Scenari Energetici - EROEI - Embedded energy
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Bar-Camp: Jam Session di buone pratiche e progetti innovativi EROEI ed Energia Grigia Strumenti per la valutazione delle scelte energetiche Ing. Andrea Fanelli Associazione ASPO Italia
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Bar-Camp: Jam Session di buone pratiche e progetti innovativi
EROEI ed Energia GrigiaStrumenti per la valutazione delle scelte energetiche
Ing. Andrea FanelliAssociazione ASPO Italia
Argomenti della presentazione Premessa
Quali sono le Regole del gioco Il Mondo in cui viviamo La Popolazione nel tempo Informazioni oggettive sulla situazione Previsioni ed Azioni
Alcuni Strumenti per Valutare Consapevolmente da ROI ad EROEI valutare e sfruttare l’Energia Incorporata
(Grigia, “Embedded”, LCA)
Ing. Andrea [email protected]
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Le Misure del Mondo
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Il mondo è grande, ma “finito”
Foto
da
arch
ivi N
ASA
Non si scende e non si può fare il pieno ….
Energia e Materia – Flusso e Stock
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Petrolio, Gas(idrocarburi fossili)
Uranio(minerali fissili)
Materie prime(minerali)
Energia(Trasformazioni)Aria
Acqua
Sole6500°C
Energia(Flusso)
Terra
Cibo
Caloreinterno
6500°C
Rotazioneterrestre
Energia chimica Accumulo di energia solare (stock)
Energia nucleare (fisica - fissione) (stock)
Energia termica e meccanica (fisica - stock)
Nessuna Energiao Materia è infinita
Permesse solotrasformazioni tra varitipi di energia (1° principio)
Flusso energia sempre da“Temperature Alte” a “Temperature Basse”(2° principio - entropia)
Rendimento delle trasformazioni è sempre minore di 1
Energia Eolica(derivata dal Sole)
Energia Idraulica(derivata dal Sole)
Energia
(Flusso) Energia Solare diretta
14°C287°K
-269°C4°K
Energia e Materia – Flusso e Stock 2
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Solare diretto ed indiretto è abbondante• Solare termico (bassa ed alta temperatura)• Solare fotovoltaico• Eolico (derivato dal Sole)• Idro (derivato dal Sole)
Parecchie materie prime sono “in riserva”(non c’è il tappo per fare il pieno e
non c’è neanche la stazione di servizio)
Popolazione nel Tempo
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oltre 7 miliardi
mettendoin scala
Primo pozzo dipetrolio 1859
1290 - 1340Piccola era glacialeCarestie in Europa
Crisi banche di Firenze Peste nera
Termodinamica1858
Piramidi2700 AC
Agricoltura10.000 AC
Colosseo78 DC
La Situazione Energie FOSSILI
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Non serve sapere la data esatta del picco di estrazione delle risorse per capire che, prima o poi, ne potremo estrarre quantità sempre minori,con sforzi e costi sempre maggiori,senza possibilità di scelta,perché è una Legge Naturale.
Oggi, 2013, è una Previsione Facile
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•Il modello, del 1970, è stato verificato confermandone la robustezza•Le risorse mondiali sono limitate e la crescita continua è IMPOSSIBILE
•Passare subito ad usare Energie di Flusso, che riceviamo dal Sole•Ridurre la “Dispersione” di Materia Prima (concentrazione)
•Prolungare l’uso normale dei beni•Riutilizzi ulteriori dei beni già costruiti•Riciclo del materiale quando l’uso diventa impossibile
Limiti fisici alla CRESCITAe non allo Sviluppo
La Logica delle Azioni• Abbattere gli sprechi
• Eliminare consumi inutili, sia di energia che di materia prima (impianti/beni)• Estensione vita oggetti, riuso, “sobrietà”, ...
• Uso razionale delle energie• Scelta delle fonti ottimali per i vari utilizzi, tra quelle di “Flusso”
• Solare termico per riscaldamento abitazioni e sanitario• Solare fotovoltaico, eolico (alta quota) per energia elettrica
• Usare le energie pregiate (di stock, fossili) per preparare la transizione al futuro in cui praticamente solo le energie rinnovabili saranno disponibili
• Selezionare Azioni e Tecnologie ad alto EROEI e con minimo impiego di energia e materie prime pregiate
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ROI ed EROEITecnologia EROEI
(Elliott)EROEI(Hore-Lacy)
EROEI Altri autori
Grande idroelettrico 50-250 50-200 Mini idro 30-270 Petrolio “anni d’oro” 50-100 Petrolio oggi 5-15
[1]
Eolico 5-80 20 Nucleare 5-100 10-60 <1[2]Fotovoltaico a film sottile 25-80
[3]
Fotovoltaico convenzionale (silicio)
3-9 4-9 <1[4]
Carbone
2-7 7-17
Gas Naturale
5 - 6
Biomassa
3-5 5-27
Etanolo
0.6[5]-1.2[6]
Sabbie bituminose
<1?
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ROI = Return On Investment [€/€](Soldi recuperati alla fine della vita dell’investimento)
• è un rapporto tra valutazioni monetarie• è un valore variabile in funzione del contesto• influenzato dalle “quotazioni di mercato”che sono soggettive e ricadono nelle leggi “Umane”
EROEI = Energy Return On Energy Investment [J/J](ENERGIA recuperata alla fine della vita dell’impianto)
• è un rapporto tra misure di energia, oggettive• è una misura fisica, ripetibileè oggettiva e ricade nelle leggi “Naturali”
EROEI < 1 è una perdita da subitoEROEI = 1 è una perdita fino alla fine, forse pareggeremoEROEI > 5 è la stima di EROEI minimo necessario per garantire il sostentamento della Società
EROEI 2
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L’EROEI delle risorse energetiche diSTOCK si riduce sempre col tempo
(miniere/pozzi scomodi)(minerale meno concentrato)
(petrolio di minor pregio:light => heavy, sweet => sour)
Energia “Grigia” (Incorporata, Embedded)• E’ l’energia utilizzata per costruire gli oggetti, “congelata
nell’oggetto” finché non viene distrutto/riciclato completamente.• Si calcola sommando tutte le energie usate, partendo dall’inizio
del processo, comprendendo a cascata anche tutte le energie impiegate per supportare la produzione delle materie e dei componenti e delle lavorazioni necessarie.
• Le materie prime a bassa concentrazione richiedono molta energia per essere rese utilizzabili, quindi l’uso dei minerali meno pregiati/concentrati comporta un peggioramento del “costo energetico” della produzione degli oggetti (ed anche una riduzione dell’EROEI).
• I prodotti ad alta tecnologia ed i grossi impianti hanno un altissimo contenuto in energia “grigia”.
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Energia “Grigia” (Incorporata, Embedded) 2• I prodotti “Usa e getta” sprecano, in un numero ridotto di utilizzi,
(a volte uno solo) tutta l’energia congelata nel prodotto gettato.• I prodotti progettati male non permettono la riparazione ed
obbligano a disperdere molta energia con la carcassa e le parti funzionanti invece di sostituire solo una parte.
• Gli imballaggi eccessivi (Overpackaging) normalmente aggiunti per fini estetici e di promozione alla vendita peggiorano di molto la quantità di energia sprecata con i prodotti (ed aumentano il volume ed il peso dei rifiuti).
• I materiali compositi, sono difficili/impossibili da riciclare e quindi disperdono maggiori quantità di materiale ed energia quando vengono dismessi (plastiche accoppiate, laminati di rivestimento, plastiche con ritardanti di fiamma e cariche inerti/coloranti, ecc.).
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Conclusioni
Guardate con occhio nuovo le cose attorno a voi.
Cercate di vedere “attraverso le cose” il valore di materiale ed energia che incorporano.
Prima di fare scelte, oltre alla valutazione economica, fate anche una valutazione energetica delle conseguenze delle vostre scelte, con la logica dell’EROEI.
Non serve fare conti precisi, a volte basta anche solo porsi la domanda ……..
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