Dalla Terra, per la Terra

Francesco Mulargia

Dipartimento di Fisica Università di Bologna

Dalla Bibbia. Genesi 1:28

E Dio li benedisse; e Dio disse loro: "Crescete e moltiplicatevi e riempite la

terra, e rendetevela soggetta, e dominate sui pesci del mare e sugli uccelli del

cielo e sopra ogni animale che si muove sulla terra".

Missione compiuta?

Terra assoggettataDominio sui pesci del mareDominio sugli uccelli e ogni altro animale

Terra riempita ?

Sembra di sì. Popolazione mondiale

Non solo: le abitudini di vita “moderne” richeidono molta eneregia

Consumo di energia pro-capite

Quale energia? Fonti attuali

Tutte piuttosto simili dal punto di vista economico

Il ROI

E quasi tutte in esaurimento: Petrolio – il picco di Hubble

Picco di produzione attorno al 2010. Poi verso l’esaurimento

Il gas

Il carbone

L’uranio

Che fare? Non si sa!

Non solo: + energia = + inquinamento

E le proiezioni…

Ipotesi di soluzione

• 1) Limitare la popolazione mondiale Come?

• 2) Trovare nuove risorse Dove?

• 3) Scoprire nuove forme di energia Come?

• 4) Cambiare stile di vita Come?

Ipotesi di soluzione parziale

• 5) Utilizzare energie rinnovabili differenziando le diverse applicazioni

• 6) Ridurre l’energia sprecata

Permetterebbero quanto meno di resistere più a lungo

Realizzabile?

Fabbisogno energetico dei diversi settori

Nel settore terziario/residenziale

L’80% del fabbisogno (e quindi il 25% del totale) è legato al riscaldamento/raffrescamento

La Geotermia

• I primi 10 km di crosta terrestre immagazzinano sotto forma di calore 50000 volte l’energia ricavabile da tutti i giacimenti di idrocarburi

Pozzo a circolazione naturale d’acqua

Pozzo a circolazione naturale d’acqua

Larderello, Toscana

Pozzo a circolazione naturale d’acqua

Nesjavellir, Islanda

Pozzo a circolazione naturale d’acqua

The Geysers, California

Pozzi a circolazione naturale d’acqua

• Attualmente la geotermia copre lo 0.3% del fabbisogno mondiale

• In Islanda il 40%, nel Salvador il 35%, in Toscana il 25%, in California il 5%.

Pozzo a circolazione d’acqua indotta

Pozzi a circolazione d’acqua indotta. In teoria quasi ovunque

anche in Europa

Zone sfruttabili per Geotermia

In pratica: luci ed ombre della geotermia come fonte energetica

• Basso uso del territorio 1-8 ha/MW contro 5-10 ha/MW per il nucleare e 19 ha/MW del carbone

• Basso costo operativo: 40-100 €/MW ma anche

• Alti costi di perforazione: 2-5 M€/MW• Inquinamento chimico: 90-120 kg di CO2/MWh• Perturbazione dell’acquifero• Potenziali instabilità tettoniche

Instabilità tettoniche indotte dall’iniezione d’acqua: i terremoti

Una soluzione: debole il sistema a circolazione chiusa

Alla base della Geotermia c’è il ciclo di Carnot

Purtroppo la produzione geotermica di energia ha bassa efficienza

• Ciclo aperto η= 150-30/180 = 0.6Flusso alto : Alta potenza

• Ciclo chiuso η= 120-30/180 = 0.5Flusso basso : Bassa potenza

• Ciclo chiuso e bassa entalpia η= 40-30/60 = 0.1

Flusso basso : Potenza infima

C’è un modo migliore di utilizzare la Geotermia?

Sì! Ridurre l’energia sprecata

Il suolo è un serbatoio di calore isotermo

Geotermia per riscaldamento/raffrescamento

Tecnologia semplice

poco ingombrante

ed economicamente conveniente

Geotermico+Solare: riduzione dall’80 a > 100% del fabbisogno residenziale

Conclusioni• Il problema dell’energia sta diventando

assillante• La prima causa è la sovrapopolazione: si può

controllare?• Le fonti energetiche attuali saranno esaurite tra

non molto più di un secolo• Le fonti rinnovabili sembrano l’unica soluzione• Tra queste la Geotermia appare la più

promettente, soprattutto per la riduzione degli sprechi: uso residenziale - 0.8x33%= - 25%

•E’ anche ipotizzabile un uso combinato per la produzione di energia

Ma ricordiamo:

Non il risolve il problema!!