminuzione nella quantità di energia richiesta e un aumento della produzione. La richiesta di energia è arrivata per il 46,1% dal Nord, per il 29,4% dal Centro e per il 24,5% dal Sud. La produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili è aumentata del 21% circa rispetto all’anno precedente: fatta eccezione per il geotermico, che ha registrato una flessione, tutte le altre fonti sono risultate infatti in crescita con particolare riferimento al fotovoltaico. In calo anche la produzione termoelettrica.

produzione e domanda di energia eLettrica in itaLia neL 2008

produzione (gWh) variazioni rispetto al 2007

produzione netta 307.064,5 +1,9%

Produzione termoelettrica 250.149,1 - 1,5%

Produzione idrica 46.672,6 + 22,9%

Produzione eolica 4.852,4 + 20,3%

Produzione geotermica 5.197,6 - 0,9%

Produzione fotovoltaica 192,9 + 395,2%

di cui destinata ai pompaggi - 7.617,7 - 0,5%

produzione destinata al consumo 299.446,9 + 2%

Energia elettrica importata 43.432,5 - 11,2%

Energia elettrica esportata 3.398,4 + 28,3%

energia elettrica richiesta 339.480,9 - 0,1%

Perdite di rete 20.443,7 - 2,5%

consumi 319.037,2 + 0,03%

(Fonte: TERNA, Dati statistici sull’energia elettrica in Italia 2008)

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Se l’elezione di Barack Obama passerà alla storia come quella del primo presidente afro-americano degli Stati Uniti, la sua decisione di affi dare lo strategico Dipartimento dell’energia a Steven Chu segnerà la “prima volta” di un premio Nobel negli uffi ci che contano a Washington. Docente all’Università di Berkeley, in California, Chu è la massima autorità mondiale in materia di fonti energetiche alternative e rinnovabili. Per argi-nare gli effetti del cosiddetto “riscaldamento glo-bale”, le attività di punta del Lawrence Berkeley National Laboratory, guidato proprio da Chu, sono

volte in particolare allo sviluppo di biocarburanti e di tecnologie capaci di immagazzinare e ricon-vertire l’energia proveniente dal Sole. Secondo il fi sico americano, invogliare istituzioni e persone a investire nelle nuove tecnologie avrà l’ulteriore be-nefi cio di creare un nuovo mercato “dell’effi cienza energetica e del rispetto ambientale”, che restitu-irà linfa all’economia del suo Paese. Oltre che un dovere, insomma, la rivoluzione verde del sistema industriale rappresenta una vera e propria occa-sione di rilancio politico ed economico. Negli USA ma non solo.

Lo sCien iAtosteven chu(1948)Lo sCAmbio sUL posto

Un’altra forma di incentivazione è rappresentata dal-lo scambio sul posto, un meccanismo che consen-te, in generale, di immettere in rete l’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili ma non immediatamen-te autoconsumata, per poi prelevarla in un momento successivo per soddisfare i propri consumi. Grazie alle novità recentemente introdotte oggi possono ac-cedere al servizio gli impianti:■ alimentati da fonti rinnovabili di potenza fi no a 20 kW;■ alimentati da fonti rinnovabili di potenza fi no a 200 kW (se entrati in esercizio dopo il 31 dicembre 2007);■ di cogenerazione ad alto rendimento di potenza fi no a 200 kW.

L’aeeg ha inoltre introdotto un nuovo regime sem-plifi cato per l’energia elettrica prodotta e immessa in rete che prevede un unico prezzo fi sso incentivante, la cosiddetta tariffa fi ssa onnicomprensiva che si applica agli impianti rinnovabili di piccola taglia (fi no a 1 MW di potenza), escluso il fotovoltaico che usu-fruisce già da tempo di altri sistemi di incentivazione. Questa tariffa comprende sia l’incentivo per le fonti rinnovabili sia il ricavo dalla vendita dell’energia pulita immessa in rete.

iL merCAto di eneLenergia verde alla ribalta. Il Teatro Ariston di Sanremo, sede del famoso Festival, ha deciso di impiegare solo energia elettrica rinnovabile. Proprio per questo ha fatto un accordo con Enel: ogni anno riceve energia proveniente esclusivamente dall’acqua, dal Sole, dal vento e dal calore della Terra. Enel fornirà al Teatro Ariston la certifi cazione recs - Renewable Energy Certifi cate System istituita per fi nanziare, su base volontaria, la generazione di energia verde. Questa scelta è possibile per tutti: l’offerta Enel EnergiaPura Casa non solo blocca il prezzo dell’energia per due anni ma in più garantisce che si sta acquistando solo energia Enel compensata da certifi cati RECS.

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LA dietA per pesAre meno... sULL’ Ambiente! La produzione di CO2 è legata a moltissime attività della nostra vita quotidiana. Proprio per questo pos-siamo contribuire ad abbassare le emissioni parten-do da piccoli gesti quotidiani. Come fare? Iniziamo scoprendo quanta CO2 producono gli oggetti che ci circondano e che utilizziamo ogni giorno. E poi? Met-tiamoci a dieta!

cosa occorre■ Un computer;■ il programma Adobe Flash Player;■ una connessione a Internet.

cosa fare■ Accendiamo il computer ed entriamo in rete;■ colleghiamoci al sito www.ecodieta.it creato

da Enel, in collaborazione con AzzeroCO2,

per contribuire a diffondere una cultura della sostenibilità ambientale basata sul coinvolgimento e sul protagonismo di ciascuno;

■ visitiamo l’appartamento virtuale di Via Ecodieta e, di stanza in stanza, scopriamo quanta CO2 emettono le nostre azioni, proprio quelle che facciamo in automatico ogni giorno. E dopo aver cucinato, lavato, acceso (e spento!) le luci, guardato la TV... usciamo. Ma quale mezzo di trasporto conviene usare? Scopriamolo insieme... E già che ci siamo cerchiamo anche le eco-informazioni sparse in casa e fuori.

cosa accadeGrazie allo speciale eco-calcolatore e al grafi co rias-suntivo possiamo quantifi care e visualizzare quanta CO2 emettiamo senza rendercene conto e soprattut-to prendere provvedimenti cambiando stile di vita: perché per spegnere la luce quando usciamo e per non lasciare la TV in stand by, basta davvero poco!

eCo-ConsUmi e siCUre A

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strati di materiale isolante come la fi bra di legno (che proviene dagli scarti della lavorazione delle segherie), il sughero, la lana o il kenaf, un tipo di canapa colti-vato in Italia. Anche i vecchi jeans possono diventare un ottimo materiale antidispersione, come dimostra la sede della California Academy of Science di San Francisco che li utilizza proprio come innovativo stra-

to isolante. Da indagini di settore, l’Italia, purtroppo, è agli ultimi posti in Europa per gli interventi di iso-lamento termico e acustico sugli edifi ci. Anche per far fronte a questa situazione, nelle ultime Finanziarie sono stati introdotti importanti incentivi e detrazioni per l’edilizia sostenibile e quindi anche per chi ha un’abitazione… isolata. Certo, per ora costruire case eco-sostenibili è una scelta individuale ma già dal 2009, comunque, tutte le nuove case devono avere il loro attestato di quali-fi cazione energetica.

UnA rivoLU ione LUminosADal 1° settembre 2009, nell’UE, inizia la progressi-va eliminazione delle lampadine a incandescenza cioè quelle tradizionali che emettono luce per effet-to del surriscaldamento del fi lamento di tungsteno contenuto al loro interno. Le alternative esistono già e si chiamano cfL - Lampade Fluorescenti Compatte: sono quelle a risparmio energetico che hanno un potere illuminante 5 volte superiore (60 lumen) rispetto alle lampadine a incandescenza (13 lumen).

A settembre 2009 dovranno sparire dagli scaffali quelle a incandescenza con potenza superiore a 80 W, a seguire e fi no al 2012 quelle di potenze infe-riori. Più care all’acquisto, le CFL si ripagano già in un anno: una da 20 Watt fornisce la stessa quantità di luce di un’incandescente da 100 Watt. Consumo ridotto dell’80% per la stessa luminosità e una du-rata media compresa tra 6.000 e 15.000 ore! La sostituzione delle vecchie lampade con nuove ed effi cienti sorgenti luminose apporterà quindi benefi ci energetici, ambientali ed economici effet-tivi e davvero rilevanti per le famiglie e per i bilanci statali dei singoli Paesi e dell’intera UE.

eCCo-ComportAmenti: i riFiUti non si riFiUtAnoUno dei Paesi all’avanguardia nella raccolta differen-ziata è senz’altro la Germania: qui, dove raccogliere e riciclare sono parole d’ordine che si imparano fi n dalla scuola dell’infanzia, si riciclano ogni anno qua-si 5 milioni di tonnellate tra vetro, carta, plastica, la-miera, alluminio. Riciclare non è solo una questione di rispetto per l’ambiente che ci circonda ma anche una questione di effi cienza: riutilizzare il vetro già esi-stente signifi ca non sprecare energia per produrne di nuovo, risparmiare le materie prime che servono per ottenerlo ed evitare emissioni di CO2. La Germania “solo” riciclando ne taglia ogni anno circa 1,32 milioni di tonnellate! In Italia, secondo il Rapporto Rifi uti 2008 pubblicato nel 2009 da ispra - Istituto Superiore per la Prote-zione e la Ricerca Ambientale, ciascuno di noi pro-duce circa 546 kg di rifi uti ma ne recuperiamo solo il 27%, contro una media europea del 39%.

rAee - riFiUti dA AppAreCCHiAtUre eLettriCHe ed eLettroniCHeCon la sigla raee si indica, ormai da alcuni anni, la massa di rifi uti elettrici ed elettronici: frigoriferi, condizionatori, cellulari, computer... In Italia pro-duciamo circa 850mila tonnellate all’anno di rifi u-ti “tecnologici”. In Europa si parla di 9 milioni di tonnellate! E questa quantità cresce ogni anno con una velocità compresa tra il 3 e il 5%. La questione va vista da due prospettive. Questi ap-parecchi:■ se raccolti in modo intelligente possono

diventare un vero e proprio business perché con-tengono metalli preziosi come l’oro ma anche vetro, alluminio, ferro, rame, plastica… Da una tonnellata di cellulari si ottengono, per esempio, 150 grammi d’oro, un quintale di rame e tre chili di argento, senza dimenticare il silicio;

■ se smaltiti in modo illegale, diventano rischiosi per l’ambiente e per la nostra salute perché conten-gono anche metalli pesanti, sostanze tossiche...

E visto che siamo in tema… è importante ricordarsi che le pile non vanno buttate con gli altri rifi uti, ma conferite negli appositi contenitori per poter essere inertizzate.

inqUiLini Attivi, CAse pAssive, impAtto eroIl concetto di “casa passiva” è stato sviluppato nei Paesi del nord Europa negli anni ’70 e oggi identifi -ca gli edifi ci che hanno zero emissioni di CO2 e zero consumi di combustibili fossili. Rendere le nostre case più effi cienti da un punto di vista energetico è possibile e permette di consumare meno energia e di ridurre i costi delle utenze. Oggi stanno prendendo sempre più piede le abitazioni ecologiche “carbon neutral”, proprio quelle a zero emissioni che produ-cono l’energia da fonti rinnovabili e sono perfetta-mente isolate per evitare dispersioni di calore e per annullare il “carbon footprint”, l’impronta che ciascu-no di noi lascia sul pianeta.

qUAndo isoLAti e meGLio!L’isolamento termico degli edifi ci è indispensabi-le per evitare inutili dispersioni di calore e sprechi di energia. Ma come si fa? Si usano i serramenti ermeti-ci e in più le pareti, il tetto e il basamento contengono

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consumi eLettrici neL 2008: per regione

regione energia elettrica consumata (gWh)

Piemonte 26.603,7

Valle d’Aosta 963,1

Lombardia 67.601,1

Trentino Alto Adige 6.335,5

Veneto 31.537,4

Friuli Venezia Giulia 10.204,1

Liguria 6.569,5

Emilia Romagna 27.830,4

italia settentrionale 177.644,8

Toscana 20.854

Umbria 5.865,9

Marche 7.397,9

Lazio 23.522,7

italia centrale 57.640,5

Abruzzo 6.904,3

Molise 1.522,8

Campania 17.470,2

Puglia 18.384

Basilicata 2.820,4

Calabria 5.648,4

Sicilia 19.066,6

Sardegna 11.935,1

italia meridionale e insulare 83.751,9

totale 319.037,2

i nostri consumi eLettrici neL 2008: per settore

settore energia elettrica percentualeconsumata (tWh) al totale dei consumi rispetto

Industria 151,3 47,4%

Terziario 93,6 29,4%

Utenze domestiche 68,4 21,4%

Agricoltura 5,7 1,8%

(Fonte: TERNA, Dati statistici sull’energia elettrica in Italia 2008)

FoCUs sULL’ itALiAEvviva la rivoluzione! Ma bisogna ricordarsi che le lampade fluorescenti compatte contengono al loro interno mercurio e polveri fluorescenti, quindi non devono essere gettate nella pattumiera o nel cas-sonetto ma bisogna separarle dai rifiuti solidi urba-ni affinché vengano avviate al corretto processo di ritiro e riciclo. Non a caso in Italia sono classificate come RAEE - Rifiuti da Apparecchiature Elettriche ed Elettro-niche e vengono destinate a impianti specializzati in cui è possibile recuperare il vetro, i metalli (allu-minio, rame), le plastiche e mettere in sicurezza le sostanze presenti al loro interno.

L’enerGiA: UnA qUestione di CLAsse e di etiCHettA L’etichetta energetica dà un voto agli elettrodome-stici (ma anche alle lampadine!) in base ai consumi e all’efficienza e favorisce un impiego più razionale dell’energia. Lo fa da 16 anni! L’UE, infatti, affrontò la questione dei consumi degli elettrodomestici per la prima volta nel 1992. In Italia l’obbligo di dare un “voto energetico” agli apparecchi è del 1998. I pri-mi a fregiarsi del prezioso “titolo” sono stati frigo-

riferi e congelatori. Poi si sono aggiunte lavatrici, lavastoviglie e lampade. Gli ultimi sono stati, nel 2003, forni elettrici e condizionatori. L’etichetta energetica è quindi una specie di pagel-la, ma invece di usare i numeri da 1 a 10 assegna una lettera dalla A (consumi bassi e alta efficienza) alla G (consumi alti e bassa efficienza). Graficamente la A è indicata da una freccia corta e verde (che dà il via libera proprio come il semaforo verde) mentre alla G corrisponde una freccia lunga e rossa (stop!). Quando si acquista un nuovo elet-trodomestico è quindi fondamentale leggere la sua “pagella energetica”, che deve essere posizionata bene in vista, e scegliere quelli a basso consumo e alta efficienza, cioè quelli di classe energetica A o quelli ancora più avanzati di classe A+ (al momen-to solo per frigoriferi e lavatrici) e A++ (al momento solo per frigoriferi). L’etichetta energetica ha avuto tanto successo che, ormai, non solo non è possibile mettere in vendita classi inferiori alla D, ma le case costruttri-ci sono arrivate a produrre frigoriferi e lavatrici che garantiscono risparmi ancora superiori. Le lavatrici più efficienti, per esempio, assicurano il massimo risparmio sia nel lavaggio sia nella centrifuga, an-che se è meglio asciugare il bucato all’aria!

“anche una singoLa Lampadina di queLLe con meno di 1 miLLigrammo di mercurio” – affermano i ricercatori deLL’università di stanford suLLa rivista environmentaL research – “può contaminare 4miLa Litri di acqua”.

La citazione!

Le tabelle mostrano la ripartizione dei nostri consumi di energia elettrica che, nel 2008, sono stati di 319 TWh. La Lombardia è stata la regione con la più alta domanda di energia elettrica: 69.700 GWh circa (20,5% del totale); seguono il Veneto (33.600 GWh circa) e l’Emilia Romagna (29mila GWh). Da notare come 12 regioni su 20 abbiano registrato un deficit di produzione rispetto al loro fabbi-sogno (hanno quindi prodotto meno energia di quanta ne hanno consumata): nel 2007 erano 11 ma nel 2008 il Friuli non è più riuscito a soddisfare la propria domanda. Moli-se (+ 249,9%) e Valle d’Aosta (+ 139,7%) sono invece le due regioni con il surplus più elevato.

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pianto elettrico di un appartamento. Due sono parti-colarmente importanti: l’interruttore, che permette il distacco generale della corrente, e l’interruttore diffe-renziale cosiddetto “salvavita”, di cui è bene control-lare periodicamente la funzionalità.

i FiLi eLettriCi I fili elettrici che partono dal quadro costituiscono il circuito di distribuzione interna dell’energia elet-trica. Una volta l’impianto elettrico era costituito da un solo circuito; oggi si tende a suddividerlo in più circuiti, per poter staccare la corrente se-paratamente nelle varie zone dell’abitazione. È importante far notare la presenza del filo di colore giallo-verde, la messa a terra che, col “salvavita”, garantisce la sicurezza delle persone in caso di guasti o difetti delle apparecchiature.

fisse a fianco di quelle esistenti, in modo da collegar-vi un solo apparecchio. Inoltre è meglio che le prese per i piccoli elettrodomestici siano collocate vicino ai piani di lavoro per facilitarne l’uso. Una nota, infine, è dedicata ai bambini e ragazzi, che fin dalla nascita familiarizzano con l’impianto elettrico e, proprio per questo uso abituale, hanno un livello di attenzione basso. Il pericolo invece è forte, anche perché la cor-rente non ha odore, non ha sapore e non si vede, ma c’è. E questo, ovviamente, vale a casa ma anche a scuola!

iL qUAdro eLettriCo Il termine tecnico è “quadro di unità abitativa”. Posto a valle del contatore e di solito situato all’ingresso dell’appartamento, raggruppa i dispositivi che co-mandano, proteggono e controllano i circuiti dell’im-

se c’è un posto dove i gesti quotidiani devono essere pensati istante per istante è proprio Lo spazio: a bordo deLLa iss - stazione spaziale internazionale, per esempio, gLi astronauti devono dosare ogni risorsa che hanno a disposizione perché i rifornimenti sono ovviamente moLto compLessi. ma anche qui ci sono buone notizie soprattutto grazie agLi ottimi risuLtati ottenuti daLL’atv - veiColo automatiCo di trasferimento, La naviceLLa progettata per portare a bordo deLL’avamposto spaziaLe ben 7.667 Kg di rifornimenti senza equipaggio. Jules verne, così si chiama, può portare fino a 840 Kg di acqua potabiLe, 100 Kg di aria, 860 Kg di propeLLente, 5.500 Kg di cibo fresco oLtre a strumenti per La manutenzione e gLi esperimenti. neLLa primavera 2008 è stato eseguito iL primo attracco compLetamente automatizzato deLLa storia. con una curiosità made in itaLY: L’acqua potabiLe portata suLLa iss è acqua piemontese fornita daLLa smat - soCietà metropolitana aCque torino. ed è La bevanda più costosa deL mondo: 25miLa euro aL Litro! ovviamente iL costo dipende tutto daL trasferimento terra-iss e dagLi accurati controLLi e processi di stabiLizzazione effettuati prima deLLa partenza, perché per iL resto è La stessa acqua che si beve aLLa fonte di pian deL mussa (da qui viene L’acqua utiLizzata dagLi astronauti americani che La preferiscono a bassa mineraLizzazione e disinfettata con iodio) e aLLa fonte centraLe regina margherita di coLLegno (L’equipaggio russo richiede infatti acqua più mineraLizzata e trattata con saLi d’argento e fLuoruro). e intanto a terra gLi studiosi stanno studiando iL prototipo di un nuovo depuratore sempre più efficiente che permetta di riutiLizzare L’acqua metaboLizzata dagLi astronuati perché a bordo ogni goccia è più che mai preziosa!

echi daLLo spazio

Un AmiCo in siCUre A Tutto in casa dipende dall’energia elettrica che ali-menta grandi e piccoli elettrodomestici. L’impianto elettrico, perciò, va affidato a un esperto, in grado di garantire non solo il suo funzionamento, ma anche la sua economicità e sicurezza. L’uso dei vari adattato-

ri che possono moltiplicare il numero di apparecchi attaccati a una sola presa, pur non essendo di per sé pericoloso, può ridurre l’efficienza dell’impianto, in quanto i conduttori e la presa potrebbero non essere in grado di sopportare il carico. È quindi meglio ade-guare l’impianto facendo aggiungere nuove prese

1. La marca e il modello dell’elettrodomestico. 2. Le linee colorate rappresentano graficamente i consumi. 3. Le lettere indicano la classe di efficienza basata sui consumi dell’elettrodomestico: alla lettera A corrisponde l’efficienza maggiore. 4. ECOLABEL: a fianco della classe energetica, si trova, talvolta, il simbolo del fiore dell’Ecolabel, il marchio europeo dei prodotti ecologici. Gli elettrodomestici che lo esibiscono possiedono una qualità ambientale e prestazionale superiore.5. Qui è riportato il consumo di energia in kWh all’anno, o a ciclo di lavaggio (nel caso di lavatrici e lavastoviglie). Si tratta di un valore teorico: quello effettivo è influenzato dal modo in cui l’apparecchio viene usato e dal luogo in cui è situato. 6. Le sezioni che riguardano il volume, il rumore, il consumo d’acqua e altre caratteristiche non sono direttamente connesse all’efficienza energetica ma sono comunque importanti per una scelta consapevole e per avere un minore impatto sull’ambiente.

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■ Il comune di san giovanni in persiceto (bo) è stato uno dei primi in Italia a dotarsi del siste-ma smart town sviluppato da Telecom Italia per «rendere intelligente» l’impianto di illuminazione delle città e risparmiare energia. Il sistema per-mette, infatti, di programmane l’accensione e lo spegnimento di ogni singolo lampione in base alle esigenze.

■ Entro il 2011 taiwan sarà interamente illuminata a Led - Light Emitting Diode: il progetto rientra nel piano di sviluppo delle energie rinnovabili e dell’efficienza energetica nazionale e prevede l’istallazione di ben 700.000 nuovi lampioni.

eCo-esempi di eneLLeaf house - Life energy and future. Leaf House è una casa a impatto zero, cioè totalmente priva di emissioni di CO2 e capace di soddisfare tutto il suo fabbisogno energetico attraverso fonti pulite (Sole e calore della Terra). Tra gli accorgimenti anti-spreco si segnalano il perfetto isolamento dei muri e degli infissi e la raccolta dell’acqua piovana canalizzata in una cisterna e riutilizzata per gli usi domestici. Una pompa geotermica con sonde fino a 100 m di pro-fondità scambia il calore con il sottosuolo dove la temperatura è costante e quindi tiepida d’inverno e fresca d’estate. Un elettrolizzatore scinde l’acqua in ossigeno e idrogeno che viene accumulato e trasfor-mato in elettricità disponibile di notte e quando non c’è produzione di energia dal Sole. Inaugurata il 25 giugno 2008 nell’entroterra di Ancona e pronta per essere abitata, è stata progettata e costruita grazie alla collaborazione tra società altamente specializza-te, Politecnico di Milano ed Enel che si è occupata della parte tecnica. Per approfondire il ruolo di Enel e le tecnologie innovative che ha sperimentato (un sistema di accumulo energetico a idrogeno, per l’uso

in celle a combustibile, e il supporto alla domotica dato dal contatore elettronico) basta collegarsi all’in-dirizzo www.enel.it/attivita/ambiente/energy/politi-che104_hp/politiche104/index.asp

tutti a dieta. È on line il sito www.ecodieta.it creato da Enel per sensibilizzare cittadini e consumatori sul-la necessità di ridurre le emissioni di CO2 nell’atmo-sfera. Entrando nel sito, si aprono le porte di un ap-partamento virtuale: nelle diverse stanze si possono simulare attività quotidiane come lavarsi, cucinare, accendere o spegnere gli elettrodomestici. All’ester-no della casa si sceglie tra diversi mezzi di trasporto. Grazie a un pratico “ecocalcolatore”, messo a punto con la collaborazione di AzzeroCO2, si scopre, con molta sorpresa, che anche i più piccoli gesti quoti-diani sono sufficienti a immettere nell’atmosfera cen-tinaia di chili di CO2 all’anno.

archimede? no! archilede. È partita da Alessandria la fase pilota delle installazioni di Archilede, il nuo-vo lampione intelligente a tecnologia Led - Light Emitting Diode ideato da Enel Sole, la società Enel operante nell’illuminazione pubblica. Il nuovo siste-ma permette di risparmiare oltre il 40% dell’energia destinata all’illuminazione pubblica anche rispetto alle migliori tecnologie attualmente disponibili. Dopo la città piemontese – e prima di passare a tutta Ita-lia - toccherà a Piacenza e Lodi. I tre comuni pilota risparmieranno per l’illuminazione pubblica fin da su-bito circa 90mila kWh/anno, miglioreranno la lumino-sità, abbasseranno i costi della bolletta ed eviteranno l’emissione di circa 45,5 tonnellate di CO2 ogni anno. Per maggiori informazioni: www.enel.it/enelSole/

il contatore elettronico. Per prima al mondo, Enel ha installato 32 milioni di contatori elettronici che,

eCo-esempi dAL mondo ■ Sei a san francisco, negli USA, e vuoi visitare la

California Academy of Science? Se arrivi a piedi, in bici o con i mezzi pubblici ti aspetta un eco-sconto sul prezzo del biglietto!

■ A hiroshima, in Giappone, la raccolta differenziata dei rifiuti solidi urbani è in vigore dal 1975! In Ita-lia dal 1997... E pensare che la raccolta differen-ziata permette di ottenere nuovi oggetti da quelli che non utilizziamo più: bici dalle lattine, giochi, sedie e panchine dai tappi di plastica, maglioni in pile dalle bottiglie dell’acqua minerale, cartoni da imballaggio da giornali, lettere, riviste...

■ A dörentrup, villaggio di 9mila abitanti in

Germania, l’innovativo software Dial4Light per-mette di accendere i lampioni per strada per 15 minuti con una telefonata: driiin… risponde il ri-sparmio!

■ Dall’australia un esempio di integrazione ad ampio spettro: la barriera antirumore dell’auto-strada a nord di Melbourne è diventata fotovol-taica. Non solo assorbe i rumori ma fornisce an-che l’energia elettrica necessaria all’illuminazione stradale.

■ Negli usa funziona già da anni la Recycle bank, la prima banca che tramite un micro chip installa-to sui bidoni della raccolta differenziata, premia le famiglie anti-spreco con buoni sconto alimentari.

Che cosa hanno in comune un’automobile e il Duo-mo di Milano? Chissà come avrebbe risposto a questa domanda bizzarra Michael Faraday, una del-le menti più geniali di tutto l’Ottocento. Figlio di un fabbro, sin dall’età di 11 anni Faraday lavora come rilegatore di libri studiando da autodidatta nei ritagli di tempo. Si devono proprio a questo ragazzo che non frequenterà mai l’università finendo però per in-segnarvi, i primi studi sui gas e sull’elettromagneti-smo e l’invenzione della dinamo. Per rendersi conto della portata del personaggio, basta passare in ras-segna alcuni dei principi e dei dispositivi che porta-no il suo nome: di Faraday abbiamo una costante, un paradosso, un effetto, un’onda, una ruota. Esiste addirittura una gabbia di Faraday. Che cos’è? Come suggerisce il nome, si tratta di un contenitore cavo

fatto con un materiale metallico. Nel 1836 Faraday dimostrò che quando una scarica elettrica colpiva la sua gabbia, la corrente prodotta veniva convogliata dalla rete metallica verso il terreno ed era possibile starsene comodamente chiusi al suo interno senza correre il rischio di rimanere fulminati. Un po’ quel-lo che accade durante un temporale quando siamo seduti in macchina: anche se l’abitacolo fosse colpi-to da un fulmine non correremmo alcun rischio. In pratica la gabbia di Faraday si comporta come un grande parafulmine, ed è utilizzata ancora oggi per proteggere anche gli edifici più imponenti. Il Duomo di Milano, per esempio, ne ha una tutta sua: si tratta di una serie di aste parallele posizionate sulle sue guglie e collegate a terra che “avvolgono” l’edificio proprio come una gabbia.

Lo sCien iAtomichaeL faradaY(22 settembre 1791 – 25 agosto 1867)

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LossArioGaerogeneratore: sistema costituito dall’accoppiamento di un motore eolico con un generatore elettrico. Il primo converte l’energia del vento nell’energia meccanica di un asse rotante; il secondo converte l’energia meccanica in energia elettrica.

ampere (a): unità fondamentale di misura dell’intensità di corrente elettrica del Sistema Internazionale, denominata così in onore di André-Marie Ampère (1775 - 1836). Un am-pere è pari al flusso di 6,24 x 1018 elettroni al secondo.

amperometro: lo strumento per la misura dell’intensità di corrente elettrica, la cui unità di misura è l’ampere.

anidride carbonica (co2) o biossido di carbonio: gas inerte, incolore, inodore, non tossico e non infiamma-bile, componente naturale dell’atmosfera, ove è presente in tracce, e prodotto naturale di ogni fenomeno di combustio-ne. Indispensabile per la vita vegetale, è uno dei gas che contribuiscono al cosiddetto effetto serra.

anidride solforosa (so2): composto inorganico formato da un atomo di zolfo e due atomi di ossigeno. È un gas incolore, soffocante, velenoso, generalmente pro-dotto nella combustione dello zolfo contenuto in combustibili fossili. Nell’aria può ossidarsi ulteriormente, in combinazione con acqua, formando acido solforico, che provoca fenomeni di acidificazione (piogge acide). atomo: la più piccola frazione di un elemento in grado di conservarne le caratteristiche chimiche e fisiche. L’atomo è costituito da un nucleo - a sua volta costituito da proto-ni (carica positiva) e neutroni (carica neutra) - circondato

da una nube di elettroni (carica negativa) distribuiti a strati. Protoni e neutroni sono a loro volta formati da particelle elementari dette “quark”. Il diverso numero di protoni nel nucleo caratterizza i differenti elementi chimici (costituiti dagli atomi di uno stesso tipo), che sono designati con sim-boli: per esempio C carbonio, H idrogeno, S zolfo, N azoto eccetera. Gli elementi chimici finora identificati sono 110, di cui 92 naturali e 18 (detti transuranici, perché seguono l’uranio nel sistema periodico) ottenuti artificialmente.

bep: barile equivalente di petrolio.

biogas: miscela di gas (metano, biossido di carbonio ec-cetera) prodotta per fermentazione anaerobica in presenza di microrganismi (batteri acidogeni, batteri acetogeni e me-tanobatteri) a partire da prodotti agricoli, o rifiuti industriali o fanghi dei trattamenti delle acque urbane. Il metano con-tenuto nel biogas può essere utilizzato per la produzione di energia elettrica o di calore.

biomassa: la materia organica del pianeta, prodotta gra-zie alla radiazione solare che fornisce l’apporto energetico necessario per costruire molecole organiche complesse a partire da acqua e anidride carbonica (fotosintesi). Da un punto di vista energetico, la produzione di biomassa sulla Terra varia, a seconda delle stime, tra 50 e 75 Gtep/anno. L’energia potenziale contenuta nella biomassa (utilizzata in modo naturale dall’uomo e dagli animali attraverso la di-gestione), può essere liberata direttamente come energia termica nella combustione (uso tradizionale, dominante), oppure concentrata in combustibili solidi, liquidi o gassosi mediante processi termochimici (pirolisi, gassificazione) o biochimici (fermentazione alcolica, digestione anaerobica).

grazie ai sistemi di telegestione e telelettura, consen-tono di effettuare da remoto una serie di operazioni che in precedenza richiedeva l’intervento di un tec-nico sul posto, permettendo all’azienda di interagire con il cliente in tempo reale e garantendo al consu-matore la verifica dei consumi e l’ottimizzazione delle forniture. Il contatore elettronico si è affermato come standard in Italia. Viene inoltre impiegato in Spagna e in Russia ma arrivano anche richieste da altri Paesi del mondo come l’Australia e l’Arabia Saudita.

il display del futuro è di casa enel che sta spe-rimentando un nuovo display da tenere in casa (diversamente dal contatore che, anche se elettro-nico, è collocato al di fuori degli appartamenti) per

avere a disposizione in tempo reale le informazioni sui propri consumi. Il nuovo display consentirà di controllare in ogni istante quanta energia stiamo consumando favorendo comportamenti più con-sapevoli ed efficienti.

fonti differenziate ma non solo. 1.000 edifici, 30.000 persone: questi sono i numeri delle sedi di Enel in Italia, tutte interessate dal progetto raccolta differenziata che comporta l’installazione di 6.700 contenitori per la carta, 2.650 per la plastica e 1.710 per l’alluminio. I risultati? Per dirne uno, ogni anno si recuperano 320 tonnellate di carta!

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cinetica. Abitualmente si usano nomi diversi per indicare la forma in cui l’energia si presenta in certi contesti: si par-la quindi di energia meccanica, elettrica, termica, chimica, nucleare, eccetera.

energia cinetica: è l’energia associata al movimento di un corpo. Si calcola con il prodotto della metà della massa del corpo per la velocità al quadrato (T = 1/2 mV2).

energia elettrica: forma di energia nella quale agiscono forze di origine elettrica sotto la cui azione si muovono cariche elettriche. Il pregio maggiore dell’energia elettrica risiede nella facilità con la quale può essere distribuita ca-pillarmente e trasformata in altre forme di energia. L’energia elettrica viene generata dalla trasformazione di altre forme di energia, generalmente in apposite strutture chiamate centrali elettriche. Si misura in joule (J) ma, per le necessità pratiche, abitual-mente si utilizza il wattora (Wh) e i suoi multipli kWh, MWh, GWh e TWh. energia meccanica: è la somma di energia cinetica e potenziale.

energia potenziale: dipende dalla configurazione delle componenti di un sistema e dal loro stato fisico e chimico: per esempio un blocco di marmo sollevato in aria possiede una energia potenziale pari al prodotto della sua massa per l’accelerazione di gravità (9,81 m/s2) per l’altezza rispetto al suolo.

frequenza: rappresenta il numero di volte che una gran-dezza sinusoidale (onda), nell’unità di tempo, compie un ciclo completo. È data dall’inverso della distanza tempora-le tra due massimi consecutivi. Si misura in hertz (Hz). Un hertz corrisponde a un ciclo al secondo.

hertz (hz): unità di misura della frequenza del Sistema In-ternazionale che corrisponde a un ciclo al secondo. Pren-de il nome dal fisico tedesco Heinrich Rudolf Hertz (1857 - 1894), che scoprì le onde elettromagnetiche, in seguito applicate da Guglielmo Marconi (1874 - 1937) per l’inven-zione della radio.

Joule (J): unità di misura dell’energia e del lavoro del Si-stema Internazionale. Corrisponde al lavoro compiuto dalla forza di 1 newton (N) quando il suo punto di applicazione si sposta di 1 m nella direzione della forza (1J = 1N·m).

Kelvin (K): unità fondamentale di misura della temperatura del Sistema internazionale. La scala di temperatura Kelvin viene anche chiamata “scala assoluta delle temperature”, in quanto lo zero corrisponde allo zero assoluto. Attribui-sce valore 273,15 alla temperatura del ghiaccio fondente e valore 373,15 alla temperatura di ebollizione dell’acqua a pressione atmosferica.

Linea elettrica: elemento della rete elettrica. È costituita dai conduttori per il trasporto dell’energia elettrica e dai re-lativi sostegni (tralicci o pali). È generalmente aerea (con conduttori nudi o isolati); in alcuni casi è interrata. Com-prende una o più terne di conduttori.

Luce: radiazione elettromagnetica con lunghezza d’onda compresa tra 380 nm (nanometri), di colore violetto, e 750 nm, di colore rosso. È l’unica zona di spettro visibile all’oc-chio umano.

modulo fotovoltaico: insieme di più celle fotovoltaiche: un modulo fotovoltaico tipo, formato da 36 celle, ha una superficie di circa mezzo metro quadrato ed eroga, in con-dizioni standard, circa 50 W.

newton (n): unità di misura della forza. Corrisponde alla forza che, applicata a un corpo di massa 1 kg, gli imprime una accelerazione di 1m/s2 (1N = 1kg·m/s2).

ohm (Ω): è l’unità di misura della resistenza elettrica nel Sistema Internazionale. Un ohm è pari alla resistenza fra due punti di un conduttore quando la loro differenza di po-tenziale è di 1 volt e la corrente che scorre è 1 ampere.

pannello fotovoltaico: più moduli fotovoltaici assemblati in una struttura comune.

potenza: quantità di lavoro che può essere effettuata nell’unità di tempo. In altri termini la potenza rappresenta

blackout: mancanza temporanea di energia elettrica in un’area più o meno vasta. Il blackout si verifica quando la rete elettrica di una determinata zona (o di un edificio, o di una azienda) va parzialmente o totalmente fuori servizio, a causa di guasti o malfunzionamenti nel sistema di produ-zione, trasformazione o trasmissione dell’energia.

cabina elettrica: impianto della rete elettrica di distribu-zione destinato alla trasformazione da alta a media tensio-ne (cabina primaria) o da media a bassa tensione (cabina secondaria). Altre cabine secondarie operano la trasformazione tra livelli diversi della media tensione o sono preposte al seziona-mento, allo smistamento e alla consegna dell’energia elet-trica in media tensione.

calore: energia che si trasmette da un corpo più caldo a uno più freddo, trasformandosi in energia interna del cor-po ricevente o generando un lavoro di dilatazione. Il calore non si trasmette mai spontaneamente da una sostanza più fredda a una più calda.

campo elettrico: grandezza fisica che descrive il campo di forze agenti su una carica elettrica situata in un punto nel cui immediato intorno esiste una variazione di potenziale elettrico.

campo elettromagnetico: è l’insieme del campo elettrico e del campo magnetico.

campo magnetico: è il campo generato dal movimento delle cariche elettriche. La corrente elettrica che attraversa una spira genera un campo magnetico. Le dimensioni del campo dipendono dalla corrente e dall’area e dalla posizio-ne della spira.

centrale elettrica: impianto nel quale viene converti-ta l’energia potenziale contenuta nelle fonti energetiche primarie in energia elettrica. Le principali tipologie sono: centrale idroelettrica, centrale termoelettrica, centrale ge-otermoelettrica, centrale nucleare, centrali da nuove fonti rinnovabili (principalmente eoliche, solari termiche, fotovol-taiche, da biomassa).

combustibili: sostanze solide, liquide o gassose, in genere costituite da composti contenenti carbonio e idrogeno, le cui reazioni con l’ossigeno avvengono ad alta velocità con forte sviluppo di calore. Possono essere naturali e utilizzati tal quali, o derivati dai primi tramite procedimenti chimico-fisici. I combustibili utilizzati nei motori a combustione inter-na vengono detti carburanti. La principale caratteristica di un combustibile è il suo potere calorico.

corrente elettrica: flusso di carica elettrica, tipicamente attraverso un filo metallico o altro materiale conduttore. Nella storia dell’elettricità, la corrente convenzionale venne definita come il flusso di carica positiva, anche se sappia-mo, nel caso della conduzione metallica, che la corrente è causata dal flusso di elettroni con carica negativa nella direzione opposta.

coulomb (c): unità di misura della carica elettrica del Si-stema Internazionale. Corrisponde alla quantità di carica elettrica trasportata in 1 secondo dalla corrente di 1 am-pere.

desolforazione: processo di raffineria con il quale si ot-tiene la separazione dello zolfo dai prodotti petroliferi. Così viene anche detto il processo di lavaggio dei fumi che con-sente di far precipitare gli ossidi di zolfo prima dell’immis-sione in atmosfera.

dinamo: una macchina che produce corrente continua uti-lizzata per la conversione di energia meccanica in energia elettrica tramite induzione elettromagnetica. È costituita da un magnete che crea un campo magnetico; al suo interno ruota un anello su cui è avvolto un circuito con un note-vole numero di spire, attraversate da un flusso magnetico variabile nel tempo; in tal modo si genera una forza elet-tromotrice.

energia: grandezza fisica che conferisce a un sistema la capacità di compiere lavoro. L’energia è essenziale per lo svolgimento di qualsiasi attività e la disponibilità di fonti di energia affidabili ed economiche è alla base dell’attua-le modello di sviluppo delle società industrializzate. Si di-stinguono due forme fondamentali di energia: potenziale e

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progetto generaleEnel

La Fabbrica

realizzazione editorialeLa Fabbrica

creatività, progetto graficoRMG Connect

illustrazioniGiuseppe Di Dio

fotografieRoberto Caccuri , Agenzia Contrasto per Enel

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la rapidità con cui viene trasformata energia. Si misura in W, ma per comodità di calcolo si utilizzano usualmente i multipli kW, MW, GW, TW.

resistenza elettrica: in un conduttore rappresenta la sua tendenza a dissipare in calore (“effetto Joule”) l’energia as-sociata alla corrente elettrica da cui viene percorso. La resi-stenza dipende dalla specificità del materiale (resistività) di cui il conduttore è costituito, dalle sue dimensioni (lunghez-za e sezione), dalla temperatura e, in caso di corrente alter-nata, dalla frequenza di questa. Secondo la legge di Ohm, la resistenza è definita come rapporto tra la differenza di potenziale applicata agli estremi del conduttore e l’intensità della corrente. Nel Sistema Internazional si misura in ohm.

rete elettrica: l’insieme delle linee elettriche, delle stazioni elettriche e delle cabine elettriche preposte alla trasmissio-ne e alla distribuzione dell’energia elettrica. La rete elettrica italiana è articolata sui seguenti livelli di tensione: alta (da 40 a 380 kV), media (da 1 a 30 kV), bassa (380 V).

risparmio energetico: effetto delle misure prese da produttori e utilizzatori di energia per limitarne lo spre-co attraverso un miglioramento dell’efficienza energetica (ottenimento dello stesso prodotto con minore energia) e per usare la fonte di energia più opportuna all’uso finale richiesto.

sistema elettrico nazionale: complesso degli impianti di produzione, delle reti di distribuzione e trasmissione, non-ché dei servizi ausiliari e dei dispositivi di interconnessione e dispacciamento ubicati sul territorio nazionale.

temperatura: grandezza fisica che misura lo stato termi-co di un corpo, e la sua attitudine a scambiare calore con l’ambiente o con altri corpi. Esistono varie scale di tempe-ratura. Quella definita “assoluta”, la scala Kelvin, parte dallo zero assoluto. In corrispondenza di tale valore, gli atomi e le molecole hanno velocità nulla e il sistema “congelato” non è più in grado di fornire calore ad altri sistemi. La scala Celsius ha come zero “il punto triplo” dell’acqua, la tempe-ratura alla quale ghiaccio, acqua (liquida) e vapore sono in equilibrio alla pressione di 1 atmosfera (atm).

Zero gradi celsius corrispondono a 273 gradi kelvin (oppure 0 K = - 273 °C). Nelle due scale, i gradi (le suddivisioni della scala) sono comunque uguali.

tensione: differenza di potenziale elettrico tra due punti di un conduttore o di un circuito. Si misura in Volt.

tep: tonnellata equivalente di petrolio. Unità convenzionale utilizzata comunemente nei bilanci energetici per esprimere in una unità di misura comune tutte le fonti energetiche, te-nendo conto del loro potere calorifico. La tonnellata è quel-la metrica. Si assume che da 1 kg di petrolio si ottengano 10.000 kcal, per cui 1 tep = 107 kcal.

volt (v): unità di misura del potenziale elettrico del Sistema Internazionale.

voltmetro: lo strumento per la misura della differenza di potenziale elettrico tra due punti di un circuito.

Watt (W): unità di misura della potenza: 1 watt = 1 J/se-condo. Prende il nome dall’ingegnere inglese James Watt (1736 - 1819), studioso delle macchine a vapore. Il kilowatt (kW) è l’unità di misura pari a 1000 watt. Il wattora è un’uni-tà di misura di energia molto usata in elettricità: 1 wattora è l’energia trasformata in 1 h da una potenza di 1 W. Il ki-lowattora (kWh) è l’unità di misura che esprime la quantità di energia elettrica pari a 1000 watt fornita o richiesta in un’ora. Megawatt, un milione di W. Megawattora: un milione di W/ora (mille kWh). Gigawatt: un milione di kW (1.000 MW). Gigawattora: un milione di kWh.

World energy council (Wec): Consiglio Mondiale dell’Energia, organismo internazionale, non governativo, senza scopo di lucro, al quale aderiscono oltre cento Pa-esi attraverso propri comitati nazionali. Obiettivi del WEC sono lo studio e la discussione di tutte le questioni legate al settore energetico, al fine di forni-re consigli e raccomandazioni ai responsabili del settore stesso.

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