1. preistoria
Il problema energetico accompagna la storia dell’uomo
2. antichità
• energia muscolare di uomini e animali per l’agricoltura!
!• schiavitù
3. medio evo• agricoltura!• mulini a vento e ad acqua
4. rivoluzione industriale:• 1768: macchina a vapore di Watt!• nasce la fabbrica!• il carbone diventa la principale fonte di energia (smog)!• l’energia del vapore rivoluziona anche i trasporti
• 1859: prima perforazione con trivella!• 1870: Rockfeller fonda la Standard Oil!• La produzione di petrolio è alla base dello sviluppo e della ricchezza di alcuni paesi
5. seconda rivoluzione industriale:
PETROLIO
• 1801 Pila di Volta!• 1827 Legge di Ohm!• 1831 Faraday: induzione elettromagnetica (dinamo e alternatore)!• 1878 Edison: lampadina a incandescenza!• New York 1882: prima centrale elettrica, a carbone
ELETTRICITA’
AUTOMOBILE
ELETTRODOMESTICI
TELEGRAFO E TELEFONO
6. secondo dopoguerraLA PRODUZIONE DI PETROLIO SUPERA QUELLA DEL CARBONE
1973: SCHOK PETROLIFERO E CRISI ENERGETICA
DAGLI ANNI ’60!CENTRALI NUCLEARI
CAMBIA LA MENTALITA’!SI CERCANO ALTERNATIVE
IL PETROLIO SCATENA CONFLITTI:!LE GUERRE DEL GOLFO !
(1990/91 e 2003/2005)
LA PRODUZIONE DEL METANO CRESCE E SUPERA IL CARBONE
PIU’ SOLDI = PIU’ ENERGIA = PIU’ INQUINAMENTO
CARBONE
come si è formato
• miniere a cielo aperto!• miniere sotterranee
USI:!- centrali termoelettriche!
- altoforni! - industria chimica
PRO:!- distribuito uniformemente!
- bassi costi di estrazione e trasporto!- alto potere calorifico
CONTRO:!- fonte esauribile!
- emissioni di CO2 e inquinanti!- incidenti miniere / paesaggio
PETROLIO
è una miscela di idrocarburi
origine e giacimenti
USI:!- energia elettrica!
- trasporti!- industria chimica
PRO:!- altissimo potere calorifico!
- facile estrazione, conservazione e trasporto!
CONTRO:!- fonte esauribile!
- emissioni di CO2 e inquinanti!- distribuzione non uniforme e
guerre!- incidenti di trasporto
ricerca e trivellazione
TRASPORTO:!- oleodotti!
- navi petroliere
raffinazione VIDEO
METANO
è il più leggero degli idrocarburi!
CH4
origine ed estrazione
USI:!- energia elettrica!
- riscaldamento e cottura!- trasporti
PRO:!- alto potere calorifico!
- pulito (no zolfo né polveri, né ossido di carbonio)!
- facile estrazione e trasporto!- pronto all’uso!
CONTRO:!- fonte esauribile!- emissioni di CO2!
- distribuzione non uniforme e guerre!
TRASPORTO:!- gasdotti !
- navi metaniere (GNL)
VIDEO
1905: Albert Einstein!LA MASSA E’ UNA FORMA DI ENERGIA
1942: Enrico Fermi realizza la prima FISSIONE NUCLEARE CONTROLLATA
1945: BOMBA ATOMICA
DAL 1954: uso dell’energia atomica per produrre energia
elettrica: !CENTRALI TERMONUCLEARI
REATTORE
TURBINA
ALTERNATORE
TRASFORMATORE
ENERGIA NUCLEARE!si ottiene dai processi di
fissione e di fusione di NUCLEI
PRO:!★elevata disponibilità di uranio!★molta energia a “basso costo”!★nessuna emissione di Anidride Carbonica
CONTRO:!★ incidenti: contaminazione da radiazioni
(TCHERNOBYL 1986 - FUKUSHIMA 2011)!★smaltimento scorie
2050? !FUSIONE CONTROLLATA
L’energia ci serve per…
macchinari industriali
riscaldamento
elettrodomesticiluce
trasporti
comunicazione macchine agricole
viaggi e svaghi
ma…i paesi industrializzati consumano la maggior parte dell’energia globale
gran parte della popolazione umana abita nel “terzo mondo” e non conosce l’elettricità
i paesi “in via di sviluppo” consumeranno sempre più energia
i combustibili fossili si esauriranno
l’importazione e l’esportazione di idrocarburi causano problemi economico-politici e guerre
l’uso dei combustibili fossili causa problemi per la salute dell’uomo e problemi per l’ambiente: !
effetto serra, piogge acide, buco nell’ozono, danneggiamento di flora e fauna
cos’è lo sviluppo sostenibile?è uno sviluppo che risponde alle esigenze del presente senza
compromettere la capacità delle generazioni future di soddisfare le proprie
i bisogni devono essere soddisfatti per tutti gli strati della popolazione, dunque senza iniquità fra classi sociali, fra paesi industrializzati e paesi poveri, ecc.
non soltanto un incremento della quantità di risorse prodotte e consumate (PIL), ma anche un miglioramento della qualità della vita: sanità, istruzione giustizia, libertà, pace.
un processo di crescita che abbia ritmi compatibili con la conservazione dell’ambiente, che non esaurisca le risorse e non comprometta il pianeta con inquinamento e rifiuti
il modello di sviluppo che l’uomo ha seguito dalla rivoluzione industriale in poi !NON E’ SOSTENIBILE!
stiamo esaurendo risorse, distruggendo ecosistemi e biodiversità, surriscaldando il pianeta causando cambiamenti climatici; la distribuzione delle ricchezze non è equa
SOCIALE
ECONOMICAAMBIENTALE
SOSTENIBILITA’
LE FONTI RINNOVABILI
★ENERGIA IDROELETTRICA
★ENERGIA EOLICA
★ENERGIA SOLARE
★ENERGIA GEOTERMICA
★ENERGIA DALLE BIOMASSE
il BISOGNO DI ENERGIA CRESCE DI PARI PASSO CON LO SVILUPPO !la PRODUZIONE DI ENERGIA con i combustibili fossili e l’uranio è uno dei principali fattori di esaurimento delle risorse, inquinamento, surriscaldamento
…la soluzione ?
ACQUA TURBINA
ENERGIA IDROELETTRICA!“il carbone bianco”
PRO:!★pulita!★ rinnovabile
CONTRO:!★ impatto su paesaggio ed ecosistemi!★possibile solo in alcuni luoghi
ALTERNATORE TRASFORMATORE
CENTRALE A SERBATOIO CENTRALE MAREMOTRICECENTRALE FLUVIALE
BACINO
CENTRALE A SERBATOIO!grandi cadute (fino a 2000 m) - piccole portate
alcune sono CENTRALI DI GENERAZIONE E POMPAGGIO: di notte l’alternatore funziona come un motore e la turbina come una pompa e l’acqua viene pompata di nuovo nel bacino a monte
CENTRALI FLUVIALI!basse cadute (dislivello < 20 m) - grandissime portate
DIGA DELLE TRE GOLE!!
★Cina - Fiume Azzurro!★completata nel 2006 dopo 18 anni di lavori!★185 metri di altezza!★2,3 km!★1,4 milioni di sfollati per far posto al BACINO!★ frane di fango e probabile trasferimento di altre
100.000 persone!
CENTRALI MAREMOTRICI!dislivello creato dalla bassa marea
Francia: estuario del fiume Rance
VENTO
GENERATORE
TRASFORMATORE
ENERGIA EOLICA
PRO:!★pulita!★ rinnovabile
CONTRO:!★ impatto sul paesaggio!★ inquinamento acustico!★ fonte discontinua
wind farm centrale off shore
ROTORE (e moltiplicatore di giri)
CONTRO:!★discontinua!★difficile da accumulare!★ impatto sul paesaggio!★ancora bassi rendimenti
!La luce del sole è una RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA FORMATA DA FOTONI (particelle di energia luminosa). Ha origine dalla fusione nucleare che avviene nel sole, dove atomi di idrogeno si trasformano in atomi di elio e la massa dispersa si trasforma in energia: luce e calore
ENERGIA SOLARE
PRO:!★pulita!★ rinnovabile
centrali solari termodinamiche
a torre
SOLARE TERMICO
si utilizza il CALORE del sole per riscaldare un fluido con PANNELLI SOLARI
acqua calda sanitaria !
negli edifici
a collettori parabolici
SOLARE FOTOVOLTAICO
si utilizza la LUCE del sole per produrre elettricità con i PANNELLI FOTOVOLTAICI
elettricità negli edifici
centrali solari fotovoltaiche
con accumulo collegati alla rete
PANNELLI SOLARI
TURBINA
CENTRALI SOLARI TERMODINAMICHE
centrali a collettori parabolici (fino a 300 MW) centrali a torre (fino a 11 MW)
ALTERNATORE TRASFORMATORECALORE DEL SOLE VAPORE
grazie al Premio Nobel italiano
Carlo Rubbia, il calore accumulato nel fluido a sali fusi si può
accumulare e usare anche di notte
ovo.com/solare termodinamico
CELLA FOTOVOLTAICA
PANNELLI FOTOVOLTAICI INTEGRATI NEGLI EDIFICI CENTRALE FOTOVOLTAICA
CELLA FOTOVOLTAICA
INVERTER
TRASFORMATORE
fino a 10 MW
INVERTER(da corrente CONTINUA! a corrente ALTERNATA)
CONTRO:!★è disponibile solo in alcune zone
!nelle aree geotermiche è presente del magma in strati della crosta terrestre vicini alla superficie; le acque piovane e dei fiumi, infiltrandosi, vengono a contatto col magma e si riscaldano, trasformandosi in vapore
ENERGIA GEOTERMICA
PRO:!★pulita!★ rinnovabile
VAPORE (estratto dal sottosulo)
TURBINA
ALTERNATORE
TRASFORMATORE
CENTRALE GEOTERMOELETTRICA
fluido a basse temperature (60 - 70°)
RISCALDAMENTO E RAFFREDDAMENTO EDIFICI
VAPORE TURBINA
PRO:!★basso impatto ambientale!★ rinnovabile!★utilizza gli scarti
CONTRO:!★sottrae terreno alle coltivazioni alimentari!★causa di deforestazione!★polveri e CO2
!E’ qualsiasi sostanza di origine organica, animale o vegetale destinata a fini energetici: scarti di agricoltura, di allevamento e di segheria ma anche coltivazioni apposite. !
Tutta la materia organica contiene carbonio: energia
BIOMASSE
si bruciano direttamente
biomasse
si brucia biogas, ottenuto nei digestori,
dalla fermentazione delle biomasse
TRASFORMATOREALTERNATORE
OLIO COMBUSTIBILE
derivato da piante oleose
ALCOL !derivato da
cereali o canna da zucchero
CENTRALE !TERMOELETTRICA!
A BIOMASSE
ENERGIA ELETTRICA
CENTRALE !TERMOELETTRICA!
A BIOGAS
BIODIESEL
BIOCARBURANTI
BIOETANOLO
video: Report biomasse
video: PACI
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