Università del Tempo Libero

Le moderne tecnologie e la nostra vita quotidiana: come alcune

grandi invenzioni hanno cambiato radicalmente la nostra vita

Stefano Covino

INAF / Osservatorio Astronomico di Brera

Le fonti energetiche primarie

• Fonti fossili

• Fonte nucleare

• Fonti rinnovabili

• petrolio• carbone• gas naturale

• uranio (plutonio), torio

• deuterio, trizio

• energia idraulica, energia geotermica

• energia eolica (vento)• energia solare (termica, fotovoltaica)• combustibile derivato dai rifiuti (CDR)• biomassa (legna da ardere)• biocombustibili (bioetanolo, biogas)

Gli usi prevalenti dell’energia

• Il fabbisogno prevalente di fonti energetiche riguarda:

– la produzione diretta di mobilità (trasporti)– la produzione diretta di calore– la produzione diretta di elettricità

• Nei paesi industriali avanzati

– 1/3 dell’energia primaria è utilizzato per produrre mobilità– 1/3 dell’energia primaria è utilizzato per produrre calore– 1/3 dell’energia primaria è utilizzato per produrre elettricità

Le risorse petrolifere teoriche

• Stima delle risorse petrolifere mondiali accessibili con tecnologie disponibili e quindi a costi di estrazione confrontabili con quelli correnti (“risorse convenzionali”): 1.020 miliardi di barili (Gbp).

• Al tasso di produzione attuale (24 Gbp/anno) queste risorse sono tali da garantire una produzione abbondante e a prezzi non dissimili da quelli correnti ancora per oltre 40 anni.

I fattori di indeterminazione

• Le stime delle risorse petrolifere mondiali sono affette da tre cause principali di errore in eccesso:

– si fondano sulle valutazioni dei paesi produttori e delle compagnie petrolifere (che hanno interesse a sovrastimare la loro capacità produttiva residua);

– si basano sull’assunzione che la produzione di greggio dai giacimenti possa rimanere costante - o crescere - nei prossimi anni senza particolari problemi tecnici;

– assumono che l’ultimo barile di petrolio possa essere pompato da un giacimento con la stessa facilità (e quindi allo stesso costo) del

primo.

• La dimensione di un giacimento petrolifero è sempre stimata con ampi margini di errore, e quasi sempre in eccesso.

• La parte del petrolio presente in un giacimento che è possibile e conveniente estrarre è anch’essa stimata in eccesso.

• I paesi produttori hanno convenienza a sovrastimare le proprie riserve per avere più rilievo in sede internazionale, per attrarre gli investimenti, per non perdere la capacità di ottenere prestiti.

• Sovrastimando le riserve a disposizione di una compagnia petrolifera si innalza il valore delle sue quotazioni borsistiche.

• I paesi dell’OPEC hanno un interesse particolare a gonfiare le stime delle loro riserve, dal momento che ciascun paese può

esportare in proporzione alle riserve stimate.

• Secondo la Petroconsultants di Ginevra è per i fattori citati che, anno dopo anno, e nonostante gli elevatissimi tassi di estrazione, le riserve mondiali di petrolio si mantengono costanti o addirittura aumentano.

• Alla fine degli anni Ottanta gli 11 paesi dell’OPEC hanno incrementato le stime delle loro riserve di circa 290 Gbp, senza alcuna giustificazione tecnicamente valida.

• Questo aumento corrisponde a 1,5 volte il quantitativo di petrolio complessivamente scoperto negli USA dalle origini del business petrolifero ad oggi!

• Le riserve mondiali di petrolio (stimate) sono dunque costantemente aumentate negli ultimi 20 anni.

• Estrapolando al futuro questa tendenza (apparente) la US Energy Information Administration ha concluso che la produzione di petrolio può continuare a crescere senza ostacoli per decenni.

• Si tratta però forse di un’illusione:

– negli anni Novanta le compagnie petrolifere hanno scoperto in media 7 Gbp all’anno;

– la produzione media degli anni Novanta è stata di 20 Gbp all’anno;– ma anziché registrare una riduzione, le “riserve accertate” sono

aumentate.

Una verità scomoda?

• Circa l’80% del petrolio oggi prodotto nel mondo proviene da giacimenti scoperti prima del ’73

• La capacità produttiva della grande maggioranza dei giacimenti sta già declinando

• Le nuove scoperte hanno toccato un massimo all’inizio degli anni Sessanta e da allora hanno cominciato a diminuire.

• Alla fine degli anni Novanta – il mondo disponeva di riserve per circa 1.000 Gbp– la produzione cumulativa era stimabile in oltre 800 Gbp

La curva di Hubbert

• Il ciclo di produzione del petrolio è descritto dalla curva di Hubbert.

• Il massimo della curva potrebbe essere raggiunto entro il 2010.

• Da allora in poi il mercato registrerà una progressiva contrazione dell’offerta.

ENTRO IL 2010

FASE DI CRESCITA DELL’OFFERTA

FASE DI CALO DELL’OFFERTA

L’andamento dei prezzi

• Cosa accadrebbe ai prezzi se il mercato prendesse atto che le risorse petrolifere sono in via di esaurimento?

• Si avrebbero forti oscillazioni del prezzo del barile intorno a un prezzo medio progressivamente crescente…

PREZZO CORRENTEDI MERCATO

PREZZO MEDIO

Le prospettive future• La domanda mondiale di greggio cresce attualmente del 2%

all’anno. L’US Energy Information Administration prevede una crescita del 60% entro il 2020, quando la domanda raggiungerà 40 Gbp/anno.

• L’aumento della domanda ha riportato la quota OPEC a superare il 30% del mercato mondiale nei primi anni Duemila (come nel ’73). Sono quindi divenuti molto probabili (e lo stiamo verificando) drastici aumenti ricorsivi del prezzo del greggio.

• Un processo di autocontenimento della domanda come negli anni Settanta e Ottanta potrebbe determinare un prolungamento della vita economica delle risorse.

• Ma intorno al 2010 anche l’area mediorientale supererà il massimo della curva di Hubbert, e da quel momento la produzione mondiale dovrà inevitabilmente diminuire.

• Pianificazione energetica– PNRE 1975 (Piano Nazionale per la Ricerca Energetica)– PEN 1981 (Piano Energetico Nazionale)– PEN 1985– PEN 1988

• Provvedimento CIP 6/92• Provvedimento CIPE 137/98• Decreto Legislativo 79/99• Decreto Ministeriale 11.11.1999 (“Decreto 2%”)• Decreto Ministeriale 22.12.2000• Decreto Ministeriale 29.03.2001 (“Decreto tetti fotovoltaici”)

• Dal 2002 in poi: deliberazioni dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas

Le politiche di incentivazioneGli strumenti normativi

Le politiche di incentivazioneL’impegno finanziario 1975-2002

• Impegno finanziario dello Stato per incentivare le fonti energetiche rinnovabili nel periodo 1981 - 2002:

– 98.902 miliardi di lire

• La somma è stata spesata sulla fiscalità generale e sulle tariffe elettriche.

• Sono esclusi i costi sostenuti attraverso l’ENEA per i programmi di ricerca e sviluppo.

Il fabbisogno energetico nazionaleIl decennio1990 - 2000

PREVISIONEDEI VERDI

ALLA CNE 1987

145

Il ruolo delle fonti rinnovabiliI dati 1990 – 2001 (ENEA)

Il ruolo delle fonti rinnovabili• Copertura del fabbisogno energetico complessivo

dell’Italia: – contributo delle FER: 7,2%

• fonti rinnovabili classiche (idroelettrico, geotermico, legna da ardere): 6,97%;

• contributo delle nuove FER (solare termico, fotovoltaico, eolico, biocombustibili e CDR): 0,23%.

• Copertura del fabbisogno nazionale di energia elettrica:– le FER hanno fornito complessivamente il 17,6% – il contributo è ascrivibile quasi interamente alle fonti rinnovabili

classiche (15,7% dall'idroelettrico, 1,9% dal geotermoelettrico);– le nuove FER (eolico, solare termico, fotovoltaico, biomasse,

biocombustibili, CDR) contribuiscono complessivamente per lo 0,09%.

Il contributo massimo ottenibile

• Una stima del contributo massimo ottenibile dalle fonti rinnovabili in Italia era contenuta nel documento TERES II del programma ALTENER della Commissione Europea (1996).

• Nelle condizioni di scenario più favorevole (best practice policies) il contributo teorico massimo da nuove FER raggiungibile in Italia nel 2020 è di 20,5 Mtep.

Idroelettrica 15.558Legna e assimilati

9.598

Geotermica 5.883CDR 8.304Biocombustibili 6.198Eolica 2.878Solare 3.126Totale 51.544

Fonte Mtep

La rilevanza sul fabbisogno energetico

• Il contributo di 20,5 Mtep previsto nelle condizioni di scenario più favorevole (massimo teorico ottenibile) rappresenterebbe meno il 5% del fabbisogno energetico nazionale previsto per il 2020 (previsioni di minima della crescita dei consumi).

• Il contributo massimo teoricamente ottenibile dalle nuove fonti rinnovabili al 2020 non sarebbe comunque tale da alleviare significativamente i problemi di dipendenza energetica del Paese.

• Un impianto elettrico da 1000 MWe occupa le seguenti aree:

Tipo di impianto Area occupata

(ettari)Nucleare 15

Carbone 30

Olio combustibile 20

Gas (ciclo combinato) 12

Solare (fotovoltaico) 200

Solare (termico, progetto Archimede)

2.000

Eolico 12.500

» dipendenza dall’estero: 82% » esborso annuo (2003): 30 miliardi di euro» quota idrocarburi: 65%

» dipendenza dall’estero: 84%. » esborso annuo (2003): 10 miliardi di euro» dipendenza dagli idrocarburi: 80%

• Costo medio del kWh: 60% in più rispetto alla media europea• Per ridurre i costi di produzione l’Italia importa energia nucleare

dall’estero (il 18% del fabbisogno).• Rigidità degli approvvigionamenti• Impatto ambientale (“tutto carbonio”, transito di prodotti petroliferi, gli

obiettivi del Protocollo di Kyoto irraggiungibili: costerebbero 360 euro/abitante)

• Depressione della ricerca in campo energetico

La situazione• Sbilanciamen

to del mix energetico:

• Sbilanciamento del mix elettrico:

• Potenza nucleare in funzione nel mondo al 31.12.1985: 249.688 MWe

• Potenza nucleare in funzione nel mondo al 31.12.2002: 358.661 MWe

• Crescita della potenza nucleare fra il 1985 e il 2002:44 %

• L’energia nucleare contribuisce alla produzione elettrica (dati ONU-IAEA 2003):– per il 35 % in Europa– per il 25 % nei paesi dell’OCSE– per il 17 % a livello mondiale

• Il nucleare è la prima fonte di produzione elettrica in Europa (davanti al carbone).

Fonti:•Crati, Concorzio per la Ricerca e le Applicazioni Tecnologiche Innovative (http://www.crati.it/)

•Ing. Ugo Spezia, segretatio generale Associazione Italiana Nucleare

•Wikipedia (http://it.wikipedia.org/)