Bar-Camp: Jam Session di buone pratiche e progetti innovativi EROEI ed Energia Grigia Strumenti per la valutazione delle scelte energetiche Ing. Andrea Fanelli Associazione ASPO Italia

Argomenti della presentazione Premessa Il Mondo e le Regole del gioco La Popolazione nel tempo Situazione Energia e Materie prime Scenari, previsioni ed Azioni Alcuni Strumenti per Valutare Consapevolmente da ROI ad EROEI valutare e sfruttare l’Energia Incorporata (Nascosta, Grigia, “Embedded”, LCA) Ing. Andrea Fanelli 2

Il nostro Mondo Ing. Andrea Fanelli 3 Il mondo è grande, ma “finito” Foto da archivi NASA Non si scende e non si può fare il pieno ….

Le Regole del Gioco Ing. Andrea Fanelli 4

Energia e Materia – Flusso e Stock Ing. Andrea Fanelli 5 Petrolio, Gas (idrocarburi fossili) Uranio (minerali fissili) Materie prime (minerali) Energia (Trasformazioni) Aria Acqua Sole 6500°C Energia (Flusso) Terra Cibo Calore interno 6500°C Rotazione terrestre Energia chimica Accumulo di energia solare (stock) Energia nucleare (fisica - fissione) (stock) Energia termica e meccanica (fisica - stock) Nessuna Energia o Materia è infinita Permesse solo trasformazioni tra vari tipi di energia (1° principio) Flusso energia sempre da “Temperature Alte” a “Temperature Basse” (2° principio - entropia) Rendimento delle trasformazioni è sempre minore di 1 Energia Eolica (derivata dal Sole) Energia Idraulica (derivata dal Sole) Energia (Flusso) Energia Solare diretta 14°C 287°K -269°C 4°K

Energia e Materia – Flusso e Stock 2 Ing. Andrea Fanelli 6 Solare diretto ed indiretto è abbondante Solare termico (bassa ed alta temperatura) Solare fotovoltaico Eolico (derivato dal Sole) Idro (derivato dal Sole) Parecchie materie prime sono “in riserva” (non c’è il tappo per fare il pieno e non c’è neanche la stazione di servizio)

Popolazione nel Tempo Ing. Andrea Fanelli 7 oltre 7 miliardi mettendo in scala temporale Primo pozzo di petrolio Piccola era glaciale Carestie in Europa Crisi banche di Firenze Peste nera Termodinamica 1858 Piramidi 2700 AC Agricoltura AC Colosseo 78 DC

Picco del Petrolio (della estrazione in genere) Ing. Andrea Fanelli 8 Marion K. Hubbert – Marzo 1956

La Situazione Energie FOSSILI Ing. Andrea Fanelli 9 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.

LTG - Oggi, 2013, è una Previsione Facile Ing. Andrea Fanelli 10 Il modello WORLD3, del 1970, fu usato per simulare degli scenari generali a sinistralo scenario “Base” (nessun intervento coordinato) è stato verificato negli ultimi 30 anni (figura a destra Per le Risorse siamo al punto di svolta Limiti fisici alla CRESCITA e non allo Sviluppo

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 Ing. Andrea Fanelli 11

ROI ed EROEI Ing. Andrea Fanelli 12 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 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” EROEI < 1 è una perdita da subito EROEI = 1 è una perdita fino alla fine, forse pareggeremo EROEI > 5 è la stima di EROEI minimo necessario per garantire il sostentamento della Società

extra 9 Ing. Andrea Fanelli 13

extra 11 Ing. Andrea Fanelli 14

extra 12 Ing. Andrea Fanelli 15

EROEI 2 Ing. Andrea Fanelli 16 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)

extra 4 Ing. Andrea Fanelli 17

Energia “Grigia” (Incorporata, Embedded) E’ tutta l’energia utilizzata per costruire gli oggetti. Si calcola sommando tutto: – ricerca minerale, estrazione, trasporto, gestione scarti (?!?!) – semilavorati, trasporti, magazzini – progettazione, lavorazioni finali, assemblaggio, imballaggio – trasporto, vendita, assistenza – uso, dismissione corretta (?!?!) Le materie prime a bassa concentrazione richiedono molta energia per essere rese utilizzabilimaterie prime a bassa concentrazione – minerali meno pregiati/concentrati  “costo energetico” “alta tecnologia”  molta energia “grigia”. Ing. Andrea Fanelli 18

Energia “Grigia” Energia “Grigia” (Incorporata, Embedded) 2 “Usa e getta”  spreco di tutta l’energia congelata I prodotti non riparabili obbligano a sprecare Gli imballaggi eccessivi (Overpackaging) peggiorano lo spreco – ed aumentano il volume ed il peso dei rifiuti, spesso difficili da riciclare I materiali compositi, sono difficili/impossibili da riciclare – disperdono maggiori quantità di materiale ed energia plastiche accoppiate, fibre e resina laminati di rivestimento, pannellaure, adesivi plastiche con ritardanti di fiamma e cariche inerti/coloranti, ecc. Ing. Andrea Fanelli 19

Grigia 4 Ing. Andrea Fanelli 20 Grazie a Mirco Rossi – ASPO Italia

Grigia 3 Ing. Andrea Fanelli 21 Grazie a Mirco Rossi – ASPO Italia

extra 8 Ing. Andrea Fanelli 22

Ing. Andrea Fanelli 23 Grigia 5

Conclusioni Non servono sempre conti precisi; per iniziare basta porsi la domanda: è veramente utile? 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 stima energetica delle conseguenze delle vostre scelte. Ing. Andrea Fanelli 24

FINE Grazie per l’attenzione Andrea Fanelli Ing. Andrea Fanelli 25

Per Approfondire Ing. Andrea Fanelli 26

extra 1 Ing. Andrea Fanelli 27

extra 1 bis Ing. Andrea Fanelli 28 7

extra 2 Ing. Andrea Fanelli 29

extra 6 Ing. Andrea Fanelli 30

extra 3 Ing. Andrea Fanelli 31

extra 10 Ing. Andrea Fanelli 32

extra 7 Ing. Andrea Fanelli 33

extra 20 Ing. Andrea Fanelli 34 Prof. Charles A. S. HALL

extra 5 Ing. Andrea Fanelli 35

Grigia 1 Ing. Andrea Fanelli 36 Grazie a Mirco Rossi – ASPO Italia

Grigia 2 Ing. Andrea Fanelli 37 Grazie a Mirco Rossi – ASPO Italia

Ing. Andrea Fanelli 38 Grigia 5

Extra “System Dynamics” Ing. Andrea Fanelli 39

Ing. Andrea Fanelli 40 Tecnologia EROEI (Elliott) EROEI (Hore- Lacy) EROEI Altri autori Grande idroelettrico Mini idro Petrolio “anni d’oro” Petrolio oggi 5-15 [1] [1] Eolico Nucleare <1 [2] [2] Fotovoltaico a film sottile [3] [3] Fotovoltaico convenzionale (silicio) <1 [4] [4] Carbone Gas Naturale Biomassa Etanolo 0.6 [5] [6] [5] [6] Sabbie bituminose <1?

“Leggi Naturali” “Leggi Economiche” Ing. Andrea Fanelli 41 L'ENERGIA SI TRASFORMA  non si PRODUCE, non si CREA L'ENERGIA FLUISCE e si DEGRADA  Dal Sole (6.300 °K) allo Spazio (4 °K)  passando per la Terra (media 14 °C = 287 °K)  Il flusso è IRREVERSIBILE, ENTROPIA RINNOVABILE  Energie di “FLUSSO” (Solare, Eolico, Idroelettrico,...) Alcune parole che non hanno significato  Energia ALTERNATIVA, Energia VERDE carbone PULITO, … Le “leggi” dell’Economia classica e Neo-classica NON considerano l’Energia La BIO-ECONOMIA sta da qualche tempo ampliando e correggendo le leggiBIO-ECONOMIA economiche per tenere conto in modo coretto di Materia ed Energia