politiche per il risparmio energetico _ reti di distribuzione e di servizio

Corso di Laurea in Disegno Industriale

“Principi di Ecodesign”docente arch. A. Magliocco

Slides a cura di arch. A. Giachetta

Riferimento: A.Giachetta, A.Magliocco“Progettazione Sostenibile” capitolo 2.1, Carocci Editore, Roma 2007

le unitle unitàà di misura di misura energia capacità di un sistema fisico (atomo, molecola, essere vivente, macchina) di compiere un lavoro

l’energia si misura in

- Joule (J) - 1Joule è il lavoro che effettua la forza di 1 Newton (N) per spostare il suo punto di applicazione di 1 metro nei suoi stessi direzione e verso- kcaloria (kcal) è la quantità di energia necessaria per innalzare di un grado centigrado (da 14,5°C a 15,5°C) 1 kg di acqua alla pressione atmosferica1 kcal = 4,1868 kJ-kilowattora (kWh) energia sviluppata dalla potenza di un kW che agisca per un ora 1 kW·h = 3'600 kJ = 859,8 kcal

le unità di potenza (energia nell’unità di tempo):kilowatt (kW), caloria all’ora (cal/h) 1 kcal = 4,1868 kJ1 watt (W) = 1 Joule al secondo1 kW = 1000 W

... qualche esempio concreto

un kWh equivale al lavoro necessario per spostare una persona di 75 kg dal livello del mare alla vetta del Monte Bianco

il contenuto calorico del cioccolato è circa 6000 cal/kg: un cioccolatino di 10 g sviluppa nel corpo umano una quantità di energia termica pari a quella necessaria per sollevare di 360 metri una persona di 70 kg

un uomo per vivere necessita al giorno di una quantità di energia pari a quella sviluppata da 200 grammi di benzina

Volendo fare un esempio di associazione di energia meccanica a energia termica... per riscaldare per un giorno un appartamento di medie dimensioni si consuma tanta energia quanta ne occorre ad una Punto per il tragitto Genova - Roma

le trasformazioni energetichele trasformazioni energetichele fonti energetiche per essere utilizzate devono essere trasformate nelle forme idonee alle necessitàdell’utenza

in ogni processo di trasformazione energetica non tutta l’energia in ingresso viene utilizzata

una parte di energia si trasforma in calore che, in generale, non è utilizzato (ed è dunque una perdita)

per risparmiare energia si può:

aumentare il rendimento – riducendo le perdite

recuperare e riutilizzare il calore sviluppato ...

Fonti energetiche esauribiliFonti energetiche esauribili

Il crescente fabbisogno energetico mondiale è, ad oggi, prevalentemente soddisfatto attraverso l’impiego sempre più massiccio di fonti non rinnovabili di origine fossile,

soprattutto petrolio (con il quale si copre circa il 35% della totale produzione energetica),

poi carbone e gas naturale (entrambi coprono intorno al 25%).

Secondo le previsioni fornite nel Rapporto del 2003 World Energy, technology and climate policy outlook (WETO) della Commissione

Europea:

nel 2030 si raggiungeranno livelli di consumo energetico mondiale praticamente doppi rispetto agli attuali, con emissioni di anidride carbonica raddoppiate rispetto al 1990

le fonti fossili non solo sono esauribili ma sono già in via di esaurimento: fra trent’anni, quasi sicuramente, non saranno più in grado di soddisfare, con i ritmi attuali, le esigenze espresse dallo sviluppo economico mondiale

PetrolioPetrolioIl petrolio, attualmente la fonte energetica piùutilizzata a livello mondiale (grazie alla sua facilità di produzione, trasporto e stoccaggio oltre che alla struttura del sistema energetico ormai calibrato proprio sul massiccio impiego di questa fonte), oltre a far registrare una preoccupante diminuzione delle sue riserve, è notevolmente inquinante, sia in fase di estrazione che quando viene utilizzato nelle diverse forme dei suoi derivati

le sue riserve sono per la maggior parte concentrate nell’area mediorientale, caratterizzata da forte instabilità sociale e politica

CarboneCarbonesponsorizzato soprattutto dalle compagnie produttrici di energia elettrica per motivi economici (la produzione energetica da carbone ha infatti, rispetto a quella da gas, un più basso costo del combustibile ed è conveniente soprattutto per impianti riconvertiti, tipo ex-centrali a olio combustibile)

è responsabile di emissioni inquinanti ancora molto considerevoli (di biossido di zolfo, polveri e metalli pesanti -tra cui il mercurio -, ossidi di azoto e gas a effetto serra, come l’anidride

carbonica) nonostante l’evoluzione dei sistemi di trasformazione energetica (per esempio i nuovi impianti supercritici che consentono più alti rendimenti).

GasGasIl gas comporta minori problemi di inquinamento(comunque presenti); sarà prevedibilmente utilizzato in maniera crescente, sempre a fronte però di problemi di esauribilità e, soprattutto in Paesi come l’Italia quasi totalmente dipendenti dalle forniture estere, di insicurezza circa la continuitàdelle forniture (si pensi alla crisi del gas russo del 2005)

Il sistema elettricoIl sistema elettrico

in Italia dipende per l’80% da fonti fossili

ciò implica che:

da 100 unità di energia chimica nel pozzo di petrolio o dal giacimento...-20% per estrazione, trasporto,raffinazione, ecc. = 80

nelle centrali termoelettriche l’energia chimica si trasforma in energia termica per combustione e poi in energia meccanica per azionare l’alternatore producendo: 45 % di energia elettrica e 55% di calore residuo generalmente non utilizzato

delle 100 unità iniziali ne rimangono 80x0,45 = 36

la trasformazione in alta, poi media, poi bassa tensione per il trasporto, e il trasportostesso causano 15% di perdite

complessivamente su 100 unitàenergetiche di partenza agli utenti ne giungono solo 30,6

un aumento del rendimento del sistema dell’energia elettrica richiede l’adozione di tecnologie piùavanzate che hanno costi di investimento maggiori

se il costo del danaro è basso vengono privilegiati impianti a rendimento maggiore anche se più costosi

se il costo del danaro è elevato vengono privilegiati impianti meno cari con un rendimento inferiore

in Italia però l’Enel era autorizzata a scaricare ogni aumento del prezzo del greggio sulle tariffe elettriche e quindi non ha avuto alcun incentivo ad effettuare ricerche per la riduzione di perdite o l’uso di fonti alternative

paradossale riduzione di centrali idroelettriche durante la crisi energetica

oggi, tra le strade piùpercorse per ridurre le perdite ed aumentare il rendimento complessivo del sistema elettrico, c’èquella deisuperconduttoricon cui si può effettuare il trasporto dell’energia senza perdite per effetto Joule (sorta di “attrito” del cavo al passaggio di corrente)

il motore elettrico e lil motore elettrico e l’’auto elettricaauto elettricail motore elettrico trasforma energia elettrica in energia meccanica

l’efficienza è elevata, i costi anche

occorre considerare complessivamente il sistema dell’energia elettrica che, in Italia, implica già una forte riduzione dell’energia agli utilizzatori rispetto a quella alla fonte (da 100 unità a 30,6)

nelle auto elettriche, considerando la necessità di immagazzinare l’energia in batterie (con perdite del 40%) e il maggior peso dell’auto elettrica, ecc. si hanno rendimenti bassi ~ 10% dell’energia alla fonte

confronto del 1997, veicoli su percorsi cittadini:

Panda normale – 1 l. di benzina - 14,5 Km

Panda elettrica – 1 l. di olio combustibile impiegato nella centrale termoelettrica – 9 KmCIO’ VUOL DIRE CHE L’AUTO ELETTRICA, NEL NOSTRO CONTESTO, NON E’ INQUINANTE LOCALMENTE MA LO E’GLOBALMENTE

molto più interessante l’impiego di elettricità in mezzi collegati alla rete elettrica (senza le perdite del 40% legate alla batteria): mezzi pubblici: filobus e tram

efficienti, puliti, non inquinanti

oggi si stanno diffondendo auto a motore ibrido dove la ricarica elettrica è generata dal motore a scoppio

LL’’energia energia elettronucleareelettronucleareproblemi della fissione:

1 – sicurezza

i processi di fissione possono sfuggire al controllo e continuare a riprodursi in maniera accelerata provocando la fusione del nocciolo e continuando a cielo aperto contaminando milioni di Kmq (come a Černobyl)

una nuova generazione di reattori in cui la reazione sia promossa da un irraggiamento esterno che se interrotto interrompe la reazione potrebbe eliminare il problema (studi di Carlo Rubbia sul potenziale energetico residuo delle scorie nucleari)

la produzione energetica francese: da nucleare quasi per l’80%

2 – scoriemantengono la loro radioattività per periodi di tempo plurisecolari attualmente non vi sono soluzioni efficaci per neutralizzarle

3 – fragilità nel tempo dei materiali della centrale sottoposti a irraggiamento

tutto ciò comporta notevoli normative di sicurezza e costi di gestione molto elevati che rendono meno economico il nucleare di altre forme di produzione energetica “alternativa”

Fonti energetiche rinnovabiliFonti energetiche rinnovabiliper quanto visto ...

è evidente la necessità di ricorrere sempre più all’uso di fonti energetiche rinnovabili,

che sono, almeno nel caso di quella solare, eolica e geotermica, non solo rinnovabili ma costantemente, immediatamente e indefinitamente presenti in natura

il loro utilizzo comporta emissioni inquinanti e uso di risorse e materiali esauribili in proporzioni molto ridotte, talora del tutto trascurabili

perchperchéé non si diffonde lnon si diffonde l’’uso delle rinnovabili?uso delle rinnovabili?

•comportano competenze e tecnologie nuove,

•hanno - di norma - costi di investimento più alti e, conseguentemente, implicano lunghi periodi di ammortamento,

•offrono benefici sull’ambiente ancora difficilmente monetizzabili e, normalmente, di scarso interesse per gli imprenditori (se non ci sono incentivi)

•si inseriscono in un quadro di interessi e poteri forti che fanno resistenza

l’attuale sistema di produzione e distribuzione èfortemente legato all’impiego delle fonti energetiche di origine fossile e un radicale cambiamento dei sistemi produttivi deve basarsi per forza su una serie di pesanti modifiche d’assetto del sistema energia nel suo insieme

(si pensi, ad esempio, alla presenza capillare dei distributori di benzina sul territorio oppure alla presenza di reti di distribuzione dell’energia elettrica - con progressive riduzioni di tensione solo in un senso - adatte ad una distribuzione monodirezionale dalle attuali centrali, così come localizzate, agli utilizzatori)

Promozione delle rinnovabiliPromozione delle rinnovabiliIn Italia l’impiego di rinnovabili non copre neanche il 10% del fabbisogno in gran parte idroelettrico tradizionale

le politiche di promozione sono essenzialmente fondate su leggi disattese (tipo legge 10/91) e programmi di incentivazione economica di grande discontinuità, confusione e vaghezza, soprattutto se paragonati a quelli di altri paesi europei

(si pensi all’iniziativa dei “10.000 tetti fotovoltaici”- promossa dal Decreto Ministeriale del 22 dicembre 2000)

Anche l’introduzione dei “Certificati verdi”(Decreto Bersani del 1999), titoli emessi dalla GRTN SpA (società del Ministero dell’Economia e delle Finanze) e oggetto di possibile compravendita tra produttori ed importatori di energia da fonte fossile per il raggiungimento di una quota obbligata del 2% di produzione da rinnovabili, non sembra abbia portato al raggiungimento dei risultati sperati.

Più promettenti paiono, invece, le novità legate ai finanziamenti in “conto energia” per vendere l’energia prodotta con il fotovoltaico, anche con impianti medio-piccoli, alla rete nazionale ad una tariffa sensibilmente più alta di quella normale d’acquisto, per aumentare la redditività degli investimenti in questo campo (recepimento della Direttiva Comunitaria 2001/77/CE, attraverso il Decreto Legislativo 387/2003 e, successivamente - con un anno di ritardo rispetto alle previsioni dello stesso DLgs - attraverso il Decreto di Attuazione del 28 luglio 2005; poi 6 febbraio 2006; poi 20 febbraio 2007)

Microgenerazione distribuitaMicrogenerazione distribuitaUn altro mezzo molto interessante per lo sviluppo su larga scala delle rinnovabili sembra essere la microgenerazione distribuita, perché:

•basata su scelte di singoli individui, o piccoli gruppi di persone motivate e informate, e su investimenti contenuti;

•perché più flessibile, adattabile allo specifico sito di intervento, con limitato impatto visivo, non bisognosa di complessi sistemi di rete

La generazione distribuita si riferisce - sia nel caso delle rinnovabili che delle non rinnovabili - all’utilizzo di impianti di capacità massima compresa tra i 10KW e i 50 MW, finalizzati a fornire una specifica utenza ed eventualmente ad alimentare la rete elettrica

Con il termine microgenerazione si fa di norma riferimento ad una capacitàinstallata non superiore ad 1 MW

per rendere l’idea:

energia elettrica per una famiglia media – impianto da circa 2/3 KW

1 MW=1000 KW – produzione di media centrale termoelettrica anche migliaia di MW

Energia solareEnergia solareSulla terra giunge una quantità di energia solare in grado di soddisfare circa 10.000 volte il fabbisogno energetico dell’umanità, anche se, ovviamente, è impossibile lo sfruttamento intensivo di questa fonte data l’ampissima diffusione della radiazione

Le strategie che possono essere impiegate sono:

la conversione fotovoltaica, per ottenere energia elettrica,

il solare termico ad alta e bassa temperatura,

i sistemi solari passivi

La possibilità di utilizzo del fotovoltaico attraverso grandi impianti (come quello di Serre, vicino a Salerno, che è uno dei più grandi del mondo con i suoi 26.500 metri quadrati di pannelli) è ancora limitata dai rendimenti piuttosto bassi e dai costi ancora abbastanza elevati.

Più promettente sembra essere la conversione fotovoltaica con impianti di piccola taglia per singole utenze, settore nel quale la produzione registra continui progressi.

la conversione termoelettrica dellla conversione termoelettrica dell’’energia energia solare solare –– solare termico ad alta temperaturasolare termico ad alta temperatural’energia solare può essere convertita in energia elettrica anche in impianti che trasformano la radiazione solare termica in vapore ad alta pressione che aziona turbine collegate ad alternatori

si usano sistemi diversi:

campo di specchi orientati che concentrano l’energia solare per riflessione alla sommità di una torre/fornace

rifrattori Fresnel o riflettori parabolici lineari (a mangiatoia) che focalizzano la radiazione solare lungo la loro linea di fuoco dove c’è un tubo con fluido termovettore

grandi specchi parabolici che seguono l’andamento solare nel fuoco dei quali c’è un motore che aziona un alternatore

si parla anche di solare termodinamico

Microgenerazione con impianti solari, solare Microgenerazione con impianti solari, solare termico a bassa temperatura e solare passivotermico a bassa temperatura e solare passivo

Sistemi solari attiviSistemi solari attiviLa microgenerazione con impianti solari è essenzialmente legata all’utilizzo del fotovoltaico per singole utenze, anche con possibilità di integrazione sulle coperture e sulle facciate degli edifici, ma anche su dispositivi elettrici ed elettronici: seguirà approfondimento

Al livello dei singoli edifici la radiazione solare termica può essere anche utilizzata per il riscaldamento ambientale e dell’acqua sanitaria con impianti solari termici a bassa temperatura

Sistemi solari passiviSistemi solari passiviAccanto ai sistemi attivi vi sono altri importantissimi sistemi di utilizzo diretto della radiazione solare termica a piccola scala, quelli “solari passivi”

Energia eolicaEnergia eolicaIl vento è una delle più promettenti fonti energetiche rinnovabili;

la produzione energetica eolica pur rimanendo su valori assoluti bassi è, infatti, quella con maggiore tasso di crescita mondiale.

Le tecnologie per lo sfruttamento dell’energia eolica sono già economicamente competitive se paragonate con quelle per la produzione di energia da fonti fossili.

Gli aerogeneratoriGli aerogeneratorisono trasformatori di energia eolica in energia meccanica e di energia meccanica in energia elettricail massimo rendimento possibile è del 60%i redimenti reali del 35-45%

ma: il vento è inesauribile, gratuito

la tecnologia piuttosto semplice e matura

... non inquinante

l’energia elettrica prodotta dagli aerogeneratori ha costi confrontabili con quella prodotta da impianti a gas naturale

tuttavia si può applicare solo in luoghi adatti (vento con velocità tra 5 e 10 m/sec.)

in Italia vi sono siti idonei nelle localitàappenniniche, alpine e insulari; in altri paesi vi sono migliori condizioni (Paesi Bassi, California, Africa)

in Liguria: Calice, Varese Ligure, Osiglia, ...

le pale moderne sono in fibra di vetro rinforzata in poliestere, (acciaio e alluminio sono troppo pesanti e poco resistenti a “fatica”)

il moltiplicatore trasforma la rotazione lenta delle pale in una rotazione in grado di far funzionare il generatore, il generatore trasforma l’energia meccanica in elettrica

mantiene l’allineamento parallelo tra l’asse del rotore e la direzione del vento

gli aerogeneratori hanno una durata di vita di 20-25 anni (120.000 ore)

problemi:

1- impatto paesaggistico (un aerogeneratore di media taglia - 300 kW di potenza – ha una torre di 30 m e un rotore di 30 m di diametro) fattore culturale superabile, un sistema di aerogeneratori funziona da frangivento e aiuta l’agricoltura

2- rumore: tuttavia non fastidioso già a 300/400 m

3- incompatibilità con migrazione di alcune specie di uccelli (rapaci); spesso in presenza di forti correnti vi sono ingenti flussi migratori –necessità di approfonditi studi ecosistemici

MiniMini--eolico e microeolico e micro--eolicoeolicoLa microgenerazione con impianti che sfruttano il vento èlegata al mini-eolico (impianti con potenza nominale di norma compresa tra 1 e 20 kW e diametri del rotore fino a 8 metri) e al micro-eolico (con potenza nominale inferiore a 1 kW e diametri del rotore anche inferiori a 1,5 metri).

Il settore è oggi in forte espansione.

I sistemi mini e soprattutto micro-eolici implicano la risoluzione dei problemi di impatto paesaggistico ed ambientale che caratterizzano gli impianti di media e grande taglia.

Spesso l’uso di questi sistemi viene combinato con quello di pannelli fotovoltaici per la produzione in continuo di energia elettrica, anche in assenza di sole e di notte.

sistema micro-eolico

Energia idroelettricaEnergia idroelettricaIn Italia la produzione idroelettrica rappresenta, di gran lunga, quella che offre il maggiore contributo (più del 70%) sul totale dell’energia ricavata da fonti rinnovabili.

Le centrali idroelettriche trasformano l’energia potenziale posseduta da grandi masse d’acqua, raccolte in appositi bacini a mezzo di dighe o traverse, in energia meccanica e poi elettrica tramite turbine idrauliche collegate a generatori.

energia dalle mareeenergia dalle mareelo sfruttamento si attua nei luoghi in cui l’escursione tra alta e bassa marea è elevata, attraverso dighe

ha un forte impatto ambientale, può causare morie di pesci e allagamenti sulle coste, disagi per il turismo, per cui esistono solo pochi impianti (in Canada, in Francia)

sono in studio impianti in Inghilterra e in Giappone (in Italia un sito identificato è lo stretto di Messina)

MiniMini--idroidroPer lo sfruttamento dell’energia idroelettrica su piccola scala si possono utilizzare piccole turbine (fino ad alcune decine di kW) che possono essere posizionate, a seconda dei casi, sui torrenti di montagna, sui salti d’acqua degli acquedotti(bastano anche pochi metri – Genova Centro Storico), sui canali irrigui o di bonifica, sui circuiti di raffreddamento di impianti industriali e su sistemi idrici vari; per il loro funzionamento sono adatte anche portate modeste.

sistema mini-idro che si può inserire sotto la poppa delle imbarcazioni a vela per ottenere fino a 2,4 kW al giorno

Energia geotermicaEnergia geotermicaenergia termica contenuta all’interno della terra che si dissipa con regolarità verso la superficie della terra

lo sfruttamento generalmente avviene attraverso centrali geotermoelettriche che sfruttano la pressione esercitata dal vapore contenuto negli acquiferi geotermici (geysers)

centrali in Islanda, in California ma anche in Toscana (Larderello)

l’energia geotermica si usa anche per l’essiccazione del legname, la serricoltura, il riscaldamento, ecc.

Pompe di calore Pompe di calore con sonda con sonda geotermicageotermica

Pompa di calore

macchina alimentata da energia elettrica o a gas, con consumi molto ridotti (circa il

30-50%) rispetto a quelli degli impianti di riscaldamento

tradizionali

è in grado di trasferire calore da una “sorgente fredda” ad

un ambiente più caldo attraverso una sequenza di

processi che interessano un fluido che viene fatto scorrere

in un idoneo circuito

il fluido:

- prima si espande ed assorbe calore dalla sorgente fredda,

- poi viene compresso per aumentare la sua temperatura,

- poi viene condensato e cede calore al fluido termovettore (aria o acqua) che alimenta il sistema di riscaldamento (generalmente a bassa temperatura, a pavimento, soffitto o parete)

- infine, si espande nuovamente passando attraverso una valvola ad espansione, per ricominciare il ciclo

la “sorgente fredda” può essere rappresentata:

•dall’aria esterna, con problemi di variabilità della temperatura di quest’ultima e, nei climi freddi, di temperature eccessivamente ridotte;

•dall’acqua, in presenza di falde, fiumi o corsi d’acqua e mare, con il vantaggio di escursioni termiche ridotte soprattutto in presenza di acque sotterranee di falda;

•dal terreno - si possono ottenere ottimi risultati perché vi sono limitate escursioni termiche e temperature costanti che aumentano di circa 3°C ogni 100 metri di profondità

quando si usa come sorgente fredda il terreno...

si impiegano sonde geotermiche

•in orizzontale, interessando ampie zone di terreno con scavi di profondità ridotta,

•in verticale, con scavi puntuali con profondità di diverse decine di metri

gli impianti sono piuttosto costosi

conviene farli funzionare anche a ciclo invertito per il raffrescamento estivo, consentendo risparmio energetico anche durante la stagione calda

energia da biomassaenergia da biomassaconversione in calore di combustibili rinnovabili di origine biologica

Combustione di legna

Prima fonte energetica per l’uomo, è da considerarsi rinnovabile

Non deve comportare deforestazioni incontrollate ma studiati programmi di taglio e rimboschimento che possono avere effetti molto positivi sul bosco e compensare l’emissione di CO2 della combustione

1 mc di legno assorbe 1.000 kg di CO2 nella sua crescita (in 50 anni) e accumula una riserva di carbonio, invecchiando assorbe sempre meno CO2 e produce sempre meno ossigeno

1 mc di legno – circa 2500 kWh

BiocombustibiliSono oli ed alcoli estraibili da specie vegetali come la colza e la canna da zucchero (fonti rinnovabili). Sono utilizzabili da diversi tipi di motore ed hanno emissioni inquinanti inferiori a quelle dei combustibili fossili. Possono incentivare l’uso di sostanze chimiche e OGM (disboscamenti in Brasile)

Biogas

Gas recuperato dalla fermentazione anaerobica di materiale organico (rifiuti organici, sostanze vegetali, feci animali). Il biogas è utilizzabile per tutte le applicazioni in cui è usato il metano.

cogenerazionecogenerazionenormalmente le trasformazioni energetiche hanno perdite in calore, con problemi tecnici, economici e ambientali

se il calore viene recuperato si hanno sistemi ad energia totale

cogenerazione = generazione contemporanea di energia termica ed elettrica da un solo processo di trasformazione energetica

microcogenerazione

motori a gas naturale (o biogas nelle aziende agricole) che producono elettricità recuperando il calore dei gas di scarico per il riscaldamento

cogenerazione negli impianti industriali

in processi tecnologici che richiedono la produzione di grandi quantità di calore, la cogenerazione è conveniente soprattutto se gli impianti lavorano a ciclo continuo (si può produrre calore per ottenere energia elettrica e il calore residuo per l’uso industriale o viceversa - es. nelle fonderie - usare il calore residuo per l’elettricità)

in Italia più di 700 impianti

cogenerazione nelle centrali termoelettriche

nelle centrali termoelettriche si può produrre per cogenerazione acqua calda come sottoprodotto dell’elettricità

quest’acqua calda può essere utilizzata per il riscaldamento degli edifici attraverso il

TeleriscaldamentoTeleriscaldamentoprocesso di grande interesse ma piuttosto onerosole tubazioni devono essere di grandi dimensioni, coibentate, e sono soggette a rilevanti fenomeni di dilatazione termica che esigono controlli accurati

IdrogenoIdrogeno(H) è l’elemento più diffusamente presente in natura anche se in ridottissime quantità allo stato libero;

è un gas non nocivo, inodore e incolore, che, per reazione con l’ossigeno presente nell’aria, produce calore dando acqua come prodotto di scarto

è detto vettore energetico perché serve, in sostanza, a veicolare l’energia trasferitagli nel corso dei processi utili ad ottenerlo allo stato libero

deve essere ottenuto da altre fonti:

o per elettrolisi dall’acqua, processo che comporta però altissimi costi energetici per ottenere la materia prima (che si possono ridurre parzialmente solo in determinate condizioni, per esempio se l’elettrolisi viene effettuata direttamente nelle centrali termoelettriche o nucleari),

o per reforming, processo che permette di trasformare nell’energia chimica dell’idrogeno l’energia chimica degli idrocarburi: metano, etano, nafta, ecc. (il processo comporta però una produzione rilevante di anidride carbonica e, inoltre, l’idrogeno ottenuto è più costoso del combustibile di partenza per cui non conviene ancora il suo utilizzo in alternativa ad esso a fini energetici),

o con la gassificazione del carbone e dei combustibili fossili, di norma economicamente non competitiva con il reforming

ottenuto idrogeno puro si può generare poi energia elettrica mediante celle a combustibile(trasformatori di energia chimica in energia elettrica), con un processo “pulito” ad alto rendimento

l’impiego dell’idrogeno è possibile anche per il settore dei trasporti ma i rendimenti sono ancora piuttosto bassi e le applicazioni ancora sperimentali (come quella del Bus a idrogeno della Iribus, già circolante in Torino dal 2001)

allo stato attuale le tecnologie disponibili per la produzione dell’idrogeno e dall’idrogeno non sono ancora mature per diffuse applicazioni energetiche su larga scala,

tuttavia vi sono sviluppi di ricerca promettenti:

•quelli per la produzione dell’idrogeno in impianti solari termici ad alta temperatura

•quelli di produzione fotobiologica, attraverso l’impiego di particolari alghe o batteri in grado di generare idrogeno in determinate condizioni utilizzando l’energia solare

Gestione energetica e reti di servizioGestione energetica e reti di servizioa livello territoriale ed urbano la gestione dell’energia è un tema di grandissima rilevanza:

•problemi derivanti dall’impiego di combustibili fossili per i trasporti,

•localizzazione dei centri produttivi e loro impatto paesaggistico o ambientale,

•rete distributiva e di trasporto, stoccaggio,

•esigenza di servire e urbanizzare nuovi insediamenti,

in relazione alle rinnovabili: corretta dislocazione sul territorio degli impianti di grande, media e piccola taglia in funzione delle specifiche caratteristiche di soleggiamento, ventilazione ecc., o alla facile reperibilità, al trasporto e alla presenza di spazi da dedicare alla coltivazione delle biomasse

la gestione dell’energia è quindi un tema fondamentale della moderna pianificazione sostenibile

alcuni testi di riferimento:

PALAZZETTI M., PALLANTE M. (1997), L’uso razionale dell’energia: teoria e pratica del negawattora, Bollati Boringhieri, Torino.

SCANDURRA E. (1995), L’ambiente dell’uomo: verso il progetto della città sostenibile. Etaslibri, Milano.

MANNA C. (a cura di) (2005), Rapporto ENEA – Le fonti rinnovabili 2005. Lo sviluppo delle rinnovabili in Italia tra necessità e opportunità, ENEA, Roma.

COPIT (2004), Energia e fonti rinnovabili, COPIT - Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca, Stampa 3, Roma.

GAUZIN MÜLLER D. (2001), L’architecture écologique, Le Moniteur, Paris.