1. Energia,
emissioni climalteranti,
sostenibilità
Federica Zabini
Istituto di Biometeorologia CNR

2. L’energia è ovunque

3. Si presenta in varie
forme
- elettrica
- termica
- luminosa
- meccanica
- chimica
….

4. E’ così diffusa e
apparentemente
semplice da
ottenere che
la diamo
per scontata

5. A volte non la vediamo…
Tutti gli oggetti che ci
circondano e usiamo hanno
bisogno di energia per
funzionare…
…o ne hanno avuto bisogno per essere costruiti / prodotti
Energia “incorporata” = costo energetico nascosto negli oggetti
In 1 kg di carne di vitello
sono “incorporati” 7 litri di
petrolio

6. Energia “incorporata” nel cibo
Sole
9%
91%
• produzione concimi e pesticidi
Combustibili • uso macchine agricole
• irrigazione (pompe)
fossili • trasporto cibo
Anche una patata, quindi,
“contiene” combustibili fossili

7. Quali fonti di energia
utilizziamo oggi?

8. Trasporti
Il 95% di tutta l'energia usata per i
trasporti viene dal
petrolio

9. Riscaldamento
Per il riscaldamento degli edifici
si usa principalmente il
gas naturale

10. Energia elettrica
45
41%
40
65% deriva da
35
combustibili
30 fossili
25
21% 65% deriva da
20
combustibili da
65% deriva
18%
combustibili
fossili
14%
15 fossili
10
5%
5
0
16%

11. Produzione elettricità da centrali termoelettriche = 65%
Il vapore fa girare L’elettricità passa
I generatori convertono dai trasformatori
le turbine l'en. meccanica di
(en.meccanica) che producono il
rotazione in en. elettrica. corretto voltaggio
COMBUSTIBILI
FOSSILI
Il calore sviluppato
dalla combustione fa
bollire l’acqua nella
caldaia.

12. Produzione elettricità da fonti rinnovabili (=18%)
ACQUA
(=16%)
VENTO SOLE

13. Consumi di energia per fonte
Rinnovabili
Uranio 2% 13%
29%
Carbone
35%
Gas Petrolio
22%

14. Mondo fossile
L’85% dell’energia
si ottiene dai
combustibili fossili

15. Cosa sono i combustibili
fossili?

16. Fonti di energia molto vecchie che si sono formate naturalmente nel corso delle ere
geologiche, in decine di milioni di anni.
Si sono formate per accumulazione e decomposizione di materie organiche d'origine
vegetale e animale, che, sepolte nel terreno si trovano in particolari condizioni di
temperatura e di pressione  trasformazioni chimiche e geologiche.
Non possono essere “fabbricate”, bisogna estrarle dal suolo.
Risorsa preziosa: energia molto concentrata e facilmente disponibile. Hanno la
proprietà di bruciare molto bene e di produrre notevoli quantità di energia = magazzini
di energia chimica.
Carbone Gas
Petrolio

17. Per ottenere l’energia contenuta in 1 litro di
petrolio è necessario raccogliere la radiazione
solare che cade in un giorno su 2,7 m2
1 giorno
= = 15km in auto
Petrolio
2,7 m2
Il petrolio concentra grandi quantità di energia chimica in volumi relativamente
piccoli  facilità di trasporto e di stoccaggio.

18. 50 litri di carburante derivato dal
petrolio equivalgono al lavoro di
1000 persone per un giorno!!!

19. Arrivano da molto lontano
…nel tempo

20. …E nello spazio

21. Riserve mondiali di PETROLIO: 70%;
Riserve mondiali di GAS : 40%

22. Vantaggi
L’utilizzo dei combustibili fossili ha
cambiato radicalmente il nostro modo
di vivere ed ha permesso lo sviluppo
della società come noi la conosciamo.
- Avere la luce anche di notte
- Stare al caldo
- Lavarci con l’acqua calda
- Ascoltare la musica quando vogliamo
- Comunicare con gente che sta lontana
- ecc.

23. Dov’è il problema?

24. Consumi di energia nella storia dell’umanità
60 Oggi
50
40
Abbiamo iniziato a usarli
Consumi energia
30 da poco tempo ma molto
in fretta
Rivoluzione industriale
20
Combustibili fossili
10 schiavi, animali,
legna, vento, acqua
0
-3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000
Anni
Egitto Grecia Roma

25. Rapido aumento dei consumi di energia
Aumento della popolazione
Aumento del “fabbisogno di
energia” (civiltà tecnologica)
Aumento dei consumi di energia

26. Quanto petrolio consumiamo
Ogni italiano si “beve” ogni giorno
5 litri di petrolio
Ogni italiano si “beve” ogni mese
1 barile di petrolio (=159 litri)
Una famiglia italiana di 4 persone consuma
quasi un’autocisterna di petrolio all’anno
(7.760 litri)
Nel mondo si consumano circa 1000 barili di petrolio al secondo…

27. Inconvenienti
L’utilizzo dei combustibili fossili ha cambiato
radicalmente il nostro modo di vivere ed ha permesso
lo sviluppo della società come noi la conosciamo.
Problemi ambientali
Fonte di disuguaglianze, guerre e conflitti
Quantità limitata ed esaurimento delle risorse disponibili

28. 1 Le risorse (sono) finite
I combustibili fossili sono un “dono della natura” ma sono limitate
 NON RINNOVABILI: hanno un grande tempo di rigenerazione e
quindi destinate ad esaurirsi se sfruttate ad un ritmo maggiore del
tasso di rigenerazione
 Il “picco” delle risorse fossili
“energia facile”
PREVISIONI
Prezzi alti
Crisi economica
Mtoe
Carbone
Instabilità politica
Gas
Guerre per risorse
Petrolio

29. VIDEO
Peak Oil - How Will You Ride the Slide?
http://www.youtube.com/watch?v=Ulxe1ie-vEY

30. Le scoperte di nuovi giacimenti di
petrolio hanno raggiunto il loro
massimo storico verso la metà
degli anni 1960. Da allora sono in
declino.
Dal 1985 si consuma più petrolio
di quanto non se ne scopra.
Eureka!

31. Petrolio sempre più
difficile da estrarre
Più costoso
Più pericoloso

32. 2 Insostenibilità sociale
Le risorse sono limitate e quindi
consumi illimitati non possono
essere sostenuti
Le risorse devono essere
distribuite in modo uguale
Se tutti consumassero quanto un americano,
avremmo bisogno di 6 pianeti Terra!

33. Ci “basta” una sola Terra perchè…
Ci sono grandi disparità nell’uso delle risorse della Terra.
In media un cittadino 2 europei
americano consuma ogni anno 10 cinesi
quanto consumano: 15 indiani
40 africani
Un cittadino del
Lussemburgo (+ alti
consumi pro capite) usa
circa 100 volte più
combustibili di un cittadino
del Bangladesh. Consumi di combustibili

34. 3 Conseguenze ambientali
uso
Co
m
bu
st
ib
ili
fo
ss
?? ili
?

35. Emissioni di CO2 in atmosfera
O C O
Anidride Carbonica
Il Carbonio stivato in
tempi lunghi sottoterra
viene rapidamente
trasferito in atmosfera
sotto forma di CO2
Carbonio fossile
C non interagisce con il ciclo
del C nell’atmosfera, fino a
quando non viene estratto
e rilasciato attraverso la
combustione.

36. VIDEO
What's the Deal with Carbon?
http://www.youtube.com/watch?v=2Jp1D1dzxj8

37. Aumento dei gas serra
La concentrazione dei gas serra in
atmosfera :
• +35% in 250 anni
• 8% negli ultimi 20 anni)
• oltre 390 ppm
I principali gas serra sono: anidride
carbonica, metano, protossido di
azoto, idrocarburi fluorati e perfluorati
e il vapore acqueo.
L’anidride carbonica (CO2) è il più
presente in atmosfera e per questo
viene preso come unità di riferimento
per misurare il potenziale di
riscaldamento degli altri gas.

38. Effetto serra NATURALE Effetto serra “POTENZIATO”
I gas serra schermano l’energia radiativa Aumentando la concentrazione dei gas serra
emessa dalla terra, intrappolando nell’atmosfera nell’atmosfera si genera un effetto serra
parte del flusso ed impedendone l’uscita verso “aggiuntivo” rispetto a quello naturale, che
lo spazio interplanetario. tende ad alterare gli equilibri della “macchina
 mantiene la temp. costante (15 °C). climatica” terrestre, aumentando il
 la temperatura terrestre sarebbe -18 °C. riscaldamento.

39. Variazioni del clima
• Aumento della temperatura della superficie terrestre,
dell'atmosfera e degli oceani
• Scioglimento di neve e ghiaccio
• innalzamento del livello del mare.
• Variazioni nei regimi precipitazionali
• Maggior frequenza e intensità di eventi meteorologici avversi

40. Inquinamento atmosferico
o
boni
i car
od sa
no ssid e solforo
Mo Anidrid
Oss
idi
di Particolato
azo
to

41. Che fare?

42. 1 Diminuire i consumi, evitare gli sprechi
Cambiare comportamenti
Preferire i mezzi pubblici all’auto privata. Quando è
possibile muoversi a piedi o in bicicletta.
Utilizzare l’illuminazione in modo razionale
accendere solo le lampade di cui abbiamo bisogno, spegnere
le luci quando usciamo dalla stanza, sfruttare il più possibile la
luce naturale.
Riscaldamento / Aria condizionata
Mantenere all’interno degli ambienti una temperatura non superiore a 20°C, in estate, non
superare i 6-7°C di differenza tra temperatura esterna ed interna. E non aprire le finestre
durante il funzionamento del condizionatore
Spegnere gli apparecchi quando non servono
Per evitare i consumi dello standby alimentare i dispositivi con una presa
multipla dotata di interruttore.

43. Migliorare l’efficienza
Edifici (isolamento termico, materiali….)
Trasporti (consumi carburante…)
Apparecchiature (elettrodomestici a risparmio energetico,
termostati..)
Processi industriali e produttivi (tecnologie)
Illuminazione (lampade a risparmio energetico, LED…)

44. 2 Trovare fonti alternative
Requisiti dell’energia ideale
- Abbondante
- Rinnovabile, inesauribile
- Ben distribuita sul Pianeta
- Non pericolosa (oggi e in futuro)
- Capace di:
- sostenere lo sviluppo
- ridurre le disparità
- favorire la pace

45. Trovare fonti alternative
1954 prima centrale
nucleare
Nucleare
• Problemi sicurezza e salute
• Smaltimento scorie e vecchie centrali
• Costi economici
• Tensioni tra Paesi
• Uranio risorsa esauribile ( future generazioni?)

46. Le fonti rinnovabili
Fonti con un breve tempo di rigenerazione e quindi considerate inesauribili,
il cui utilizzo attuale non ne pregiudica la disponibilità nel futuro.
Acqua
Biomasse e rifiuti
Calore
della Terra
Sole
Vento

47. Energia idraulica 1895 prima centrale
idorelettrica (cascate del
OGGI Niagara)
IERI
Contributo
importante ma già DOMANI
ampiamente sfruttata,
satura
Tecnologia matura, Possibile sviluppo futuro:
energia dal moto ondoso.
non migliorabile.

48. Energia da biomasse e rifiuti
IERI
OGGI
Può dare un contributo,
a patto che si usino
scarti e non coltivazioni
ad hoc.
Filiera corta

49. Energia geotermica
1904 centrale di
Larderello
Può dare un contributo
Non è distribuita
omogeneamente
Non del tutto esente da
problemi ambientali

50. Energia solare
IERI (e sempre..)
OGGI
Tecnologia nuova Solare fotovoltaico Solare termico
Miglioramenti efficienza continui
Impatto ambientale basso Nell’ipotesi di produrre il 100%
dell’elettricità consumata in Europa
Alto potenziale per mezzo della fonte fotovoltaica
sarebbe sufficiente utilizzare lo 0,6%
Distribuita circa del territorio europeo

51. Energia eolica
IERI 1930
OGGI Primo aerogeneratore
Tecnologia nuova
Miglioramenti efficienza
Impatto ambientale basso
Alto potenziale

52. Rapida crescita delle Nuove Rinnovabili
Solare
Fotovoltaico
Eolico

53. L’unione fa la forza
Eolico
Solare
termico
Solare
fotovoltaico
Idrica
Biomasse e
rifiuti
Geotermica

54. FOSSILI RINNOVABILI
Grandi centrali Impianti distribuiti sul territorio
Produzione Intermittenza di alcune fonti
programmabile (solare, eolico)
Energie in rete
Reti intelligenti
“smart grid”

55. Si può fare!
OGGI 2050
Rinnovabili
13%
Rinnovabili
80%
“Quasi l'80% delle forniture di energia del mondo potrebbe essere coperto da fonti
rinnovabili entro il 2050".
 riduzioni pari a 220-560 miliardi di ton CO 2 tra il 2010 e il 2050, contribuendo a mantenere le
concentrazioni di gas serra a 450 ppm.
IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change

56. VIDEO
http://vimeo.com/18263510
Small world energy panoramica produzioni energia ….

57. FINE
Grazie dell’attenzione