Consumo Mondiale di energia primaria
80%
abitanti
25%Torta energetica
20% abitanti
75%Torta
energetica
Consumo Mondiale di energia primaria
Fonte: N. Nakicenovic, Hasa
I consumi energetici sono passati
dai 500 milioni di TEP (tonnellate
equivalenti di petrolio) del 1860 a
9.7 miliardi di TEP del 2000 con un
incremento medio del 2,3 percento
all’anno.
Consumo Mondiale di energia primaria
Fonte: N. Nakicenovic, Hasa
Mtep/anno
10000
1000
100
1860
1900
1950
1990
Consumo Mondiale di energia primaria
Fonte: N. Nakicenovic, Hasa
Gli Stati Uniti, che da soli
consumano circa un terzo di tutta
l’energia mondiale, hanno avuto un
tasso di crescita del 3,5 per cento
annuo.
Consumo Mondiale di energia primaria
Fonte: N. Nakicenovic, Hasa
La dinamica delle sostituzioni delle
fonti è avvenuta con dinamica quasi
secolare. Si dice che una fonte ne
sostituisce un’altra quando arriva a
coprire più del 50 per cento del
fabbisogno energetico
Consumo Mondiale di energia primaria
Fonte: N. Nakicenovic, Hasa
MTep/anno
10000
Energia totale
1000
Petrolio
Carbone
CH4
legno
100
1860
1900
1950
Nucleare
1990
Consumo Mondiale di energia primaria
Fonte: N. Nakicenovic, Hasa
Il punto di svolta si realizza quando
tutto il sistema energetico( dalla
produzione alla distribuzione, agli
utilizzatori finali) si riorganizza per
accogliere e promuovere il
cambiamento in corso
Evoluzione del rendimento nella produzione di energia elettrica (Usa)
Fonte: Hirsch - Light and Power
50%
45%
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
1860
1900
1950
1990
Il picco nella produzione mondiale di greggio
Fonte: Science and Scientific American + altri
Vedi note de “Economia all’idrogeno di J. Rifkin”
Alcune ricerche suggeriscono che la
produzione globale del greggio – la
linfa vitale dell’economia globale –
potrebbe raggiungere il picco prima
del 2010 e, comunque, non oltre il
2020.
Andamento del prezzo del petrolio (valori medi annui al barile)
Fonte: U. Colombo, Energia
Dollari
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1861
'70
'80
'90
1900
'10
'20
'30
'40
'50
'60
'70
'80
'90
2000
Il prezzo del petrolio
Le crisi del 1973 e del 1978 hanno
fatto crescere il prezzo del petrolio:
dai 2.5 $ a barile si passò a 12,5 $
per raggiungere, con alterne
vicende, i 35 $ al barile all’inizio
degli anni ottanta
Le riserve di petrolio
Economia all’idrogeno di J. Rifkin”
I geologi concordano nell’affermare
che dalle viscere della terra siano
stati estratti finora 875 miliardi di
barili di petrolio (Gbo, Giga barrels
of oil)…..ciò su cui le loro opinioni
non collimano è l’esatta quantità di
petrolio ancora estraibile.
Il prezzo del petrolio
Le crisi del 1973 e del 1978 hanno
fatto crescere il prezzo del petrolio:
l’Occidente è diventato più virtuoso
nella produzione e uso dell’energia
e i paesi dell’OPEC* hanno
abbassato il prezzo con l’obbiettivo
dichiarato di mettere fuori mercato
il risparmio energetico e le fonti
rinnovabili
*OPEC – Organization of petroleum exporting countries
Il prezzo del petrolio
La riduzione del prezzo del greggio
ha ridotti i vantaggi economici del
risparmio energetico e i tempi di
rientro degli investimenti si sono
allungati fino a non essere più
convenienti. Analogo è stato
l’effetto sulla ricerca e sullo
sviluppo delle fonti rinnovabili.
Il Global Change
Mentre si allontanava il paventato
pericolo di un esaurimento delle
fonti negli anni ottanta
cominciarono a scoppiare in
sequenza, come bombe a orologeria
innescate inconsapevolmente nei
decenni passati alcune gravi forme
d’inquinamento ambientale. Si
cominciò con le “piogge acide” .
Il Global Change
Piogge acide
L’anidride solforosa e gli ossidi di
azoto emessi dalla combustione del
carbone e degli idrocarburi
reagendo con l’umidità atmosferica
formano acido solforico e acido
nitrico, che ricadono sulla terra con
la neve e con la pioggia, bruciando
la vegetazione e innalzando il pH
dell’acqua in misura tale da
distruggere ogni ciclo biologico.
Il Global Change
Buco nella fascia dell’ozono
E’ stata osservata una
incomprensibile lacerazione nella
fascia di ozono che negli strati alti
dell’atmosfera, filtra la componente
ultravioletta della radiazione solare
impedendole di arrivare sulla terra.
Sulle cause di questo fenomeno le
opinioni non sono concordi.
Il Global Change
Buco nella fascia dell’ozono
La responsabilità potrebbe essere
attribuita al cloro contenuto nei
clorofluorocarburi, i composti chimici che
venivano utilizzati come propellenti negli
spray, nelle schiume e nei solventi
industriali oltre che come fluidi frigogeni
in tutta l’industria del freddo e del
condizionamento. Le molecole di queste
sostanze impiegano una decina d’anni per
raggiungere la fascia dell’ozono, dove
ciascuna di esse distrugge da 50 a 100
mila molecole di ossigeno trivalente.
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
Accanto ai due fenomeni già
descritti, se n’è manifestato un
terzo, il più gravido di
conseguenze per l’ecosistema
terrestre:
il cossiddetto “ effetto serra”
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
Nel corso delle ere geologiche nella
composizione dell’atmosfera si è
stabilita una concentrazione di CO2
di 270 parti per milione. Questo gas
ha un ruolo determinante per la
temperatura della terra, poichè
filtra la radiazione solare riflessa
dalla sua superficie e ne trattiene
una parte impedendole di riflettersi
nello spazio.
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
Senza la presenza dell’anidride
carbonica nell’atmosfera, la
temperatura media terrestre
sarebbe di –18°C, mentre si è
assestata ai +15°. L’<<effetto
serra >> fisiologico è dunque di
33°C.
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
Negli ultimi cento anni la percentuale la percentuale di
anidride carbonica nell’aria è salita da 270 a 380 parti
per milione. L’incremento degli ultimi 40 anni è stato del
60%.Parti CO2 per 106
370
350
330
310
1960
1970
1980
1990
2000
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
L’incremento della presenza dei gas
nell’atmosfera ha comportato un
incremento dell’effetto serra, da cui
è derivato un innalzamento della
temperatura terrestre che può
avere, e forse ha già cominciato ad
avere effetti molto preoccupanti sul
clima.
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
Quali sono le cause?
In primo luogo grandi quantità di
CO2 vengono generate dalla
combustione, in particolare di
idrocarburi e del carbone con cui si
soddisfa l’85% del fabbisogno
energetico mondiale. L’uso dei
combustibili fossili sposta grandi
quantità di carbonio dal sottosuolo
all’atmosfera.
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
Anche un’attività apparentemente
innocua come l’aratura provoca
l’ossidazione e la trasformazione in
CO2 di gran parte del carbonio delle
zolle. Un notevole contributo è dato
anche dal saccheggio dei terreni per
nutrire il miliardo e 280 milioni di
bovini destinati all’alimentazione
umana.
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
A fronte di una sempre maggiore
produzione di CO2 la capacità
dell’ecosistema terrestre di
assorbirla attraverso la fotosintesi
clorofilliana è stata drasticamente
ridotta dalle deforestazioni per
ampliare le aree agricole per
l’alimentazione umana e, come già
detto, animale.
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
La biomassa vegetale viene inoltre
ridotta per l’ampliamento delle aree
urbane, per le piogge acide, per le
radiazioni UV del buco dell’ozono
per gli effetti dell’inquinamento
atmosferico localizzato ed altre
cause accidentali e/o fisiologiche.
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
La somma e le interazioni dei
processi descritti danno come
risultato finale un’immissione
nell’atmosfera di 155 ed un
assorbimento di 150 Gigatonnellate
di carbonio con un saldo
incrementale di 5 Gigatonnellate: è
un valore che corrisponde al
consumo annuo delle risorse fossili.
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
Se la concentrazione di CO2 continua
a crescere con la stessa intensità
degli ultimi cento anni (da 270 a
380 parti per milione) ovvero di 11
parti per milione ogni dieci anni, nei
prossimi 30 anni si avrà un
incremento di 33 parti per milione
che corrisponde ad un aumento di
circa il 10 per cento
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
Poiché l’effetto serra “fisiologico” è
di 33 gradi e l’anidride carbonica
contribuisce per circa il 50%, il
restante 50% è dovuto ad altri gas
serra (metano, clorofluorocarburi,
etc.), l’aumento medio della
temperatura terrestre che ne
potrebbe conseguire è di circa 1,7°C
ovvero il 10% di 33°C/2
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
……. l’aumento medio della
temperatura terrestre che ne
potrebbe conseguire è di circa
1,7°C!
Variazioni della temperatura di
questa entità sono considerate
molto pericolose per l’equilibrio del
pianeta.
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
Ghiacci_sciolti01.jp
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
CORRIERE DELLA SERA 3/04/2001
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
CORRIERE DELLA SERA 3/04/2001
Il Global Change
“Surriscaldamento del pianeta”
Energia -
La situazione italiana
“Secondo le stime dell’Unione
Petrolifera….il costo dell’importazioni nel
1995 ..è stato di 25.000 miliardi, ma se
per qualche ragione di politica
internazionale tornassero ai livelli del
1981 salirebbe a 80.000 miliardi
provocando il collasso della nostra
economia. “
M. Palazzetti e M. Pallante – L’uso
razionale dell’energia Teoria e pratica del
negawatt – Ed. Bollati Bollinghieri 1997
Energia -
La situazione italiana
Energia -
Le unità di misura
Nel sistema MKS (metrokilogrammo-secondo)
l’energia si misura in
Joule (J)
Energia -
Le unità di misura
Un Joule è il lavoro che
effettua la forza di un
Newton(N) per spostare
il suo punto di
applicazione di un metro
nei suoi stessi direzione
e verso
Energia -
Le unità di misura
Un watt (W) è un Joule al
secondo; un kW equivale a
1000 W
Un kilowattora (kWh) è
l’energia sviluppata dalla
potenza di un kW che agisca
per un’ora
Un kWh corrisponde a
3.600.000 J
Energia -
Le unità di misura
Una grande caloria (Cal) 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 atmosferica.
Energia -
Le unità di misura
Una caloria equivale a 4186 J e
pertanto un kWh equivale a
circa 860 Cal
(3.600.000/4186)
Ovvero l’energia necessaria per
innalzare di 10°C 86 litri di
acqua
Energia -
Le unità di misura
Un kWh equivale al lavoro
necessario a spostare una
persona di 75 kg dal livello del
mare alla vetta del Monte
Bianco:
75x9,81x4810=3.539.000 J
Uguale a circa 1 kWh
(Il peso di un corpo è dato dalla
sua massa per il valore
dell’accelerazione 9,81 m/s2)
Energia -
Le unità di misura
Il contenuto calorico del
cioccolato è di circa 6000
Cal/kg per cui un cioccolatino
di 10 grammi sviluppa una
quantità di energia termica (60
Cal x 4180 J = 250.800 J)pari a
quella necessaria a sollevare di
360 metri una persona di 70 kg
(360x70x9,81=247.212 J)
Energia -
Le unità di misura
Un uomo per vivere necessita di
una quantità di energia al
giorno pari a quella sviluppata
da 200 grammi di benzina
(circa 2300 Cal)
Energia -
Le unità di misura
Sulla superficie
terrestre il sole genera
mediamente una
potenza raggiante di 1
kW al metro quadrato.
Energia -
Le unità di misura
Una cascata alta 102 metri, con
una portata di 1 metro cubo al
secondo ha una potenza di
1000 kW:
La massa di 1 m3 di acqua è di
1000 kg per cui
1000 x 9,81 x 102 = 1000 kW
Energia -
The Human powered vehicles
I muscoli sono degli
accumulatori di energia chimica
sotto forma di ATP (Adenosine
Tri-phosfate,
adenosintrifosfato) e dei
convertitori di questa energia in
energia meccanica
Energia -
The Human powered vehicles
Nelle cellule muscolari l’energia
chimica del’ATP reagisce con
l’ossigeno trasportato
dall’emoglobina trasformandosi
in energia meccanica, anidride
carbonica e acqua
Energia -
The Human powered vehicles
Un atleta (as You
are!)per sviluppare 250
W di energia meccanica
necessita di 860 Cal
all’ora sotto di forma di
cibo
Energia -
The Human powered vehicles
Ricordando che 860 Cal/h
equivalgono ad 1 kWh si può
dedurre che il corpo umano
trasforma l’energia chimica del
cibo con un’efficienza di circa il
25%. La restante energia
diventa calore dissipato
mediante la sudorazione ( un
kg di sudore asporta 540Cal)
Energia -
The Human powered World
Il televisore a pedali
La scuola a pedali
La casa a pedali
La città a pedali
Il mondo a pedali