Università del Tempo Libero Le moderne tecnologie e la nostra vita quotidiana: come alcune grandi invenzioni hanno cambiato radicalmente la nostra vita Stefano Covino INAF / Osservatorio Astronomico di Brera

Le fonti energetiche primarie petrolio carbone gas naturale uranio (plutonio), torio deuterio, trizio energia idraulica, energia geotermica energia eolica (vento) energia solare (termica, fotovoltaica) combustibile derivato dai rifiuti (CDR) biomassa (legna da ardere) biocombustibili (bioetanolo, biogas) Fonti fossili Fonte nucleare Fonti rinnovabili

Gli usi prevalenti dell’energia Il fabbisogno prevalente di fonti energetiche riguarda: la produzione diretta di mobilità (trasporti) la produzione diretta di calore la produzione diretta di elettricità Nei paesi industriali avanzati 1/3 dell’energia primaria è utilizzato per produrre mobilità 1/3 dell’energia primaria è utilizzato per produrre calore 1/3 dell’energia primaria è utilizzato per produrre elettricità

Le risorse petrolifere teoriche Stima delle risorse petrolifere mondiali accessibili con tecnologie disponibili e quindi a costi di estrazione confrontabili con quelli correnti (“risorse convenzionali”): 1.020 miliardi di barili (Gbp). Al tasso di produzione attuale (24 Gbp/anno) queste risorse sono tali da garantire una produzione abbondante e a prezzi non dissimili da quelli correnti ancora per oltre 40 anni.

I fattori di indeterminazione Le stime delle risorse petrolifere mondiali sono affette da tre cause principali di errore in eccesso: si fondano sulle valutazioni dei paesi produttori e delle compagnie petrolifere (che hanno interesse a sovrastimare la loro capacità produttiva residua); si basano sull’assunzione che la produzione di greggio dai giacimenti possa rimanere costante - o crescere - nei prossimi anni senza particolari problemi tecnici; assumono che l’ultimo barile di petrolio possa essere pompato da un giacimento con la stessa facilità (e quindi allo stesso costo) del primo.

La dimensione di un giacimento petrolifero è sempre stimata con ampi margini di errore, e quasi sempre in eccesso. La parte del petrolio presente in un giacimento che è possibile e conveniente estrarre è anch’essa stimata in eccesso. I paesi produttori hanno convenienza a sovrastimare le proprie riserve per avere più rilievo in sede internazionale, per attrarre gli investimenti, per non perdere la capacità di ottenere prestiti. Sovrastimando le riserve a disposizione di una compagnia petrolifera si innalza il valore delle sue quotazioni borsistiche. I paesi dell’OPEC hanno un interesse particolare a gonfiare le stime delle loro riserve, dal momento che ciascun paese può esportare in proporzione alle riserve stimate.

Secondo la Petroconsultants di Ginevra è per i fattori citati che, anno dopo anno, e nonostante gli elevatissimi tassi di estrazione, le riserve mondiali di petrolio si mantengono costanti o addirittura aumentano. Alla fine degli anni Ottanta gli 11 paesi dell’OPEC hanno incrementato le stime delle loro riserve di circa 290 Gbp, senza alcuna giustificazione tecnicamente valida. Questo aumento corrisponde a 1,5 volte il quantitativo di petrolio complessivamente scoperto negli USA dalle origini del business petrolifero ad oggi!

Si tratta però forse di un’illusione: Le riserve mondiali di petrolio (stimate) sono dunque costantemente aumentate negli ultimi 20 anni. Estrapolando al futuro questa tendenza (apparente) la US Energy Information Administration ha concluso che la produzione di petrolio può continuare a crescere senza ostacoli per decenni. Si tratta però forse di un’illusione: negli anni Novanta le compagnie petrolifere hanno scoperto in media 7 Gbp all’anno; la produzione media degli anni Novanta è stata di 20 Gbp all’anno; ma anziché registrare una riduzione, le “riserve accertate” sono aumentate.

Una verità scomoda? Circa l’80% del petrolio oggi prodotto nel mondo proviene da giacimenti scoperti prima del ’73 La capacità produttiva della grande maggioranza dei giacimenti sta già declinando Le nuove scoperte hanno toccato un massimo all’inizio degli anni Sessanta e da allora hanno cominciato a diminuire. Alla fine degli anni Novanta il mondo disponeva di riserve per circa 1.000 Gbp la produzione cumulativa era stimabile in oltre 800 Gbp

FASE DI CRESCITA DELL’OFFERTA FASE DI CALO DELL’OFFERTA La curva di Hubbert Il ciclo di produzione del petrolio è descritto dalla curva di Hubbert. Il massimo della curva potrebbe essere raggiunto entro il 2010. Da allora in poi il mercato registrerà una progressiva contrazione dell’offerta. FASE DI CRESCITA DELL’OFFERTA FASE DI CALO DELL’OFFERTA ENTRO IL 2010

L’andamento dei prezzi PREZZO CORRENTE DI MERCATO Cosa accadrebbe ai prezzi se il mercato prendesse atto che le risorse petrolifere sono in via di esaurimento? Si avrebbero forti oscillazioni del prezzo del barile intorno a un prezzo medio progressivamente crescente… PREZZO MEDIO

Le prospettive future La domanda mondiale di greggio cresce attualmente del 2% all’anno. L’US Energy Information Administration prevede una crescita del 60% entro il 2020, quando la domanda raggiungerà 40 Gbp/anno. L’aumento della domanda ha riportato la quota OPEC a superare il 30% del mercato mondiale nei primi anni Duemila (come nel ’73). Sono quindi divenuti molto probabili (e lo stiamo verificando) drastici aumenti ricorsivi del prezzo del greggio. Un processo di autocontenimento della domanda come negli anni Settanta e Ottanta potrebbe determinare un prolungamento della vita economica delle risorse. Ma intorno al 2010 anche l’area mediorientale supererà il massimo della curva di Hubbert, e da quel momento la produzione mondiale dovrà inevitabilmente diminuire.

Le politiche di incentivazione Gli strumenti normativi Pianificazione energetica PNRE 1975 (Piano Nazionale per la Ricerca Energetica) PEN 1981 (Piano Energetico Nazionale) PEN 1985 PEN 1988 Provvedimento CIP 6/92 Provvedimento CIPE 137/98 Decreto Legislativo 79/99 Decreto Ministeriale 11.11.1999 (“Decreto 2%”) Decreto Ministeriale 22.12.2000 Decreto Ministeriale 29.03.2001 (“Decreto tetti fotovoltaici”) Dal 2002 in poi: deliberazioni dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas

Le politiche di incentivazione L’impegno finanziario 1975-2002 Impegno finanziario dello Stato per incentivare le fonti energetiche rinnovabili nel periodo 1981 - 2002: 98.902 miliardi di lire La somma è stata spesata sulla fiscalità generale e sulle tariffe elettriche. Sono esclusi i costi sostenuti attraverso l’ENEA per i programmi di ricerca e sviluppo.

Il fabbisogno energetico nazionale Il decennio1990 - 2000 PREVISIONE DEI VERDI ALLA CNE 1987 145

Il ruolo delle fonti rinnovabili I dati 1990 – 2001 (ENEA)

Il ruolo delle fonti rinnovabili Copertura del fabbisogno energetico complessivo dell’Italia: contributo delle FER: 7,2% fonti rinnovabili classiche (idroelettrico, geotermico, legna da ardere): 6,97%; contributo delle nuove FER (solare termico, fotovoltaico, eolico, biocombustibili e CDR): 0,23%. Copertura del fabbisogno nazionale di energia elettrica: le FER hanno fornito complessivamente il 17,6% il contributo è ascrivibile quasi interamente alle fonti rinnovabili classiche (15,7% dall'idroelettrico, 1,9% dal geotermoelettrico); le nuove FER (eolico, solare termico, fotovoltaico, biomasse, biocombustibili, CDR) contribuiscono complessivamente per lo 0,09%.

Il contributo massimo ottenibile Fonte Mtep Una stima del contributo massimo ottenibile dalle fonti rinnovabili in Italia era contenuta nel documento TERES II del programma ALTENER della Commissione Europea (1996). Nelle condizioni di scenario più favorevole (best practice policies) il contributo teorico massimo da nuove FER raggiungibile in Italia nel 2020 è di 20,5 Mtep. Idroelettrica 15.558 Legna e assimilati 9.598 Geotermica 5.883 CDR 8.304 Biocombustibili 6.198 Eolica 2.878 Solare 3.126 Totale 51.544

La rilevanza sul fabbisogno energetico Il contributo di 20,5 Mtep previsto nelle condizioni di scenario più favorevole (massimo teorico ottenibile) rappresenterebbe meno il 5% del fabbisogno energetico nazionale previsto per il 2020 (previsioni di minima della crescita dei consumi). Il contributo massimo teoricamente ottenibile dalle nuove fonti rinnovabili al 2020 non sarebbe comunque tale da alleviare significativamente i problemi di dipendenza energetica del Paese.

Area occupata (ettari) Un impianto elettrico da 1000 MWe occupa le seguenti aree: Tipo di impianto Area occupata (ettari) Nucleare 15 Carbone 30 Olio combustibile 20 Gas (ciclo combinato) 12 Solare (fotovoltaico) 200 Solare (termico, progetto Archimede) 2.000 Eolico 12.500

La situazione Sbilanciamento del mix energetico: Sbilanciamento del mix elettrico: dipendenza dall’estero: 82% esborso annuo (2003): 30 miliardi di euro quota idrocarburi: 65% dipendenza dall’estero: 84%. esborso annuo (2003): 10 miliardi di euro dipendenza dagli idrocarburi: 80% Costo medio del kWh: 60% in più rispetto alla media europea Per ridurre i costi di produzione l’Italia importa energia nucleare dall’estero (il 18% del fabbisogno). Rigidità degli approvvigionamenti Impatto ambientale (“tutto carbonio”, transito di prodotti petroliferi, gli obiettivi del Protocollo di Kyoto irraggiungibili: costerebbero 360 euro/abitante) Depressione della ricerca in campo energetico

Potenza nucleare in funzione nel mondo al 31.12.1985: 249.688 MWe Crescita della potenza nucleare fra il 1985 e il 2002: 44 %

L’energia nucleare contribuisce alla produzione elettrica (dati ONU-IAEA 2003): per il 35 % in Europa per il 25 % nei paesi dell’OCSE per il 17 % a livello mondiale Il nucleare è la prima fonte di produzione elettrica in Europa (davanti al carbone).

Fonti: Crati, Concorzio per la Ricerca e le Applicazioni Tecnologiche Innovative (http://www.crati.it/) Ing. Ugo Spezia, segretatio generale Associazione Italiana Nucleare Wikipedia (http://it.wikipedia.org/)