Introduzione Le prospettive del sistema energetico I due fenomeni che potrebbero forzare importanti cambiamenti rispetto alla situazione attuale sono: la scarsità, fisica o economica, delle risorse energetiche fossili l'aumento della concentrazione atmosferica del CO2 che potrebbe causare l'assai temuto aumento della temperatura media globale Comune a questi due fenomeni è la grande incertezza nella stima del tempo che dovrà trascorrere prima che importanti modificazioni del sistema energetico divengano inevitabili Esaminiamo lo stato attuale delle conoscenze su questi due fenomeni per trarne utili indicazioni per l'attività di ricerca e sviluppo che va messa in campo per affrontare gli importanti cambiamenti del sistema energetico che ne deriveranno

Riserve, risorse L'esaurimento delle risorse fossili Sappiamo che le riserve provate non vanno confuse con le risorse; quindi il parametro R/P (riserve su produzione annua) non è indicativo della durata delle risorse disponibili. Ordini di grandezza del probabile ammontare di varie risorse fossili: Petrolio Gtep Sabbie asfaltiche (tar sands) Gtep Scisti bituminosi (oil shales) Gtep Gas convenzionale 300 Gtep Idrati di metano Gtep Carbone Gtep Uranio praticamente illimitate 2,8 ppm in media; 0,003 ppm nel mare Quindi non vi è fondato rischio di scarsità fisica delle risorse energetiche; può invece essere prossima (50 anni ???) una situazione di scarsità economica della fonte più utilizzata oggi, gli idrocarburi liquidi

Effetto serra Contenuto 2004 CO 2 in atmosfera 805 GtC380 ppm Contenuto 1850 CO 2 in atmosfera595 GtC280 ppm Concentrazione x1,36 Circa 50% del C incrementale emesso non si ritrova in atmosfera Raddoppio concentrazione CO 2  forcing 1,2 °C (4 W/m 2 ) Forcing: logaritmico con la concentrazione I modelli rilevano l'interazione tra l'aumento del CO2 e il ciclo dell'acqua con conseguente amplificazione dell'effetto di un fattore 1,5-3,5 Vi sono dubbi sul risultato numerico dei modelli; non si può escludere a priori neppure un'amplificazione minore di 1

Incertezze Problemi nella modellizzazione dell'effetto serra Ciclo del carbonio Differenza tra le misure della temperatura media al suolo e nella bassa troposfera (con satelliti e palloni sonda) L'aumento della temperatura media globale è connesso all'aumento delle temperature medie, non delle massime (come dovrebbe essere secondo i modelli) La modellizzazione delle nuvole è assai povera (gli effetti del ciclo dell'acqua sono molto elevati, di ambo i segni) Scarsa attenzione è dedicata ad una previsione più accurata del rapporto costi benefici di un innalzamento della temperatura globale

Carbon sequestration La segregazione del carbonio (Carbon sequestration) 1 Mt di CO 2 accumulata annualmente in uno strato di arenaria nel giacimento di gas naturale di Sleipner (Norvegia): segregare il C nell'oceano costa meno della tassa norvegese sulle emissioni di CO 2 FutureGen: progetto DOE-USA di un impianto a carbone di 275 MW a zero emissione (con carbon sequestration per 1-2 Mt di CO 2 per anno), per la produzione di idrogeno ed energia elettrica; progetto decennale internazionale da 1 G$ iniziato nel 2005 Studi dell'International Energy Agency

Energia nucleare L'energia nucleare La fusione: speranze scarse, comunque ha gli stessi problemi della fissione Nuove filiere per il nucleare di fissione (possibilmente anche con neutroni veloci per sfruttare completamente il materiale fissile) Ipotesi di condizioni: impianti modulari (realizzati in stabilimento) bassa densità di potenza (impossibilità di fusione del nocciolo) contenimento delle emissioni di prodotti radioattivi entro il perimetro dell'impianto Le politiche di non proliferazione tendono a bloccare qualunque sviluppo del nucleare civile, perché le conoscenze necessarie sono le stesse nel nucleare civile ed in quello militare (soprattutto se non interessano armi particolarmente sofisticate)

Prospettive di sistema Le risorse più ampie sono gas naturale carbone (che può essere utilizzato nella produzione elettrica con IGCC) nucleare per la produzione elettrica fonti che debbono essere trasformate in un vettore adatto (idrogeno o energia elettrica); questo è vero per carbone, scisti bituminosi, sabbie asfaltiche, nucleare, solare Sarà quindi necessario realizzare impianti di trasformazione in combustibili liquidi (sia per il trasporto, che per l'uso in aree non servite da reti) realizzare grandi reti per gas (gas naturale o idrogeno) e/o per elettricità (il che accentua gli svantaggi dei paesi in via di sviluppo)