Nel 1995 dieci soldati argentini assistettero al collasso ... · dovuta alla sua combustione...

Nel 1995 dieci soldati argentini assistettero al collasso della

piattaforma Larsen A, pianura di ghiaccio spessa 200m che copriva

1500km2

Energia, quale futuro?

Collasso della piattaforma Larsen B


I ghiacciai che confluiscono nella LarsenB, non più sostenuti dalla

piattaforma hanno aumentato notevolmente

la loro velocità di scorrimento


Piattaforme di ghiaccio antartico attualmente esistenti


ghiacci marini artici. L'estensione èpassata da 8 milioni di kmq, nei primi anni ottanta, a poco più di 4 milioni di kmq


Lo scorso mese di agosto ha segnato il secondo peggior risultato, dopo quello del 2007, riguardo l’estensione dei


Lo scorso mese di agosto ha segnato il secondo peggior risultato, dopo quello del 2007, riguardo l’estensione dei

ghiacci marini artici. L'estensione èpassata dagli 8 milioni di kmq nei primi anni ottanta a poco più di 4 milioni di kmq

La calotta polare estiva negli anni intorno al 1980



La calotta polare estiva nel 2012

Fotografia satellitare del passaggio a nord est che mostra l'arcipelago di Severnaya Zemlya circondato da acque libere.


Il passaggio a nord est


Il riscaldamento della terra è collegato al problema energetico.



Che cos

a èl’en

ergia?

L’energia è la capacità di compiere lavoro


Più lavoro si deve compiere, maggiore è la

quantità di energia necessaria


Gli esseri viventi hanno bisogno di energia per vivere


L’energia chimica contenuta nel cibo viene, in parte, trasformata in lavoro muscolare.

Il problema energetico accompagna la storia dell'uomo. La prima fonte di energia fu la forza muscolare umana o

animale.



La scoperta del fuoco, sorgente di luce e di calore, rese lebiomasse (legna) una rivoluzionaria fonte energetica.

Nel settecento l'energia termica, fino a quel momento sfruttata per riscaldare o illuminare, venne trasformata direttamente in energia meccanica tramite la macchina a

vapore di Watt.


Alla fine del '800 l’energia elettrica e

l'automobile rivoluzionarono ulteriormente la situazione

energetica mondiale. Il petrolio e il gas si affiancano

al carbone come risorse energetiche.


I consumi energetici mondiali crescono in progressione geometrica. Raddoppiano una prima volta tra l'inizio del secolo e il 1950, una seconda volta tra il 1950 e il 1970.


a. C. Milioni potenza

GW

70000 <1

10000 1 0,1

9000 3 0,3

8000 5 0,5

7000 7 0,7

6000 10 1

5000 15 1,5

4000 20 2

3000 25 2,5

2000 35 3,5

1000 50 5,0

500 100 10


d. C. Milioni potenza

GW

1 200 20

1000 310 30

1800 978 400

1850 1262 700

1900 1650 2000

1950 2519 4000

2000 6071 15000

L'abitante di un paese ricco (macchina da 80 watt) vive dissipandone 10 mila. L'80 per cento dei 10 mila watt che ci rendono la vita comoda ce li danno i combustibili fossili.


L'80 per cento dei 10 mila watt che ci rendono la vita comoda ce li danno i combustibili fossili.


La natura ha prodotto petrolio al ritmo di due grammi all'anno per ogni attuale abitante della Terra, mentre

ognuno di noi ne brucia 5 tonnellate in un anno.


Tra 40 anni il petrolio sarà finito e l'anidride carbonica dovuta alla sua combustione avrà scardinato l'equilibrio

climatico.


O si cambia stile di vita, o non c'è scampo. Occorrono nuovi valori: non il consumismo degli ottimisti nè l'utopia di un

mondo popolato da monaci francescani.

I nuovi valori hanno nomi antichi: razionalità, sobrietà, responsabilità.


Coltivare una tonnellata di grano significa bruciare un quintale di petrolio. Dietro un chilo di verdure di serra c'è un chilo di petrolio. Il record è del pomodorino:

costa 100 volte più energia di quella che ci dà sotto forma

di calorie.


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ssiamo

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te.


Per capire l’effetto della CO2 dobbiamo considerare lo schema dei flussi di energia sulla Terra


Il vetro che costituisce le pareti delle serre ha un'ottima trasparenza alle lunghezze d'onda della luce visibile, ma

risulta opaco per le lunghezze d'onda infrarosse. Quindi la radiazione infrarossa riemessa dalla superficie illuminata

rimane intrappolata all'interno della serra.


Metano: la minaccia dal profondo

Il permafrost dell'Artico si sta sciogliendo, creando laghi che emettono metano.

Questo gas potrebbe accelerare

drasticamente il riscaldamento globale.


Distribuzione del permafrost



Le principali fonti energetiche mondiali

Combustibili fossili

Combustibili rinnovabili (come biogas, biomassa, ecc…)

Nucleare

Solare

Eolica

Idrica (idroelettrica, maree, moto ondoso, ecc…)

Geotermica


Vantaggi del nucleare:

• emissione zero di CO2 o altri inquinanti

• riduce dipendenza dai paesi produttori di petrolio

• usato per produrre idrogeno, permetterebbe di sostituire il petrolio anche nei trasporti


Problemi dei reattori attuali:

• bassa efficienza di burn-up e produzione di grandi quantità di scorie radioattive con tempi di decadimento molto lunghi.

• rischi di incidenti, soprattutto per i reattori più vecchi (e con il licensing esteso a 60 anni)

• necessità di grossi investimenti e lunghi tempi di costruzione.

• problemi di proliferazione (utilizzo di materiale fissile per scopi militari)


Nel lungo periodo (50 anni a partire da ora), la disponibilitàdi uranio potrebbe diventare un problema (a meno di

sviluppi tecnologici nell’estrazione).



All’attuale tasso di crescita della produzione di energia elettrica, e con il nucleare al 20 % del totale, sarebbe

necessario approntare un deposito geologico ogni 20 anni

I Frammenti di Fissione decadono in poche centinaia di anni

(a parte alcune eccezioni).

Gli attinidi sopravvivono per milioni di anni.

Plutonio e attinidiminori rappresentano ilproblema principale per lo smaltimento delle scorie nucleari.


Sono allo studio reattori di nuova generazione che non presentino i problemiattuali (in particolare limitata disponibilità di U e produzione di scorie).

Principio fondamentale è il riutilizzo di una parte importante delcombustibile spento.


Energia eolica


Energia eolicaAspetti positivi

•Il vento è una fonte di energia rinnovabile e sostenibile, a basso impatto ambientale rispetto ad altre fonti energetiche.

•Non viene prodotto il gas serra CO2, se non in quantità minime in rapporto alla costruzione dell'impianto.

•Le dimensioni dei parchi eolici sono facilmente scalabili nella potenza, particolarmente adatte a soddisfare la domanda di piccole città o province poco popolate.

•Non si verifica una variabilità dei costi dovuta ad aumenti del prezzo del combustibile.

•I costi di mantenimento e smantellamento sono relativamente bassi, molti componenti sono riciclabili e riutilizzabili.

•Esiste un ampio margine di miglioramento nei costi, nella trasformazione della potenza meccanica in corrente elettrica e nell'immagazzinamento della corrente.


Energia eolicaAspetti negativi

•L'energia eolica viene prodotta a intermittenza e perciò non è programmabile.

•Sulla terraferma, i luoghi più ventosi e quindi più adatti alle installazioni eoliche sono generalmente le cime, i crinali di colline e montagne o le coste. Gli impianti moderni, sebbene siano anche esteticamente apprezzabili, per le loro grandi dimensioni risultano visibili da grande distanza e possono causare un turbamento del paesaggio.

•Esiste il rischio di mortalità da impatto per gli uccelli migratori, in particolare per gli impianti piùgrandi.


Energia solareMediamente il Sole irradia alle soglie dell'atmosfera terrestre 1367 W/m². L'irraggiamento solare medio alle latitudini europee è di circa 200 W/m². La potenza erogata dal Sole sulla Terra è superiore ai 50 milioni di GW la potenza

di una grande centrale elettrica si aggira attorno ad 1 GW).


Energia solareL’ energia solare è:

•discontinua

•poco concentrata

•piuttosto difficile da convertire con efficienze accettabili.

•notevolmente costosa rispetto ad altri metodi di produzione dell'energia.


Energia solare

Il pannello solare termico sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido contenuto nel suo interno che cede calore all'acqua contenuta in un

serbatoio di accumulo.


Energia solare

il pannello fotovoltaico sfrutta le proprietà di particolari elementi semiconduttori per produrre energia elettrica dalla luce.


Energia solare

Il pannello solare a concentrazione sfrutta una serie di specchi per convogliare i raggi solari su un tubo in cui scorre un fluido. L'apparato ricevente si riscalda a temperature molto elevate (400 °C ~ 600 °C)


Energia solare

Attualmente la maggior parte degli studi si concentra su nuove generazioni di celle fotovoltaichedotate di una maggior efficienza

di quelle attuali o su cellefotovoltaiche dotate di

un'efficienza simile a quella delle celle attuali ma molto più

economiche.


Energia solare

Studi più ambiziosi puntano alla realizzazione di centrali solari orbitanti. Queste centrali dovrebbero raccogliere i raggi solari

direttamente nello spazio e trasmettere la potenza assorbita sulla Terra per mezzo di microonde o raggi laser.


Energia solare

Sono in fase di sperimentazione prototipi di sistemi di cogenerazione fotovoltaica in cui si realizza la produzione simultanea di energia

elettrica e termica.


Energia solare

In tutto il mondo, sono attualmente allo studio nuove tecnologie e nuovi sistemi per sfruttare l'energia del sole allo scopo di creare le prime

vere centrali solari.


Energia idricaLa storica centrale idroelettrica a bacino Esterle a Cornate situata sulla riva

destra del fiume Adda.


Energia idricaEnergia dalle maree: in alcune zone il dislivello di marea può raggiungere valori

elevati, interessanti lo sfruttamento e la produzione di energia elettrica.


Sbarramento della centrale mareomotrice di Saint-Malo in Francia

Energia idrica

Difetti•costo di installazione elevato•difficoltà di collocazione •discontinuità nella produzione•erosione delle coste creata dalle centrali che modificano i flussi di marea•tendenza alla sedimentazione all'interno del bacino •disturbo per l'ecosistema, in particolare per la fauna ittica.


Energia idrica

Generatori mareomotrici "Pelamis"


Energia geotermica

L'energia geotermica costituisce oggi meno dell'1% della produzione mondiale di energia. Uno studio condotto dal M.I.T. afferma che la potenziale energia geotermica contenuta nel nostro pianeta si aggira attorno ai 12.600.000 ZJ e che con le attuali tecnologie sarebbe

possibile utilizzarne "solo" 2000 ZJ (ZettaJoule 1021J).


Energia geotermica

Tuttavia, poiché il consumo mondiale di energia ammonta a un totale di 0,5 ZJ all'anno, con il solo geotermico, secondo lo studio del M.I.T., si potrebbe soddisfare il fabbisogno energico planetario per i prossimi

4000 anni.


Energia geotermica

Le sorgenti geotermiche si possono dividere in tre tipologie:

sorgenti idrotermiche: la sorgente si trova a profondità non eccessive (1000-2000 m) e a seconda della pressione può essere classificata come sorgente geotermica a vapore o ad acqua dominante


Energia geotermica

sorgenti geopressurizzate: la sorgente si trova a profondità maggiori (3000-7000 m) e l'acqua ivi contenuta è a pressioni elevate (1000 atm) e ad una temperatura di 160°C


Energia geotermica

sorgenti petrotermiche: la sorgente si trova a profonditàmaggiori rispetto alle precedenti ed è composta da rocce calde (senza acqua). Circa il 85% delle risorse geotermiche sono di questo tipo ma sono anche di difficile sfruttamento proprio per l'assenza dell'acqua.



Energia geotermica

Energia: l'illusione delle soluzioni facili

Il riscaldamento globale, i nuovi paesi emergenti nello scenariomondiale, la paura dell’esaurimento del petrolio hanno sollecitato innovazioni per ridurre l'uso dei combustibili fossili e relative

emissioni.


Tuttavia le soluzioni proposte, tra cui fonti rinnovabili, geoingegneria e nucleare, non sono, per ora, all'altezza della sfida nonostante i facili

entusiasmi.



Oltre a nuove iniziative, si dovrebbero incentivare soluzioni già efficaci e in generale una riduzione dell'uso di energia nei paesi più ricchi, visto che la sostituzione repentina dei combustibili fossili non è realistica.

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