ENERGIA DEFINIZIONE PROPRIETA’ E’ l’attitudine che ha un sistema a compiere un lavoro Lavoro: spostamento che un corpo subisce per azione di una forza L’Energia non può essere nè creata né distrutta. Può essere trasformata in altre forme e trasferita da un sistema all’altro DUE TIPI Energia potenziale: è quella immagazzinata in un sistema, che può essere sprigionata con un processo e trasformata in energia cinetica COME SI MISURA Energia cinetica: è quella in atto in un sistema in movimento L’unità di misura è il Joule ( J )

Qualunque processo produttivo richiede energia FONTI DI ENERGIA Qualunque processo produttivo richiede energia petrolio carbon fossile gas naturale uranio e torio Esauribili (non rinnovabili) FONTI DI ENERGIA biologica idraulica eolica mareomotrice geotermica Alternative Inesauribili (rinnovabili)

Non può essere immagazzinata FONTI PIU’ USATE COMBUSTIBILI FOSSILI: petrolio, carbone e gas naturale soddisfano circa il 90% del fabbisogno mondiale FORME PIU’ USATE E’ il risultato della trasformazione di altre fonti Non può essere immagazzinata ENERGIA ELETTRICA Subisce perdite nel trasporto

Nel corso di milioni di anni COMBUSTIBILI FOSSILI QUANDO SI SONO FORMATI COME SI SONO FORMATI Nel corso di milioni di anni Trasformazione di resti di organismi antichi sepolti in assenza di ossigeno DOVE SI TROVANO Nel sottosuolo SOLIDO (Carbone) LIQUIDO (Petrolio) GAS (Metano) STATO FISICO

Piccole quantità forniscono molta energia VANTAGGI … trasportabili Piccole quantità forniscono molta energia Facilmente distribuibili 1 litro di benzina 33 MJ utilizzabili 1 m3 di metano 36 MJ Elevato potere calorifico 1 Kg di carbone fos. 29 MJ

POTERE CALORIFICO E’ il numero di calorie (Kcal) che si sviluppano da un Kg di combustibile solido o liquido o da un m3 di combustibile gassoso

... E PROBLEMI Ogni litro di benzina utilizzato è perso per sempre Esaurimento Le riserve di petrolio possono durare per altri 100/150 anni Immissione di gas nocivi nell’atmosfera Effetto serra , piogge acide Inquinamento

COMBUSTIBILI NUCLEARI L’energia nucleare è sprigionata dalla materia quando i nuclei degli atomi subiscono una trasformazione E = m c2 FISSIONE: scissione di un nucleo (238U in 143Ba e 90Kr) PROCESSI FUSIONE: unione di nuclei di atomi leggeri per dare atomi più pesanti Non produce scorie radioattive

Facilità di approvvigionamento VANTAGGI ... Facilità di approvvigionamento 20 gr di combustibile fissile stessa quantità di energia 1 tonnellata di petrolio Costo di esercizio limitato (nona parte) rispetto alla centrali termoelettriche

... E RISCHI DEL “NUCLEARE” Radioattività sprigionata dagli impianti Accumulo di residui radioattivi Fluidi di raffreddamento contaminati IMMEDIATI FUTURI La radioattività residua dura per millenni Incidenti fortuiti

ENERGIE ALTERNATIVE Italia, 1981: crisi del settore petrolifero Solare Geotermica Idraulica Eolica Bioenergia Riduzione della dipendenza dal petrolio Reperimento e sfruttamento di fonti alternative rinnovabili e pulite

Generatore di corrente elettrica ENERGIA SOLARE Termica Fotovoltaica Pannello solare: specchi focalizzanti che convergono i raggi solari su una superficie ristretta Conversione diretta dell’energia solare in elettrica senza fluido intermediario E’ una pila solare; se colpita da un fascio di luce, emette elettroni Acqua in vapore Turbina INCONVENIENTI E’diluita (richiede enormi spazi) E’ discontinua Dipende dalla latitudine Ha un elevato costo Generatore di corrente elettrica

IL SOLE In 1 secondo illumina la Terra E = 170 mild. MJ Solo minima parte utilizzata direttamente dall’uomo 80 mild. MJ /s Solo il 45% giunge al suolo Indirettamente: carbone, petrolio, legna

ENERGIA GEOTERMICA E’ l’energia accumulata nel vapore e nelle acque termali presenti in aree vulcaniche e di recente orogenesi dove il magma è vicino alla superficie Fluidi a bassa temperatura (50/60°C) Riscaldamento abitazioni e serre PROBLEMI i siti adatti sono rari con i vapori risalgono sostanze pericolose (S, Hg, B) Produzione Energia elettrica (Larderello) Fluidi ad alta temperatura

ENERGIA IDRAULICA E’ l’energia meccanica contenuta in una massa d’acqua in movimento Costituisce un quinto dell’energia prodotta al mondo turbine generatore di elettricità acqua Si sfrutta l’energia potenziale dovuta ad un dislivello o all’apertura delle paratie di una diga. RISCHI Le centrali modificano i luoghi VANTAGGI E’ rinnovabile Ha un alto rendimento E’pulita IN UN CORSO D’ACQUA Si sfrutta il movimento alterno delle maree. E’ detta mareomotrice NEL MARE

ENERGIA EOLICA Dal 1100 i mulini a vento in Europa Un generatore eolico contiene un alternatore simile alla dinamo della bicicletta; trasforma energia cinetica in energia elettrica INCONVENIENTI Bassa intensità Danni al paesaggio Inquinamento acustico Inquinamento elettromagnetico (disturbi radio, televisori, telefoni cellulari)

BIOENERGIA Biomassa: qualunque sostanza organica, animale o vegetale, da cui è possibile ricavare energia attraverso processi di trasformazione VANTAGGI Produzione di biogas Energia rinnovabile Decentrata, sparsa dappertutto Impiegata nello stesso luogo di produzione Smaltimento dei rifiuti urbani e agroindustriali Residui agricolo-forestali Sottoprodotti e rifiuti industria alimentare FONTI Deiezioni animali Rifiuti urbani

SISTEMI PER RICAVARE LA BIOENERGIA Trasformazioni termochimiche (per riscaldamento) Trasformazioni biochimiche (con batteri) producono CO2 CH4 (biogas), C2H5OH

USO DELL’ENERGIA E RAPPORTI CON L’AMBIENTE AGENDA 21, Rio de Janeiro, giugno 1992: Conferenza delle Nazioni Unite su Ambiente e sviluppo Esplicita il ruolo dell’industria nello sviluppo sostenibile Maastricht, febbraio 1992, Unione Europea Propone maggiore incisività nelle misure normative, fiscali ed economiche OBIETTIVO: Promozione di una crescita sostenibile Impegno politico per la tutela dell’ambiente Programma un graduale cambiamento di tecnologie di produzione e di prodotti puliti Punta ad una razionalizzazione delle risorse naturali non rinnovabili Progetta l’estensione dell’imprenditorialità responsabile

IL SISTEMA ENERGETICO ITALIANO … L’uso dell’energia modifica lo stato dell’ambiente L’80% degli approvvigiona-menti italiani proviene dall’estero L’energia entra in tutte le attività umane Consumo scarsamente comprimibile … E GLI ACCORDI INTERNAZIONALI Programma ambientale delle N.U. (UNEP) Organizzazione Metereologica Mondiale (WMO) Studia le necessità di una organizzazione mondiale per affrontare i CAMBIAMENTI CLIMATICI crearono Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC) 1988

CONVENZIONE QUADRO SUI CAMBIAMENTI CLIMATICI Rio de Janeiro, giugno 1992 CONFERENZA DELLE NAZIONI UNITE sull’Ambiente e lo Sviluppo Si discute il primo rapporto di valutazione completato nel 1991 dall’ IPCC (Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici) La maggior parte delle nazioni sottoscrive due documenti di grande importanza CONVENZIONE QUADRO SUI CAMBIAMENTI CLIMATICI AGENDA 21 Adempimenti per la tutela ambientale

DIFFICOLTA’ nell’attuazione degli adempimenti ITALIA 150 MTEP /anno dalle riserve fossili senza rimpiazzarle Strumenti amministrativi e misure politiche per I fondi raccolti con le tasse energetiche vengono utilizzate solo in parte per ridurre il danno ambientale provocato dal settore dell’energia rendere appetibili al mercato i dispositivi e le tecnologie più efficienti - ma più costose - all’atto d’acquisto o dell’installazione

MISURE Tep: tonnellata equivalente di petrolio, cioè energia prodotta dalla combustione completa di una tonnellata di petrolio 1 Tep = 7,3 barili di petrolio greggio 1 barile = 159 litri M = prefisso per milione, 106