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CAPITOLO PRIMO IL SISTEMA ENERGETICO
L’uso dell’energia nelle sue diverse fonti è legato strettamente alla storia dell’uomo; gli uomini primitivi si accontentavano dell’energia fornita dal cibo e dal sole contavano, poi, solamente sui propri muscoli.
La prima grande rivoluzione energetica è stata compiuta con la scoperta del fuoco; risale poi al 3000 a.C. l’uso dell’energia eolica e idraulica che caratterizzarono, in seguito, le società medioevali e rinascimentali.
Nel 1765 l’invenzione della macchina a vapore cambiò radicalmente la vita dell’uomo: le macchine lo affiancavano nel lavoro. Con la conseguente rivoluzione industriale, il carbone diventa la più importante fonte energetica…. fino alla scoperta del petrolio: il 27 agosto 1859 E. L. Drake scavò il primo pozzo petrolifero in Pennsylvania. Intorno al 1960, il gas naturale si è dimostrato una valida alternativa al petrolio, soprattutto per gli usi domestici. Durante gli anni ’70, in seguito a numerose crisi petrolifere, si iniziarono ad utilizzare nuove fonti come il nucleare.
La storia dell’uomo è caratterizzata da una continua evoluzione culturale: prima del XX secolo, in Occidente, la ridotta produzione energetica si traduceva in scarsa mobilità delle persone, bassa circolazione delle merci, ridotta assistenza sanitaria, disponibilità discontinua di risorse alimentari, con periodiche carestie. Oggi, la presenza di numerose fonti di energia e le avanzate tecniche di sfruttamento hanno portato progresso e sviluppo ma è anche aumentato il fabbisogno energetico: l’istruzione, la sanità pubblica, i trasporti richiedono quantità enormi di energia.
Le fonti di energia attualmente disponibili sono costituite dal
petrolio, gas naturale, carbone, dall’energia idroelettrica e da
quella nucleare. A queste si aggiungono le fonti rinnovabili
quali: l’energia solare, quella eolica, l’energia da rifiuti, le
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biomasse e l’energia geotermica. L’insieme dei loro processi di produzione, trasformazione, trasporto e distribuzione costituisce il Sistema energetico.
1) CLASSIFICAZIONE DELLE FONTI ENERGETICHE
La principale classificazione che viene generalmente fatta, da un punto di vista fisico, è tra fonti primarie, ovvero direttamente utilizzabili dall'uomo (tra queste rientrano ad esempio gli idrocarburi, l'acqua dei fiumi, il sole, il vento, il calore della terra, i combustibili nucleari) e fonti secondarie che necessitano di una trasformazione per essere utilizzate come fonti (rientrano ad esempio in questo campo i prodotti petroliferi derivati).
Un'altra classificazione abbastanza comune è quella tra fonti esauribili o fossili (essenzialmente relative all'energia ottenuta per combustione da combustibili fossili) e fonti non esauribili o rinnovabili (tra cui il Sole, il vento, l'energia idrica, ecc...). In un ambito leggermente più ampio, a volte si parla di fonti alternative di energia in cui generalmente vengono racchiuse tutte le fonti non strettamente "fossili" (con particolare riferimento al petrolio). All'interno della classe delle fonti rinnovabili viene invece spesso fatta un'ulteriore distinzione tra fonti rinnovabili classiche (prevalentemente idroelettrica e geotermia) e fonti rinnovabili "nuove" (anche dette "NFER"), tra cui vengono incluse l'energia solare, eolica e da biomassa.
Di seguito sono riportati alcuni dettagli riguardo alle principali
fonti energetiche oggi utilizzate.
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1.1 FONTI ESAURIBILI O FOSSILI
• Combustione da combustibile fossile
Si definiscono fossili quei combustibili che derivano dalla trasformazione, sviluppatasi in milioni di anni, della sostanza organica in forme via via più stabili e ricche di carbonio. Rientrano in questo campo:
o Petrolio e derivati.
o Carbone.
o Gas naturale.
La combustione di carbone, gas naturale o idrocarburi quali metano e petrolio fornisce energia che è impiegata, in parte per i sistemi di riscaldamento a combustione, in parte per il funzionamento di motori, ma specialmente per la produzione di energia elettrica.
I combustibili fossili (chiamati anche idrocarburi) sono oggigiorno la principale fonte energetica dell'umanità, grazie ad alcune importanti caratteristiche che li contraddistinguono:
o Sono “compatti“, ovvero hanno un alto rapporto energia/volume.
o Sono facilmente trasportabili e stoccabili.
o Sono utilizzabili con tecnologie relativamente semplici.
o Costano poco.
In particolare quest'ultima caratteristica ha fatto sì che lo sviluppo di macchine che possano sfruttare fonti energetiche alternative sia ancora molto arretrato.
Presentano, però, numerosi svantaggi:
o Sono inquinanti: la loro combustione produce sostanze
inquinanti come ossido di zolfo (SO
2), ossido di azoto
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(in
ox), ma soprattutto anidride carbonica (CO
2) che è considerata il maggior imputato al surriscaldamento globale. Con la firma del protocollo di Kyoto l’eccessiva immissione nell’atmosfera di CO
2è diventato un onere rilevante per i governi nazionali chiamati a rispettare determinati target di riduzione.
o Non sono rinnovabili: il processo di fossilizzazione della sostanza è estremamente lungo rispetto alle quantità consumate ogni anno. Le risorse stimate di carbone sono ancora enormi e possono soddisfare la domanda energetica mondiale per almeno un centinaio di anni;
diversa è la situazione per il petrolio, che secondo le stime attuali potrebbe soddisfare le richieste energetiche per ancora 40 anni
1.
o Esistono problemi legati alla loro localizzazione geografica: se il carbone è equidistribuito in tutto il pianeta, il gas naturale e il petrolio non lo sono. Circa il 75% delle riserve di mondiali di gas sono collocate tra Medio Oriente e Europa orientale; sempre il Medio Oriente annovera le maggiori riserve di petrolio (65% a livello mondiale), un 20% si trova in Sudamerica e il resto è equamente ripartito tra Stati Uniti e Europa.
• Energia nucleare
Con energia nucleare si intendono tutti quei fenomeni in cui si ha la produzione di energia in seguito a trasformazioni nei nuclei atomici. L'energia nucleare, insieme alle fonti rinnovabili e le fonti fossili, è una fonte di energia primaria, ovvero è presente in natura e non deriva dalla trasformazione di altra forma di energia.
Le reazioni che coinvolgono l'energia nucleare sono principalmente quelle di fissione nucleare e di fusione nucleare:
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Fonte dati IEA (International Energy Agency)
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o Nelle reazioni di fissione, nuclei di atomi pesanti, come l'uranio, si spezzano producendo nuclei con numero atomico minore; la somma delle masse dei due frammenti è inferiore alla massa del nucleo originale:
la materia mancante si è trasformata in energia. La fissione nucleare è ampiamente sperimentata ed ingegnerizzata da almeno 50 anni (le prime bombe atomiche si basavano su tale principio). Attualmente 439 reattori nucleari di potenza commerciali, producono il 16% dell'intera energia elettrica mondiale;
nei 30 Paesi dell'OCSE l'energia elettronucleare costituisce il 30% del totale.
Il maggiore vantaggio della fissione nucleare è che non produce anidride carbonica (CO2); ma i prodotti della reazione di fissione sono radioattivi. Queste scorie hanno bisogno di trattamenti con tecniche particolari e una parte di esse deve essere immagazzinata in siti geologici profondi (depositi permanenti). Inoltre non bisogna dimenticare che le riserve di Uranio sono molto inferiori di quelle di petrolio.
o Nelle reazioni di fusione, i nuclei di atomi leggeri, come
l'idrogeno o il deuterio, si fondono dando origine a
nuclei più pesanti rilasciando una notevole quantità di
energia (molto superiore a quella rilasciata nella
fissione, a parità di numero di reazioni nucleari
coinvolte). Finora, malgrado decenni di sforzi da parte
dei ricercatori di tutto il mondo, non è ancora stato
possibile realizzare, in modo stabile, reazioni di fusione
controllata, anche se sono in sviluppo alcuni progetti
che daranno vita alla prima centrale nucleare a fusione
del mondo. Attualmente è possibile ottenere grandi
quantità di energia solo attraverso reazioni di fusione
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incontrollate, come ad esempio nella bomba all'idrogeno.
La fusione presenta maggiori vantaggi rispetto alla fissione: oltre ad un impatto ambientale ridotto e l’assenza di scorie radioattive, si registra la grande disponibilità dei combustibili utilizzati. Purtroppo, come precedentemente accennato, le sue prospettive di utilizzo sono ancora lontane (si parla del 2050 come anno della sua commercializzazione); richiede tecnologie costose, ed è un modo centralizzato di produzione energetica (poche grosse centrali invece di molte piccole).
1.2 FONTI RINNOVABILI CLASSICHE
• Energia idroelettrica
L'energia idroelettrica viene ricavata dal corso di fiumi e di laghi grazie alla creazione di dighe e di condotte forzate.
L'acqua di un lago o di un bacino artificiale viene convogliata, attraverso condutture forzate, a valle trasformando così la sua energia potenziale in energia cinetica grazie al distributore e alla turbina. L'energia cinetica viene poi trasformata attraverso il generatore elettrico, grazie al fenomeno dell'induzione elettromagnetica, in energia elettrica.
Esistono vari tipi di diga:
o Le centrali a salto che sfruttano le grandi altezze di caduta disponibili nelle regioni montane.
o Le centrali ad acqua fluente che utilizzano, invece, grandi
masse di acqua fluviale che superano piccoli dislivelli. Per
essere possibile, il fiume deve avere una portata
considerevole e un regime costante.
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Per permettere di immagazzinare energia e di averla a disposizione nel momento di maggiore richiesta, sono state messe a punto centrali idroelettriche di generazione e di pompaggio. Nelle centrali idroelettriche di pompaggio, l'acqua viene pompata nei serbatoi a monte sfruttando l'energia prodotta e non richiesta durante la notte cosicché di giorno, quando la richiesta di energia elettrica è maggiore, si può disporre di ulteriori masse d'acqua da cui produrre energia.
Questi impianti permettono di immagazzinare energia nei momenti di disponibilità per utilizzarla nei momenti di bisogno. La produzione di energia idroelettrica può avvenire anche attraverso lo sfruttamento del moto ondoso, delle maree e delle correnti marine. In questo caso si parla di energia mareomotrice.
L'energia idroelettrica è una fonte di energia pulita (non vi sono emissioni) e rinnovabile, tuttavia la costruzione di dighe e grandi bacini artificiali, con l'allagamento di vasti terreni, può provocare lo sconvolgimento dell'ecosistema della zona con enormi danni ambientali.
• Energia geotermica
L’energia geotermica è una forma di energia che trova origine
dal calore che si sviluppa nelle zone più interne della Terra. Il
calore terrestre deriva soprattutto dal decadimento degli
isotopi radioattivi presenti nel mantello (torio 232, uranio 238
e 235, potassio 40). Dalle zone più interne della Terra il calore
si propaga fino alle rocce prossime alla superficie, dove può
essere sfruttato essenzialmente in due modi diversi: per
temperature superiori ai 150 °C, è possibile produrre energia
elettrica tramite una turbina a vapore (centrale
geotermoelettrica); mentre per temperature inferiori, il calore
può essere sfruttato sia per usi residenziali sia per attività
agricole, artigianali ed industriali che utilizzano energia
termica nel processo produttivo.
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La geotermia resta comunque una fonte energetica marginale da utilizzare solo in limitati contesti territoriali: fino al 1950, l’Italia è stato l’unico paese a utilizzare la risorsa geotermica per produrre elettricità. Oggi esistono centrali geotermoelettriche in diverse parti del mondo in grado di recuperare energia anche dai vapori esausti tramite unità di condensazione (Islanda).
Il principale vantaggio è la possibilità di trarre dalle forze naturali rinnovabili una grande quantità di energia rinnovabile e pulita: basti pensare che i "giacimenti naturali di vapore" di Larderello e di Montieri in Toscana producono ogni anno, da soli, oltre 4 miliardi di kilowattora di elettricità.
Di contro vanno annoverate alcune critiche:
o Dalle centrali geotermiche fuoriesce, insieme al vapore, anche il tipico odore sgradevole di uova marce causato dall’idrogeno solforato. Un problema generalmente tollerato nel caso dei siti termali ma particolarmente avverso alla popolazione residente nei pressi di una centrale geotermica.
o Le centrali geotermiche hanno un notevole impatto
paesaggistico: si presentano, infatti, come un groviglio
di tubature anti-estetiche. Un'immagine che non dista
comunque da quella di molti altri siti industriali o
fabbriche. Il problema può essere facilmente risolto
unendo l'approccio funzionale dei progetti
ingegneristici con quello di un'architettura rispettosa
del paesaggio e del comune senso estetico.
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1.3 FONTI RINNOVABILI NUOVE (NFER)
• La fonte solare termica
Per energia solare si intende l'energia, termica o elettrica, prodotta sfruttando direttamente l'energia irraggiata dal Sole verso la Terra. Il Sole, ogni secondo, trasmette sull'orbita terrestre 1367 watt
2per m². Tenendo conto del fatto che la Terra è una sfera che oltretutto ruota, l'irraggiamento solare medio è, alle latitudini europee di circa 200 watt/m²;
moltiplicando questa potenza media per metro quadro per la superficie dell'emisfero terrestre istante per istante esposto al sole, si ottiene una potenza di oltre 50 milioni di Gw. (un Gw è l'energia prodotta a pieno regime da una grande centrale elettrica a gasolio o nucleare che sia).
La quantità di energia solare che arriva sul suolo terrestre è quindi enorme, circa diecimila volte superiore a tutta l'energia usata dall'umanità nel suo complesso, ma poco concentrata, nel senso che è necessario raccogliere energia da aree molto vaste per avere quantità significative. Inoltre è difficile convertirla in energia facilmente sfruttabile con efficienze accettabili.
Alle nostre latitudini le applicazioni principali sono quelle cosiddette a bassa temperatura. Si tratta, in particolare, di impianti per la preparazione di acqua calda sanitaria, per il riscaldamento di abitazioni private e per il riscaldamento dell’acqua delle piscine.
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Il watt ( W) è l'unità di misura della potenza del Sistema Internazionale: un watt equivale a 1 joule al secondo (1 J/s) ed è utilizzato (insieme ai suoi multipli: Kw( 1.000 w), Mw ( 1.000 Kw), Gw ( 1.000 Mw)) come unità di misura della potenza di un impianto.
Il watt, misura di potenza, non va confuso con il wattora ( Wh) che è una misura di
energia: quest' ultima corrisponde alla potenza di un watt fornita per un ora ( 3600 joule ),
ma non appartiene al SI, in quanto deriva dalla moltiplicazione dell'unità di misura SI
della potenza (watt) con l'unità di misura non-SI del tempo (ora).
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Un’altra applicazione verso cui si nutrono notevoli aspettative per il futuro prossimo consiste nel condizionamento estivo di edifici.
Per quanto riguarda invece le applicazioni ad alta temperatura, la radiazione solare viene innanzitutto concentrata, per esempio con specchi parabolici. Le alte temperature così ottenute vengono quindi trasformate in corrente mediante i processi propri delle convenzionali centrali elettriche. I siti adatti per queste centrali solari di produzione elettrica si trovano alle estremità meridionali dell’Europa (come la Sicilia).
I critici del solare termodinamico affermano che si tratta di una tecnologia presente da molti anni (anche con impianti imponenti come quello di Kramer Junction in California), ma che non ha mai fornito contributi significativi. Inoltre c’è da considerare il fatto che tali impianti forniscono energia in modo discontinuo, in quanto legati ad un evento atmosferico:
l’assenza di ostacoli all’irraggiamento solare.
• Il fotovoltaico
La tecnologia fotovoltaica (FV), consente di trasformare
direttamente la luce del sole in energia elettrica. Sviluppata nel
1950 nell’ambito dei programmi spaziali, per i quali occorreva
disporre di una fonte di energia affidabile ed inesauribile, la
tecnologia fotovoltaica si va oggi diffondendo molto
rapidamente anche per applicazioni terrestri, come
l’alimentazione di utenze isolate o gli impianti installati sugli
edifici e collegati ad una rete elettrica preesistente. Il
funzionamento dei dispositivi fotovoltaici si basa sulla capacità
di alcuni materiali, opportunamente trattati, di convertire
l’energia della radiazione solare in corrente elettrica continua
senza bisogno di parti meccaniche in movimento. Questo è un
vantaggio notevole rispetto alle fonti di energia tradizionali che
devono contemplare il passaggio intermedio in energia termica,
poi meccanica e infine elettrica attraverso il riscaldamento di
acqua, produzione di vapore e azionamento di una turbina e di
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un generatore elettrico, come nel caso dei combustibili fossili.
Attualmente, il solare fotovoltaico produce solo lo 0.01 % dell’elettricità a livello mondiale; il principale ostacolo è il costo di un impianto: il costo unitario del KWp installato si aggira, infatti, tra i 4.200 €/KWp e i 7.000 €/KWp. Una casa che ipoteticamente funzionasse a energia fotovoltaica (4100 kWh all’anno prodotti attraverso un impianto da 3 KWp), richiederebbe un costo d’impianto di circa 20.000 €. C'è da dire però che il settore della tecnologia delle celle fotovoltaiche è in rapida espansione, la frenetica attività di ricerca e sviluppo sta rendendo i pannelli sempre più economici.
• Energia eolica
L’energia eolica sfrutta l’energia cinetica del vento, il suo uso è antichissimo: basti pensare alla navigazione a vela e ai mulini a vento. Oggi il vento viene sfruttato attraverso dei generatori costituiti tre parti differenti:
o Torre, un elemento di sostegno alto anche 50 metri, che spesso ha una sezione cilindrica con una scala interna.
o Navicella, un guscio affusolato che contiene il generatore di corrente (è collegato alla torre da un cuscinetto che le consente di ruotare).
o Rotore, formato da un certo numero di pale fissate su un mozzo.
Il funzionamento è semplice: quando soffia il vento il rotore
gira e aziona il generatore elettrico tramite un moltiplicatore di
giri; l’energia viene poi trasferita a terra lungo i cavi e portata
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fino al luogo di utilizzo. L’aerogeneratore funziona già con il vento a 20 km\h e raggiunge la massima potenza quando arriva a 40 km\h.
La produzione di energia elettrica con questo sistema è molto limitata perché è conveniente solo dove soffiano venti forti e costanti: tali condizioni si trovano, ad esempio, in California o in alcune aree dell’Europa settentrionale (Germania e Paesi Scandinavi). In Italia condizioni adatte si trovano in Sardegna dove è stata allestita una centrale eolica sperimentale. Piccoli impianti, utilizzati in aziende agricole o per l’allevamento del bestiame, sono installati anche altrove, per esempio, in Maremma. Come le altre fonti, l’eolico, ha alcuni vantaggi: è una fonte di energia pura e non inquinante, la materia prima utilizzata, ovvero il vento, è completamente gratuita e inesauribile. Ma presenta anche qualche inconveniente: i generatori eolici pongono problemi di inquinamento sia dal punto di vista acustico che dal punto di vista delle interferenze radio. Non tutti i luoghi del pianeta risultano idonei allo sfruttamento eolico a causa dell’irregolarità dei flussi di vento che battono determinate zone.
• Le fonti da biomassa
Si definiscono biomasse tutti i materiali direttamente o indirettamente provenienti da reazioni fotosintetiche, quali i materiali vegetali ed i loro derivati: legna, combustibili derivati dalla legna, residui agricoli e agroindustriali e residui animali.
A fronte di un concetto così ampio di biomassa, i prodotti energetici da esse ottenibili sono diversi, come diversi sono i processi tecnici con cui trarre energia da questi materiali.
Da un punto di vista teorico le biomasse sono neutre per
quanto attiene l’emissione di gas ad effetto serra poiché il
biossido di carbonio (CO2) rilasciato nel corso dei processi di
combustione viene riassorbito dalle piante stesse mediante il
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processo della fotosintesi clorofilliana. Nei fatti il bilancio
energetico dell’uso di biomasse è più complesso e deve tenere
conto, tra l’altro, delle modalità di approvvigionamento, delle
lavorazioni e del trasporto del materiale fino al luogo d’impiego.
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Considerando la grande varietà delle biomasse, è opportuno fornire alcuni criteri per la loro classificazione pratica:
o Un primo possibile criterio per la suddivisione delle biomasse è quello del loro quantitativo di umidità: il materiale a basso contenuto di umidità è adatto alla combustione; mentre quello più ricco di acqua può essere più agevolmente sottoposto a digestione anaerobica o a fermentazione.
o Un secondo criterio per la suddivisione delle biomasse è dato dal rapporto Carbonio-Azoto (in simboli “C/N”): i materiali con un rapporto elevato sono adatti ad essere combusti, mentre con rapporti C/N attorno a 30 si hanno ottime possibilità di sottoporre la materia a trattamento biologico.
o Un ulteriore criterio per inquadrare le biomasse ad utilizzazione energetica, utile soprattutto per gli aspetti legali, è quello della loro origine: esse possono derivare da scarti di lavorazione e/o consumo o essere prodotte appositamente; ciò potrebbe avere implicazioni legali differenti.
Le tecnologie disponibili per ottenere energia dalle biomasse
fanno riferimento principalmente alla loro combustione, alla
co-combustione, alla fermentazione alcolica, all’ottenimento di
combustibili liquidi attraverso metil esterificazione, alla
gasificazione termica o alla digestione anaerobica.
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Il notevole interesse registrato negli ultimi anni circa la possibilità di un incremento dell’uso delle biomasse quale sostituto dei combustibili fossili è legato a diversi fattori:
o Lo sviluppo tecnologico degli impianti ha consentito di aumentarne l’efficienza e offre oggi un ampio ventaglio di soluzioni (da pochi kW sufficienti per un’abitazione a grandi impianti fino a 80 MW).
o Si aprono nuove prospettive per la valorizzazione di materiale organico non utilizzato diversamente e a volte di difficile smaltimento.
o Se viene gestito in maniera sostenibile, l’impiego delle biomasse può contribuire al miglioramento dell’ambiente: si pensi alla situazione di degrado di molti boschi cedui in Italia, che da troppo tempo non vengono utilizzati perché non redditizi e che in assenza di intervento impiegherebbero tempi lunghissimi per evolvere verso strutture ecologiche più complesse.
L’utilizzo energetico della legna potrebbe essere un buon incentivo a quelle operazioni di conversione ad alto fusto che ne migliorerebbero il valore ecologico e la fruibilità.
o La biomassa può essere stoccata ed utilizzata all’occorrenza.
Il problema principale legato all’utilizzo delle biomasse sono i
costi. Se il costo del biogas ottenibile attraverso le discariche è
da considerarsi nullo; la sua rimozione dalle discariche deve
essere effettuata per ragioni di sicurezza, a prescindere
dall’utilizzo energetico. Questo non incide molto sul costo di
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produzione dell’energia elettrica o termica che si aggira intorno a 4,75 cent€/ kWh.
Per quanto riguarda invece le tecnologie di combustione della
legna, si può dire che i costi delle caldaie per l’utilizzazione di
cippato sono dell’ordine di diverse volte il costo di apparecchi
di dimensioni simili basati su tecnologie tradizionali. Tali
elevati investimenti iniziali rappresentano un serio ostacolo
alla diffusione della tecnologia. Avere informazioni sui costi
esatti di questi investimenti è tuttavia sempre piuttosto
difficoltoso, in particolare sui singoli impianti e con riguardo a
quelli di dimensioni piccole.
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2) LE TENDENZE MONDIALI
3Durante il periodo 1990-2007 la produzione mondiale annua di energia è cresciuta con una media dell’1,6%, passando dagli 8.623 Mtep
4ai 13.035 Mtep (+51,1% complessivi).
Il petrolio, producendo il 35% dell’energia mondiale, continua ad essere la fonte primaria più utilizzata. La crescita di produzione del petrolio è stata costante e si attesta oggi a 82 milioni di barili annui; si prevede, però, che nel 2010 saranno prodotti oltre 92 milioni di barili l’anno. La crescita del fabbisogno energetico dei paesi in via di sviluppo (Cina e India su tutti) ha contribuito in maniera decisiva ad arrivare a simili livelli produttivi . Il carbone, dopo un apparente leggero declino, ha visto incrementare, non di poco, il proprio impiego e, nel 2007, contribuiva per il 23,4% alla produzione energetica complessiva. Il consumo di carbone è stato caratterizzato da un generale incremento in tutte le regioni del mondo, arrestato da una diminuzione in Europa, tanto Occidentale che dell’Est.
Il gas naturale ha contribuito per il 21,2% alla produzione energetica mondiale ed è la risorsa fossile che ha registrato la maggior accelerazione negli ultimi anni. Il suo consumo è incrementato in tutte le regioni, ad eccezione dei paesi dell’Europa dell’Est e dell’ex Unione Sovietica (benché negli ultimi anni anche qui ci sia una tendenza all’incremento del consumo di questa fonte). Accanto a questa forte crescita di domanda ed offerta di gas naturale, è necessario sottolineare come le ingenti risorse investite nel potenziamento e costruzione delle infrastrutture per il trasporto (principalmente gasdotti), hanno causato un forte incremento delle quote di Gas scambiate sul mercato internazionale
5. Nel 2007 il nucleare soddisfava il 6,9% della produzione energetica totale,
3
Fonti dati IEA ( International Energy Agency)
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Migliaia di tonnellate equivalenti di petrolio.
5
Fonte dati ENEA “Rapporto energia e ambiante 2007”
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l’idroelettrico soddisfava il 2,2%; mentre le altre rinnovabili contribuivano con l’11,3%. In totale, quindi, le energie rinnovabili soddisfavano, nel 2007, il 13,5% dell’intero fabbisogno energetico mondiale, per un totale di 1.352 Mtep.
La tabella sottostante riporta le produzioni mondiali di energia al 1990 ed al 2007, mentre la figura mostra la ripartizione delle singole fonti energetiche primarie nel 2006.
1990 2006 Variazione
Mtep Mtep %
Petrolio 3.076 6.152 50,0
Carbone 2.185 2.797 28,4
Gas naturale 1.673 2.061 23,2
Idroelettrico 186 219 17.6
Nucleare 525 693 31,9
Altre rinnovabili 978 1.113 15,9
Totale 8.624 13.035 16,4
Produzione mondiale di energia. Fonte dati IEA
Ripartizione delle fonti primarie a livello mondiale nel 2006. Fonte dati IEA
Come si nota invece dalla figura che segue, circa l’80% delle
rinnovabili è costituito da biomassa, sia commerciale sia non
commerciale, mentre l’idroelettrico segue con il 16%. Ancora
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molto marginali risultano essere i contributi delle fonti rinnovabili meno tradizionali, come il solare e l’eolico.
Ripartizione delle fonti rinnovabili nel 2006. Fonte dati IEA
Osservando l’evoluzione dell’impiego delle diverse fonti rinnovabili (grafico sotto), negli ultimi decenni si nota come il fotovoltaico e l’eolico hanno registrato il maggior incremento relativo.
Incremento percentuale annuo delle fonti rinnovabili a livello mondiale. Fonte
dati IEA
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Quindi, se in valore assoluto, l’utilizzo di fonti quale il Solare e l’eolico è ancora poco rilevante; l’incremento che hanno fatto registrare nell’ultimo decennio lascia intuire che queste saranno il vero futuro della produzione elettrica.
3) UNO SGUARDO ALL’ITALIA
6Nel 2007 l’Italia si poneva all’undicesimo posto a livello mondiale per quanto riguarda i consumi energetici, con i suoi 194,45 Mtep, corrispondenti a circa il 2% dei consumi complessivi. A livello dell’Unione Europea occupava il quarto posto con poco più del 12% dei consumi complessivi. Dal 1990 al 2007 l’incremento dei consumi lordi è stato di circa il 15%, leggermente superiore all’andamento medio dell’Unione Europea (+12%).
Dal punto di vista delle fonti primarie, il periodo 1990-2007 è caratterizzato dal notevole incremento della quota di gas naturale (+46%), che attualmente copre circa il 36% della richiesta complessiva. Questi numeri pongono l’Italia tra i primi posti in Europa per l’utilizzo di questa fonte energetica.
La notevole diffusione del gas naturale ha tolto quote di mercato ai prodotti petroliferi, soprattutto nelle applicazioni residenziali e terziarie oltre che nell’industria.
La riduzione è stata comunque compensata dalla notevole richiesta nel settore dei trasporti, così che i prodotti petroliferi sono rimasti piuttosto stazionari (la quota attuale copre circa il 43% del fabbisogno complessivo). Il carbone, invece, nel 2007, contribuiva a soddisfare il 9% della richiesta complessiva di energia.
All’interno delle fonti rinnovabili, nel periodo 1990 – 2007, quella idroelettrica è stata la più sfruttata; il suo utilizzo ha registrato un incremento del 7,3%. Negli ultimi due anni però, a causa di uno sfavorevole andamento idrologico, si è verificata una riduzione della produzione di elettricità da tale fonte del
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Fonti dati ENEA & GRTN
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9,5%. La produzione termoelettrica da rifiuti solidi urbani e biomasse, sempre nel periodo 1990 – 2007, è aumentata del 6,7%, attestandosi a 0,5 TWh. L’eolico e il fotovoltaico hanno fatto registrare il maggior incremento di utilizzo: più 41%.
Secondo i dati forniti dal Gestore dei servizi elettrici (GSE) nel
“rapporto 2007 sule energie rinnovabili”, il ritmo di crescita dell’eolico, nell’ultimo anno, è stimabile in 10 MW al mese per una crescita totale di 71 MW dall’inizio dell’anno (+35,8%
rispetto al 2006). Il fotovoltaico ha, invece, raggiunto la quota di 150 MW di potenza installata: il forte trend d’installazione di impianti fotovoltaici nelle regioni meridionali, ha portato nel 2007 a produrre 1,2 TWh. L’utilizzo della fonte geotermica è invece cresciuto dello 0,8%, i limiti geografici presentati all’utilizzo di una simile fonte, non possono che lasciargli un ruolo marginare nella produzione di elettricità.
In termini di produttività, a fronte di un aumento del fabbisogno di elettricità del 33% dal 1990 al 2007 (la domanda di energia elettrica nel 2007 è stata di 339,8 TWh), il gas naturale produce circa il 30% dell’energia necessaria; i prodotti petroliferi il 27%; il carbone soddisfa ancora il 10% della produzione elettrica nazionale, mentre le fonti rinnovabili si attestano al 17%. Il restante 16% viene importato dall’estero.
Il dato evidenzia una forte dipendenza dall’estero che il Governo Italiano sta cercando di limitare. A tale proposito, oltre a numerosi interventi strutturali per aumentare l’efficienza delle infrastrutture esistenti, sono in corso di istruttoria più di dieci progetti di terminali di rigassificazione
7. Per finire, lo Stato, ha anche iniziato forte campagna di incentivo all’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili; come è possibile osservare dai dati forniti poco sopra, tali politiche iniziano a dare i loro frutti.
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