L’ENERGIA Materiali di approfondimento - Gruppo Hera · Quando sentiamo la parola energia di solito la nostra mente pensa subito a degli oggetti: lampadine, ... energia elettrica,

L’ENERGIA

Materiali di approfondimento

L ’ I T I N H E R A R I O I N V I S I B I L E

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L'ITINHERARIO INVISIBILE L'Energia – Materiali di approfondimento © tutti i diritti riservati Gruppo Hera Testi realizzati da: Gianluca Ricciato per Anima Mundi

Supervisione testi: Fausto Ferraresi / Divisione Teleriscaldamento Hera S.p.A., Franco Buscaroli / Divisione Teleriscaldamento Hera S.p.A., Barbara Folchi, Loredano Querzè / Hera Bologna, Stefania Santacroce / Relazioni Esterne Hera S.p.A. Coordinamento Redazionale: Daniele Vignatelli per Anima Mundi Impaginazione: Alessandra Gariup e Sandra Vandelli per Anima Mundi Edizione giugno 2008


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Indice

L’energia: la parola 4

L’energia: il viaggio 4

L’energia alternativa 8

L’energia: i problemi 8

L’energia: le soluzioni attuali 9

L’importante è non disperdere! 13

Produzione e consumo di energia elettrica in Italia 13


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L’energia: la parola Quando sentiamo la parola energia di solito la nostra mente pensa subito a degli oggetti: lampadine, tralicci, prese della corrente, elettrodomestici. Gli oggetti cioè che vengono fatti funzionare o che servono al percorso di un tipo particolare di energia: quella elettrica. Questo perché la società in cui viviamo è totalmente dipendente da questo tipo di energia. Ma se ci soffermiamo più a lungo sulla parola energia iniziano ad arrivare altri input, ad esempio quelli legati all’uso comune che facciamo di questa parola: “sprecare energie”, “avere un’energia interiore”, “energie positive o negative”, etc. (energia spirituale). Oppure all’energia che fa spostare grandi masse, l’energia di una grande cascata o di una moderna automobile veloce (energia cinetica). Sia nel primo che negli altri casi ci rendiamo conto di avere a che fare con qualcosa che è difficile comprendere e definire, una cosa astratta insomma, che si oppone a quello che concretamente possiamo vedere e toccare, cioè la materia. In realtà, almeno da Einstein in poi, gli studiosi di fisica hanno capito che le cose sono un po’ più complesse, che il rapporto tra materia ed energia non è così distinto, che ad esempio ogni essere vivente ha una sua energia interna alla propria massa per il solo fatto di esistere, di vivere (energia chimica). L’energia quindi è qualcosa di più, anzi molto di più della sola energia elettrica, è qualcosa che è intimamente legata alla vita: è per questo che i modi in cui noi la utilizziamo possono favorire o sfavorire la vita. Cerchiamo quindi di scoprire da vicino quali sono questi modi, quali sono i tipi di energia che usiamo di più e quali sono le loro fonti.

L’energia: il viaggio

Proviamo a descrivere le tappe del percorso che compie l’energia più famosa nella nostra società, che è l’energia elettrica come abbiamo visto, partendo dagli oggetti che abbiamo in casa e che si alimentano di energia elettrica: lampadine, computer, televisori, lavatrici, stereo, playstation, frigoriferi, phon…insomma, tutti gli elettrodomestici!


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Prenderemo il computer come simbolo di tutti gli elettrodomestici. Nell’affrontare questo viaggio vedremo che molti metodi con cui produciamo energia sono metodi che ormai possiamo considerare “antichi”, poiché si basano sulla combustione delle fonti fossili, che ormai da più di 200 anni sono alla base delle attività industriali della nostra società.1 ATTENZIONE: il viaggio dell’energia elettrica sarà a ritroso, dal punto finale a quello iniziale, non dimenticatelo!

� Prima tappa: il computer

� Seconda tappa: il contatore

1 Più esattamente la nostra società inizia a basare la produzione sulle fonti fossili, a partire da quella che gli storici chiamano Prima Rivoluzione Industriale (1780 circa), e in particolare dall’invenzione della macchina a vapore in Inghilterra che utilizzava come fonte fossile il carbone.

Il computer, come tutti gli elettrodomestici, è un supporto materiale che utilizza energia elettrica per svolgere attività richieste dagli esseri umani. Dagli anni ’50 agli anni ’90 del secolo scorso, le nostre case si sono riempite di questi “supporti”, dai primi frigoriferi ai televisori fino ad arrivare agli ultimi personal computer. In questi decenni, quindi, la richiesta di energia elettrica per far funzionare tutti gli elettrodomestici di ogni abitazione è aumentata notevolmente, ed è aumentata di conseguenza anche la produzione industriale di energia elettrica. Questo, come vedremo, ha generato vari problemi sociali ed

ambientali, tra cui quello denominato effetto serra.

Il contatore è un dispositivo presente in ogni casa che controlla e misura il numero di volte in cui si verifica un evento. In particolare, il contatore dell’energia elettrica controlla il passaggio dell’elettricità dall’esterno all’interno delle nostre case, proteggendole da eventuali sovraccarichi o cortocircuiti, e misura questo passaggio in watt all’ora (w/h), che è l’unità di misura dell’energia elettrica, appunto. I contatori delle nostre case di solito hanno una potenza massima di 3 kW (3 kilowatt = 3000 watt).


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� Terza tappa: la distribuzione

� Quarta tappa: la centrale termoelettrica

I contatori come abbiamo visto, sono il punto di passaggio tra l’esterno e l’interno delle nostre case. Essi sono direttamente collegati verso l’esterno a un sistema di distribuzione dell’energia elettrica costituito da: - linee elettriche (pali e tralicci) ad alta, media o bassa tensione. La tensione, cioè la potenza di energia elettrica calcolata in Volt (V), è il motivo per cui alcune di queste linee di trasmissione presentano il segnale “pericolo di vita”; - cabine e trasformatori, che permettono di abbassare la tensione dell’energia elettrica in arrivo verso le

nostre abitazioni.

Le centrali termoelettriche sono le principali produttrici italiane (ma non le uniche!) di energia elettrica. Sono sistemi industriali complessi e ce ne sono di diversi tipi, le più vecchie sfruttano il calore sprigionato dalla combustione di materiali fossili quali il petrolio e il carbone per produrre energia elettrica, le più moderne, dette anche “a ciclo combinato”, utilizzano per lo più combustibili leggeri quali metano e gasolio. Il problema principale delle centrali termoelettriche, soprattutto delle più vecchie, sono le emissioni di elementi gassosi quali gli ossidi di azoto o di carbonio, tra cui la famosa anidride carbonica (biossido di carbonio, CO2), che provocano

l’effetto serra.


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� Quinta tappa: le fonti fossili

� Sesta tappa: la sostanza organica

Le fonti fossili dell’energia sono i combustibili fossili che vengono estratti e trasportati nelle centrali termoelettriche. Essi sono: il petrolio, il carbone e il gas naturale (di cui il principale componente è il metano). Essi hanno il grande vantaggio di avere una grande energia interna accumulata, che si sprigiona attraverso la combustione e viene trasformata in energia elettrica. Tuttavia, soprattutto negli ultimi decenni quasi tutti ormai conoscono lo svantaggio di utilizzare i combustibili fossili in questo modo: sono una fonte non rinnovabile in tempi brevi, e ciò significa che le fonti fossili sono in via di esaurimento; le fasi di estrazione, stoccaggio e trasporto possono presentare grossi problemi di inquinamento, come ad esempio i disastri marini delle petroliere; durante la combustione, come abbiamo visto, causano l’effetto serra; l’approvvigionamento delle fonti

fossili è causa di grosse tensioni sociali e internazionali.

Grazie all’azione del tempo e degli agenti atmosferici nella biosfera, tutto ciò che un tempo era vita, cioè sostanza organica vivente, oggi è conservato nella “pancia” della Terra. Sono questi i fossili, che un tempo erano alberi, piante, animali terrestri e marini. In particolare, quelle che prima erano le foreste ora sono carboni fossili, mentre la vita acquatica degli oceani si è lentamente trasformata in petrolio. Grazie a questo processo, che è il principale processo della vita terrestre, i combustibili fossili hanno accumulato una notevole quantità di energia chimica, motivo per cui la nostra società ha voluto sfruttarli così tanto. Ma da dove viene dunque questa energia chimica?

Quale sarà la settima e ultima tappa?


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Settima tappa: il Sole

Il Sole è la fonte di energia chimica accumulata dai combustibili fossili, è la fonte da cui provengono le radiazioni luminose che permettono la fotosintesi clorofilliana delle piante (grazie alla fotosintesi infatti esiste la vita da milioni di anni sulla Terra). Ma il Sole è anche la fonte principale di calore, senza il quale la Terra avrebbe un habitat inospitale per ogni tipo di vita. E’ per questo che tutti gli esseri umani hanno sempre ringraziato questa che è la stella più importante, e alcuni popoli lo hanno addirittura venerato come un Dio, dedicandogli riti e rappresentazioni (come quella che si vede in questa fotografia). A questo punto a qualcuno forse verrà spontanea una domanda: perché non utilizziamo direttamente il Sole per produrre l’energia che ci serve nella nostra vita quotidiana? In realtà già da molti anni, a causa dell’aumento dell’inquinamento derivato dalle fonti fossili, qualcuno si è posto questa domanda e ha iniziato a lavorare alle risposte! Nelle prossime pagine conosceremo alcune tra queste risposte e i problemi che hanno incontrato sulla loro strada. L’energia alternativa

La risposta alla domanda: “possiamo utilizzare direttamente il Sole per produrre l’energia che ci serve?” oggi possiamo dire che è affermativa. In tutto il mondo ormai, a cominciare da alcuni Stati che sono stati i pionieri delle nuove tecnologie “solari” (a partire dalla Germania), è possibile produrre energia elettrica e termica direttamente attraverso il Sole. Ma il punto più importante è stato che la coscienza ecologica di un numero sempre più grande di persone ha sviluppato una serie di studi differenti sul modo migliore di sfruttare non solo le radiazioni luminose, ma soprattutto il calore che il Sole ci regala. Non dimentichiamo, infatti, che accanto ai consumi di energia elettrica ci sono quelli di energia termica, cioè del riscaldamento di cui abbiamo bisogno durante l’inverno e che otteniamo ancora attraverso le fonti fossili, con un viaggio simile a quello che abbiamo appena visto per l’energia elettrica. Il Sole, così come il vento, l’acqua, le biomasse, il moto delle maree, l’energia geotermica (cioè il calore presente sottoterra) sono le fonti rinnovabili o pulite di energia. Si chiamano così perché non si esauriscono come le fonti fossili e non inquinano durante il processo produttivo di energia (oppure inquinano in maniera molto minore e tale che l’ecosistema non ne risenta in modo irreversibile).


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Alcuni esempi di tecnologie che sfruttano le fonti di rinnovabili di energia.

- pale eoliche che generano energia elettrica grazie al moto del vento - esempio di microturbina idroelettrica che sfrutta il movimento dell’acqua per generare l’energia elettrica; - pannelli fotovoltaici che generano energia elettrica al contatto con le radiazioni luminose del Sole - modello di stufa a pellets, tecnologia per l’energia termica (riscaldamento) che sfrutta le biomasse (truciolini, cippato, resti della lavorazione agricola) - schiera di pannelli solari termici che accumulano calore direttamente dal sole e lo cedono all’acqua sanitaria che si usa nelle abitazioni o, in alcuni casi, a quella che serve per il riscaldamento


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L’energia: i problemi Come abbiamo già visto finora, sono non pochi e non di facile soluzione i problemi legati all’approvvigionamento energetico. Riguardano lo stato di salute della Terra, la politica mondiale, le possibilità economiche dei popoli. Ma soprattutto, due tra i più grandi problemi pratici del passaggio dalle fonti fossili tradizionali alle energie rinnovabili, sono la conversione di tutto il sistema produttivo e l’adozione di tecnologie appropriate per l’efficienza e il risparmio energetico. In realtà sono due lati di uno stesso problema, che potremmo definire “difficoltà di praticare i cambiamenti in campo energetico”. In parole più facili, significa che esistono grandi industrie già funzionanti, come le centrali termoelettriche che abbiamo visto, ma anche le centrali nucleari (che in Italia non esistono più), e un sistema economico legato alle attività di queste industrie che non è facile eliminare da un momento all’altro: persone che lavorano in queste industrie, nelle fabbriche che costruiscono i materiali per le centrali, in tutte le fasi del trasporto e dell’utilizzo delle fonti fossili (petrolio, carbone e metano) dai luoghi di estrazione, di solito lontani dall’Italia, fino alle nostre case. Nondimeno, gli edifici e le strutture pubbliche e private d’Italia spesso non sono dotate di efficaci metodi o tecnologie per l’efficienza e il risparmio energetico. Questo vuol dire che molta parte di energia elettrica e termica prodotta viene sprecata, cioè letteralmente buttata dalla finestra perché viene utilizzata male. Facciamo un esempio che a molti è familiare: il riscaldamento centralizzato dei condomini. Chi vive in condominio spesso si trova ad avere durante l’inverno una temperatura elevata nella propria casa. Ci sono addirittura delle abitazioni che arrivano a 30°, quando la legge dice che la temperatura nelle abitazioni dovrebbe oscillare tra 18° e 20° (provate anche voi a misurare la temperatura delle vostre case!). Questo succede perché molti sistemi condominiali di riscaldamento sono privi di un sistema di controllo integrato, che permetta di regolare dall’interno la temperatura di ogni appartamento, per cui avviene che per riuscire a riscaldare le case più esposte, ad esempio quelle agli ultimi piani, che hanno bisogno di maggiore calore, occorre aumentare il riscaldamento dell’intero condominio, arrivando alle punte massime di cui dicevamo prima (30°). E cosa facciamo quando a casa fa troppo caldo o c’è un’aria troppo secca? Apriamo le finestre e buttiamo fuori il calore che sta producendo il termosifone, che a sua volta viene prodotto da una caldaia o da una centrale che sta sfruttando le fonti fossili. Questo che abbiamo descritto è un esempio di spreco di energia termica, ma ce ne sarebbero moltissimi altri da fare, anche in relazione all’energia elettrica.


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L’energia: le soluzioni attuali L’approvvigionamento delle fonti fossili è diventato un problema così grosso che ogni giorno sentiamo parlare ormai di “aumento del prezzo del barile” del petrolio. Oppure di accordi internazionali per la vendita di gas e la costruzione di gasdotti. O anche di cittadini che si oppongono alla costruzione di nuove centrali termoelettriche sul proprio territorio. Se tutto questo è indice dell’impossibilità di continuare con le vecchie modalità di produzione di energia, ciò significa che è urgente ricercare nuovi modi di produzione già da subito. Abbiamo visto che le energie rinnovabili e il risparmio energetico possono essere le soluzioni, ma abbiamo anche visto i motivi tecnici, sociali e culturali per cui ciò sta avvenendo a rilento. Ora vedremo alcune delle soluzioni attuali per la produzione di energia che non rientrano nelle forme classiche di produzione, ma non si possono ancora considerare “energia rinnovabile”. Sono piuttosto dei passaggi intermedi che hanno dei vantaggi e degli svantaggi, ma sono indice di un primo tentativo di modificare l’attuale sistema di produzione.

Il termovalorizzatore

Il termovalorizzatore, o inceneritore2 con recupero energetico, è un impianto che permette di smaltire rifiuti urbani attraverso la loro combustione e contemporaneamente produrre energia elettrica e termica sfruttando il potere calorifico presente nei materiali usati, composti essenzialmente dai rifiuti non differenziati e quindi contenenti sia materiali secchi che umidi (organico e carta). Questo metodo esiste da più di 100 anni, ma durante il secolo scorso questa tecnica di smaltimento si è notevolmente evoluta, arrivando a sfruttare al massimo la possibilità di

2 Il termine “termovalorizzatore” è un neologismo italiano che genera molte discussioni tra posizioni diverse. Chi lo usa sostiene che è più esatto parlare di “termovalorizzazione” al posto di “incenerimento” in riferimento a quegli impianti che possiedono moderne tecnologie per il massimo recupero di energia dalla combustione dei rifiuti. I suoi oppositori, al contrario, ritengono fuorviante usare questo termine perché ne mette in evidenza solo gli aspetti positivi rispetto a quelli negativi legati all’inquinamento ambientale.

Qui a lato, un esempio di condominio sostenibile del progetto CasaClima della provincia di Bolzano, in Alto Adige. Attraverso questo progetto, la provincia di Bolzano ha favorito la nascita di molte abitazioni, singole o condominiali, pubbliche o private, a basso consumo energetico. Questi edifici hanno bisogno di un’energia termica molto minore rispetto a quelli tradizionali (circa 3 volte di meno) in quanto sono costruiti con i criteri della bioedilizia e della bioarchitettura, che sfruttano al meglio la luce e il calore naturali del Sole e disperdono pochissimo calore, grazie ai sistemi di isolamento termico.


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produrre energia dai rifiuti, e a questo scopo si sono attuate rimodernizzazioni di vecchi impianti e progettazione di nuovi.

L’importanza di questo tipo di impianti è legata soprattutto al fatto che essi si trovano ad un nodo cruciale di due problemi molto importanti della nostra epoca: lo smaltimento dei rifiuti e la produzione di energia. Se riguardo all’energia abbiamo già visto che l’aumento del benessere ha significato anche aumento della richiesta energetica, sia di quella elettrica che di quella termica, d’altra parte la nostra società viene anche chiamata da molti studiosi società dei consumi, proprio perché, rispetto ad altre civiltà del passato, noi siamo abituati ad adoperare oggetti e a disfarcene dopo poco tempo. Alla fine del viaggio della produzione di beni e servizi c’è una quantità grandissima di materiale chiamato “rifiuto” e che poco prima erano gli stessi mezzi con cui vivevamo, compresi gli elettrodomestici che sono tra i rifiuti più difficilmente smaltibili. Ma basta pensare all’aumento esponenziale di supporti quotidiani in plastica o in carta (tovaglioli, fazzoletti, bottiglie, bicchieri, piatti, posate, imballaggi vari) che sono stati letteralmente inventati dalla società dei consumi. Bisogna ricordare infine che in Natura nulla si crea e nulla si distrugge, cioè i cicli di vita naturali non producono materiale di scarto, ma solo residui di materia vivente che viene riassorbita nella “rete della vita”. Solo gli esseri umani producono quello che noi conosciamo come “rifiuti”, motivo per cui non è possibile considerare l’energia proveniente da rifiuti, energia proveniente da fonti naturali e rinnovabili perché in realtà i rifiuti sono prodotti da materie prime che non vengono facilmente riassorbite in natura e vanno consumandosi. Detto questo, sicuramente il termovalorizzatore ha il vantaggio rispetto alle centrali termoelettriche di non essere dipendente da materia prima importata, come lo sono le fonti fossili, e di servirsi di una materia presente sul territorio. Inoltre il suo funzionamento, riduce la quantità di rifiuti che dovrebbero andare in discarica, e quindi allevia molte situazioni d’emergenza, soprattutto nel nostro paese dove lo smaltimento dei rifiuti non è sempre stato fatto nel modo giusto, e in molti territori mancano ancora sistemi efficienti di raccolta differenziata e di riduzione degli imballaggi.

Primo impianto d'incenerimento in Germania (Hamburg-Hammerbrook, 1895)

Fonte Wikipedia.it


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La cogenerazione La co-generazione, cioè doppia generazione di energia, è una tecnica di produzione contemporanea di energia elettrica e termica da un’unica energia di partenza, che può essere quella delle fonti fossili ma anche delle fonti rinnovabili. L’Italia vanta un brevetto del 1973, chiamato Totem: l’autore è un ex ingegnere della Fiat, Mario Palazzetti, che ebbe l’idea di unire il motore di una 127 (vecchia auto della Fiat) con un alternatore (generatore di energia elettrica). In questo modo riuscì a produrre energia elettrica e allo stesso tempo ad intercettare i gas di scarico del motore per produrre calore, cioè energia termica.

Un’immagine del termovalorizzatore del Frullo, gestito dalla società FEA a maggioranza Hera. Nato all’inizio degli anni ’70, ha subito dopo circa vent’anni di attività una serie di ampliamenti e di ammodernamenti, compreso l’inserimento di un cogeneratore per la co-produzione di energia elettrica e termica, fino alla realizzazione del nuovo impianto che è entrato in esercizio nel 2005 e che ora produce 27,9 MWh termici di picco per il sistema di teleriscaldamento e 22 MWh/h di energia

elettrica.


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Alcune aziende che producono energia in Italia hanno deciso da un po’ di tempo di sfruttare questa invenzione, costruendo nuove centrali o adeguando vecchi impianti con la tecnica della cogenerazione. Un esempio è l’impianto Ecocity di Casalecchio di Reno, cogeneratore di nuova costruzione che ha una capacità di produzione di circa 30000 kilowatt, 26000 di energia termica e 4000 di energia elettrica. L’energia termica prodotta fornisce il riscaldamento ad alcune zone della città, con un sistema chiamato teleriscaldamento. Il termovalorizzatore del Frullo che abbiamo incontrato a pag. 9, ha potenziato la sua capacità e ridotto le emissioni, attraverso l’installazione di sofisticati sistemi di abbattimento fumi. Pur restando quindi una tecnica non totalmente ecologica, la cogenerazione ha il grande vantaggio di ridurre il danno delle emissioni rispetto alle centrali termoelettriche. Queste ultime infatti (vedi pag. 6), riescono a convertire meno della metà dell’energia dei combustibili in energia utile: si va dal 33% circa delle più vecchie centrali al 55% delle nuove, chiamate “centrali a ciclo combinato”. Un sistema di cogenerazione, invece, grazie al recupero dei gas di scarico, ha un’efficienza dell’88%! Si può facilmente calcolare quindi quanta riduzione di inquinamento si potrebbe avere anche solo sostituendo i vecchi impianti con i sistemi di cogenerazione. E’ per questo motivo che la cogenerazione può essere considerata un esempio di tecnologia ad alta efficienza energetica.

Il cogeneratore dell’EUZ, il centro studi per l’Energia e l’Ambiente di Hannover, in Germania. E’ un esempio di micro-cogenerazione, come il Totem, cioè è costruito per fornire i servizi energetici per una piccola abitazione. Modelli di questo tipo vengono utilizzati anche per i fabbisogni di energia elettrica e termica di alcuni condomini, soprattutto in Nord-Europa.


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L’importante è non disperdere! L’importanza dell’efficienza energetica degli impianti, dell’introduzione di tecnologie appropriate al contenimento delle emissioni e soprattutto di comportamenti quotidiani attenti al risparmio energetico, sono alcuni dei punti fondamentali per iniziare a vivere una nuova epoca in cui la vita umana diventi più attenta ai problemi ecologici. Per chi non lo sapesse, la parola ecologia vuol dire studio della nostra casa, cioè studio della nostra prima e fondamentale dimora che è la Terra. Iniziare ad avere comportamenti sostenibili, come quello di non sprecare energia, è quello che ognuno di noi può fare per iniziare questo nuovo viaggio verso una migliore esistenza nella nostra casa comune che chiamiamo Terra. L’altro passo è quello di usare le nostre capacità per divenire consapevoli e far conoscere, a chi ancora non li conosce, i vantaggi che tutti possiamo avere attraverso l’utilizzo delle nuove forme di energia pulita. La geotermia Tutte le fonti energetiche, primarie e secondarie, rinnovabili e non rinnovabili, hanno come sorgente d’origine il Sole. L’unica fonte energetica proveniente dalla Terra è la Geotermia. Il calore della Terra è infatti un’energia naturale rinnovabile che da sempre accompagna l’evoluzione dell’uomo sul pianeta. Si tratta quindi di energia inesauribile nel tempo e in grado di contribuire alle nostre richieste energetiche senza compromettere l'ambiente e le risorse per le generazioni future. Le centrali geotermiche utilizzano il calore delle profondità terrestri. La temperatura interna del nostro pianeta aumenta a mano a mano che si scende verso il centro, ed aumenta di circa 3°C per ogni cento metri di profondità. A contatto con il calore delle rocce, l'acqua si riscalda e forma i serbatoi geotermici, dove l'alta temperatura è mantenuta da uno spesso strato di rocce impermeabili. Successivamente, aperture naturali o artificiali permettono lo sfruttamento del calore e la produzione di energia di tipo geotermico. Nel nostro territorio sono stati individuati dei serbatoi geotermici, dove si sono costruite delle centrali geotermiche. Il più famoso è il sito geotermico di Larderello in Toscana: in quella zona, nel 1827, si trovava un’industria che estraeva acido borico dalle acque calde. Francesco Larderel (a cui si deve il nome di Larderello) inventò un sistema per sfruttare il calore dei fluidi nel processo di evaporazione, convertendo il calore in energia meccanica per l’utilizzo di pompe. In quell’area, tra il 1910 e il 1940 si avviò l’utilizzazione a bassa pressione del vapore per il riscaldamento di edifici residenziali ed industriali.

Prima immagine: produzione separata di calore ed elettricità Seconda immagine: cogenerazione di calore ed elettricità. Le frecce grigie indicano ad occhio la quantità di gas inquinanti. Come vediamo, nell’immagine relativa alla cogenerazione la freccia grigia è molto più sottile.


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Il primo tentativo di produrre elettricità dall’energia contenuta nel vapore geotermico è stato fatto a Larderello nel 1904. Oggi sono installati alcuni fra i più grandi impianti geotermoelettrici del mondo. Il successo di questo esperimento mostrò il valore industriale dell’energia geotermica e segnò l’inizio di una forma di sfruttamento che è ora diffuso in molti paesi del Mondo. La produzione di energia Si sfruttano raggruppamenti di fluidi geotermici, essenzialmente composti da acqua meteorica e vapore, a temperature molto elevate (oltre 300°C). Tale fluido sotto forma di vapore viene inviato in una turbina per la produzione di energia elettrica oppure, attraverso uno scambiatore di calore, può cedere la sua energia ad un altro fluido vettore ed infine essere ripompato nel sottosuolo. In questo ultimo caso si parla di impianto a ciclo binario. E’ sufficiente che il fluido abbia una temperatura di 120° C per poter essere utilizzato, ovviamente maggiore è la temperatura del fluido, maggiore è l’energia potenzialmente producibile. I consumi Oggi gli impianti geotermici italiani hanno una potenza complessiva di oltre 600 MW e producono quasi 5 mila GWh ogni anno, che corrispondono a quasi il 2% dei consumi elettrici del paese e a circa il 10% di tutta la produzione geotermoelettrica del mondo. Ma la geotermia può essere sfruttata anche per altre applicazioni, oltre alla produzione di energia elettrica. Come ad esempio il riscaldamento, utilizzando specifiche centrali di teleriscaldamento dove l'acqua, di solito a temperature inferiori a 100 C°, "trasmette" il calore che trasporta al fluido degli impianti di riscaldamento collettivi dei centri urbani. Produzione e consumo di energia elettrica in Italia Se guardiamo ai consumi italiani degli ultimi 15-20 anni, ci rendiamo subito conto che quello che si dice spesso riguardo alla necessità di adottare pratiche volte al risparmio energetico, viene disatteso dal continuo andamento in crescita dei consumi di energia. Esiste un trattato internazionale, ormai divenuto molto famoso, il cosiddetto Protocollo di Kyoto approvato da molti Stati, e in particolare quelli ricchi, che consiste nell’impegno preso da questi Stati di ridurre le proprie emissioni di CO2 (anidride carbonica) di almeno il 5% rispetto ai livelli del 1990. Anche l’Italia, come gli altri, ha ratificato questo impegno nel 2002, proponendosi di ridurre le proprie emissioni del 6,5%. Tuttavia, a causa delle difficoltà che abbiamo visto precedentemente, non solo l’Italia ha disatteso questo impegno, ma le emissioni sono aumentate finora del 9,9% (dato del marzo 2008). Oltre al danno ambientale, questo comporta pesanti sanzioni economiche che l’Italia deve pagare a causa della mancata riduzione delle emissioni, e che vengono stimate in termini economici con una cifra che si aggira intorno ai 4 milioni di euro al giorno (fonte: Kyoto Club, www.kyotoclub.org). Per farci un’idea della produzione e dei consumi italiani di energia elettrica, riporteremo alcune tabelle dei dati ufficiali italiani dei primi mesi del 2008, e alcuni confronti con i consumi precedenti.


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Figura 1

Figura 2

Consumi cumulativi di energia elettrica nella prima parte dello scorso anno (periodo gennaio-maggio 2007) Nella figura 1, troviamo i valori assoluti in GWh e, tra parentesi, le variazioni percentuali rispetto all'anno precedente. Possiamo notare un aumento consistente della produzione di energia eolica rispetto al 2006 (+56,6%), importante come dato relativo, ma che resta tuttavia un dato marginale se confrontato all’aumento della produzione, già altissima, di energia da fonte termoelettrica (+8,2%), che come abbiamo visto è la più inquinante. I consumi generali risultano aumentati del 2% negli ultimi due anni.

Nella figura 2, i consumi del mese di maggio 2008. Fonte: Terna - Rete Elettrica Nazionale S.p.A.


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Nella seguente tabella, elaborata dall’Autorità per l'energia elettrica e il gas (www.autorita.energia.it) su dati GRTN – TERNA, possiamo seguire l’andamento degli ultimi 5 anni sia per la produzione che per il consumo dell’energia elettrica in Italia (e anche per quanto riguarda l’energia importata ed esportata, punti F e G). I dati sono anche qui calcolati in Gwh (Gigawatt ore).

2003 2004 2005 2006 2007

A) Produzione lorda 293.865,1 303.321,1 303.671,9 314.090,3 314.353

B) Consumi dei servizi ausiliari 13.681,8 13.298,5 13.064,0 12.864,3 12.808

C) Produzione netta (A-B) 280.183,2 290.022,6 290.607,9 301.226,0 301.545

D) Destinata ai pompaggi 10.492,4 10.300,3 9.319,4 8.751,9 7.636

E) Produzione destinata al consumo (C-D) 269.690,8 279.722,3 281.288,5 292.474,1 293.909

F) Ricevuta da fornitori esteri 51.485,9 46.425,7 50.264,0 46.595,5 48.570

G) Ceduta a clienti esteri 518,3 790,8 1.109,5 1.610,6 2.640

H) RICHIESTA (E+F-G) 320.658,4 325.357,2 330.443,0 337.459,0 339.839

I) Perdite di rete 20.869,8 20.867,6 20.626,2 19.925,7 21.139

L) CONSUMI (H-I) 299.788,6 304.489,6 309.816,8 317.533,3 318.700

La tabella successiva invece individua l’andamento della produzione lorda di energia elettrica italiana suddivisa per fonte, durante il periodo 2002-2006. Come si può notare, l’aumentata richiesta (314.090 Gwh) è stata soddisfatta per la maggior misura da un potenziamento del termoelettrico (255.420). Anche qui i dati sono in Gwh e l’elaborazione è dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas su dati GRTN – TERNA.

2002 2003 2004 2005 2006

Solidi 35.447 38.813 45.518 43.606 44.207

Gas naturale 99.414 117.301 129.772 149.259 158.079

Prodotti petroliferi 76.997 65.771 47.253 35.846 33.830

Altri 15.788 16.406 17.945 18.207 19.304

Totale termoelettrico (A) 227.646 238.291 240.488 246.918 255.420


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Idroelettrico da pompaggi (B) 7.743 7.603 7.164 6.860 6.431

Idroelettrico (da apporti naturali) 39.519 36.674 42.744 36.067 36.994

Eolico 1.404 1.458 1.847 2.343 2.971

Fotovoltaico 4 5 4 4 2

Geotermico 4.662 5.341 5.437 5.325 5.527

Biomassa e rifiuti 3.423 4.493 5.637 6.155 6.745

Totale rinnovabili (C) 49.012 47.971 55.669 49.893 52.239

Totale (A+B+C) 284.401 293.865 303.321 303.672 314.090

"Prodotti petroliferi" comprende: olio combustibile, orimulsion, distillato leggeri, gasolio, coke di petrolio, bassi prodotti e altri residui della lavorazione del petrolio. "Altri" comprende: gas derivati, recuperi di calore ed espansione del gas compresso.

“Questo noi sappiamo: la Terra non appartiene all'uomo ma l'uomo appartiene alla Terra. Questo noi sappiamo.

Tutte le cose sono collegate come il sangue che unisce una famiglia. Tutte le cose sono collegate.

Qualunque cosa succeda alla Terra succede ai figli della Terra. L'uomo non ha tessuto la trama della vita: egli è un filo.

Tutto ciò che egli fa alla trama lo fa a sé stesso.”

Chief Seattle, capo indiano (1855)

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L’ENERGIA Materiali di approfondimento - Gruppo Hera · Quando sentiamo la parola energia di solito la nostra mente pensa subito a degli oggetti: lampadine, ... energia elettrica,