EROEI ed Energia Grigia
Strumenti per la valutazione delle scelte energetiche
Ing. Andrea Fanelli
Associazione ASPO Italia
Bar-Camp: Jam Session di buone pratiche e progetti innovativi
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)
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2
Le Regole del Gioco
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3
Le Misure del Mondo
Foto da archivi NASA
Il mondo è grande, ma “finito”
Non si scende e non si può fare il pieno ….
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4
Energia e Materia – Flusso e Stock
Sole
Energia chimica
Accumulo di energia solare
 (stock)
6500°C


Energia Solare diretta
Energia Eolica
(derivata dal Sole)
Energia Idraulica
(derivata dal Sole)
Petrolio, Gas
(idrocarburi fossili)
Acqua
Cibo

Terra
Nessuna Energia
o Materia è infinita
Energia nucleare
 (fisica - fissione)
 (stock)

Energia
(Trasformazioni)
Aria


Uranio
Rotazione
terrestre
(minerali fissili)
Materie prime
Calore
interno
Permesse solo
trasformazioni tra vari
tipi di energia (1° principio)
(minerali)
6500°C
Flusso energia sempre da
“Temperature Alte” a “Temperature Basse”
(2° principio - entropia)
Rendimento delle trasformazioni è sempre minore di 1
14°C
287°K
Energia termica e meccanica
 (fisica - stock)

-269°C
4°K
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5
Energia e Materia – Flusso e Stock 2
Parecchie materie prime sono “in riserva”
(non c’è il tappo per fare il pieno e
non c’è neanche la stazione di servizio)
Solare diretto ed indiretto è abbondante
• Solare termico (bassa ed alta temperatura)
• Solare fotovoltaico
• Eolico (derivato dal Sole)
• Idro (derivato dal Sole)
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Popolazione nel Tempo
Agricoltura
10.000 AC
Piramidi
2700 AC
Colosseo
78 DC
1290 - 1340
Piccola era glaciale
Carestie in Europa
Crisi banche di Firenze
Peste nera
oltre 7 miliardi
Primo pozzo di
petrolio 1859
Termodinamica
1858
mettendo
in scala
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7
La Situazione Energie FOSSILI
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.
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Oggi, 2013, è una Previsione Facile
Limiti fisici alla CRESCITA
e non allo Sviluppo
•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
Ing. Andrea Fanelli
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10
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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11
ROI ed EROEI
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, ripetibile
è oggettiva e ricade nelle leggi “Naturali”
Tecnologia
EROEI
(Elliott)
EROEI
(HoreLacy)
Grande idroelettrico
Mini idro
Petrolio “anni d’oro”
Petrolio oggi
50-250 50-200
30-270
50-100
515[1]
Eolico
5-80
Nucleare
5-100
Fotovoltaico a film sottile
20
10-60
Fotovoltaico
convenzionale (silicio)
Carbone
3-9
4-9
2-7
7-17
Gas Naturale
Biomassa
EROEI
Altri
autori
<1[2]
2580[3]
<1[4]
5-6
3-5
5-27
EROEI < 1 è una perdita da subito
EROEI = 1 è una perdita fino alla fine, forse pareggeremo Etanolo
EROEI > 5 è la stima di EROEI minimo necessario per
Sabbie bituminose
garantire il sostentamento della Società
0.6[5]1.2[6]
<1?
Ing. Andrea Fanelli
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12
EROEI 2
L’EROEI delle risorse energetiche di
STOCK si riduce sempre col tempo
(miniere/pozzi scomodi)
(minerale meno concentrato)
(petrolio di minor pregio:
light => heavy, sweet => sour)
Ing. Andrea Fanelli
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13
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”.
Ing. Andrea Fanelli
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14
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.).
Ing. Andrea Fanelli
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15
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 ……..
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
16
FINE
Grazie per l’attenzione
Andrea Fanelli
[email protected]
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
17
Per
Approfondire
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
18
extra 1
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
19
extra 1 bis
7
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
20
extra 2
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
21
extra 6
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
22
extra 3
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
23
extra 10
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
24
extra 4
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
25
extra 7
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
26
extra 8
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
27
extra 20
Prof. Charles A. S. HALL
Ing. Andrea Fanelli
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28
extra 9
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
29
extra 11
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
30
extra 12
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
31
extra 5
Ing. Andrea Fanelli
[email protected]
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