Energia per un'astronave speciale

Il Giornale Online
Come e perché cambiare il paradigma energetico fondato sui combustibili fossili. Ce lo racconta Vincenzo Balzani, che insieme a Nicola Armaroli ha scritto il libro “Energia per l'astronave Terra”, che si è aggiudicato nei giorni scorsi il Premio Galileo.
di VINCENZO BALZANI

Per inquadrare bene il problema dell'energia bisogna considerare che la Terra è come una gigantesca astronave che viaggia nell'immensità dell'universo. Pur muovendosi alla velocità di 29 km al secondo, non consuma energia per viaggiare, ma ha bisogno di tanta energia per il suo numeroso equipaggio: 6,7 miliardi di persone, che presumibilmente diventeranno 8 miliardi fra 20 anni. Tutti gli abitanti della Terra vogliono più energia: molti per continuare a sciuparla, come sono abituati a fare, molti di più per cercare di accrescere il loro basso livello di vita.

Fra tutte le risorse di cui abbiamo bisogno, l'energia gioca un ruolo particolarmente importante, non solo perché usiamo energia in ogni azione della nostra vita, ma ancor più perché c'è energia “nascosta” in ogni prodotto della nostra attività. Ad esempio, per fabbricare un computer occorrono 1700 kg di materiali vari, di cui 240 kg di petrolio come spesa energetica. Si può valutare che un computer, prima ancora di essere acceso, abbia già consumato una quantità di energia tre volte maggiore di quella che consumerà durante il suo periodo di funzionamento. Un simile ragionamento vale per tutto ciò che usiamo, anche per il cibo. La situazione delle fonti energetiche al giorno d'oggi è ben nota. Circa il 90% dell'energia primaria proviene dai combustibili fossili, una risorsa formidabile. Ma che occorre superare, perchè produce crisi.

I combustibili fossili

La situazione delle fonti energetiche al giorno d'oggi è ben nota. Circa il 90% dell'energia primaria proviene dai combustibili fossili, una risorsa formidabile che abbiamo scovato nella stiva della nostra astronave e che, grazie alla scienza e allo sviluppo della tecnologia, siamo riusciti ad usare con grande vantaggio dell'umanità (in realtà, si dovrebbe dire: di una piccola parte dell'umanità). Si tratta di una risorsa molto comoda, che usiamo in quantità massicce: mille barili di petrolio al secondo, in media 2 litri di petrolio al giorno per ogni abitante della Terra. Da ormai diversi anni, però, stiamo rendendoci conto che l'uso dei combustibili fossili causa gravi problemi, in parte imprevisti, che ci mettono di fronte a limiti con i quali dobbiamo confrontarci.

Il primo problema è che il regalo “combustibili fossili” che la Natura ci ha fatto si sta esaurendo, come accade per tutte le risorse non rinnovabili. Verrà un giorno in cui la produzione di petrolio raggiungerà un picco per poi inesorabilmente diminuire, con conseguenze facilmente prevedibili in un sistema che necessita di sempre maggiori quantità di energia. E' difficile stabilire quando si raggiungerà il picco di produzione; secondo i pessimisti, si sta raggiungendo in questi anni, mentre secondo gli ottimisti lo si raggiungerà fra qualche decennio. In ogni caso, è un problema che provocherà grandi cambiamenti nella vita dei nostri figli e dei nostri nipoti. La scarsità dei combustibili fossili nasconde poi un altro problema che già tocca i nostri giorni. Poiché gran parte delle risorse di petrolio sono situate in quella zona ben nota del Medio Oriente chiamata “ellissi strategica”, abbiamo già assistito a due guerre (dette “del Golfo”) per il possesso delle risorse energetiche. Negli ultimi vent'anni ci siamo resi conto con sempre maggior preoccupazione che l'uso dei combustibili fossili ci pone davanti ad un altro problema.

Consumando i combustibili fossili, infatti, si producono sostanze molto nocive per la salute dell'uomo (ossidi di azoto e zolfo, idrocarburi aromatici, polveri sottili, metalli pesanti, ecc.) e si immettono nell'atmosfera enormi quantità di anidride carbonica, uno dei gas responsabili per l'effetto serra che causa il riscaldamento della superficie della Terra con variazioni climatiche che potrebbero avere conseguenze disastrose. Un terzo problema legato all'uso dei comodi, ma costosi e non omogeneamente distribuiti, combustibili fossili è la forte disparità nei consumi energetici fra le varie nazione della Terra. E' un problema per ora poco sentito nei nostri paesi, ma destinato a diventare via via più importante col passare degli anni. Le statistiche mostrano che, in media, ogni americano consuma energia come due europei, dieci cinesi, quindici indiani e trenta africani. A questa disparità nei consumi si affianca un'altra disparità di segno opposto: i paesi che consumano meno sono i più popolati. Bisogna quindi intervenire rapidamente nel settore dell'energia, prima che avvengano eventi fisici irreversibili (crisi nella disponibilità di combustibili fossili, riscaldamento del pianeta), gravi problemi di instabilità sociale e politica (migrazioni massicce, rivoluzioni) ed altre guerre per il controllo delle risorse energetiche residue.

Cosa si può fare per fronteggiare la crisi energetica che già sperimentiamo e che è destinata ad aggravarsi? La risposta ha due facce: consumare meno energia e trovare fonti alternative ai comburibili fossili. Consumare meno energia vuol dire anzitutto eliminare gli sprechi. Il risparmio energetico è la risposta più immediata, più giusta, più economica e più efficace alla crisi energetica, oltre ad essere un dovere morale. Nei paesi poveri, dove il consumo è molto basso, un aumento nella disponibilità di energia aumenta la qualità della vita. Ma questo non è affatto vero per i paesi ricchi, dove il consumo di energia è già molto alto. E' vero invece che troppa energia fa male. Questo vale per le singole persone (troppo cibo causa obesità e conseguenti malattie) e anche per le comunità dove un esagerato consumo di energia danneggia un tranquillo svolgimento della vita (ingorghi stradali, incidenti, disuguaglianze).

Si può consumare meno energia anche aumentando l'efficienza con cui la si usa. In questo campo c'è ampio spazio di intervento tecnologico: da una migliore coibentazione delle case ad una maggiore efficienza nei processi industriali, dalla riduzione delle perdite nei processi di conversione e trasmissione dell'energia all'uso di sistemi di illuminazione con resa più elevata, dalla riduzione dell'uso dell'auto all'uso dei trasporti pubblici.
Risparmio ed efficienza energetica sono due pilastri per costruire un mondo migliore. Se però, come è ineluttabile, si dovrà prima o poi abbandonare l'uso dei combustibili fossili, è necessario trovare fonti energetiche alternative. Sostanzialmente, si dovrà scegliere fra energia nucleare ed energie rinnovabili (queste ultime sono, in larga parte, energia solare diretta o indiretta).

Il ricorso all'energia nucleare è da evitare per fondati motivi: è molto costosa e pericolosa; richiedendo una tecnologia molto complessa, aumenta le disuguaglianze fra paesi ricchi e paesi poveri; lasciando una scia di scorie radioattive per decine di migliaia di anni e potendo essere usata per costruire armi di terribile potenza, costituisce un grande pericolo per l'intera umanità, presente e futura, e complica le relazioni fra gli Stati.
Se i combustibili fossili, così comodi da usare, fossero abbondanti e non provocassero danni alla salute e all'ambiente, nessuno si sognerebbe di sostituirli. Se l'energia nucleare non fosse pericolosa e potesse essere usata con equità da tutte le nazioni della Terra, sarebbe certamente una soluzione interessante per soddisfare una parte sostanziale dei nostri consumi energetici. Ma così non è. Cercare una soluzione alla crisi energetica nelle energie rinnovabili non è quindi un capriccio di uno sparuto gruppo di scienziati, ma una necessità oggettiva. Lo sviluppo delle energie rinnovabili è un imperativo ancor più importante per un paese come l'Italia, che non ha petrolio, non ha gas, non ha carbone e non ha uranio, ma ha vento, geotermia e, soprattutto, tanto sole.

Nel nostro paese con un piano ben programmato di microgenerazione distribuita, basato sull'uso dell'energia solare ed eolica, è possibile produrre, praticamente con gli stessi costi, la quantità di energia che dovrebbero produrre le quattro centrali nucleari previste dal Governo. Col vantaggio che, mediante un'installazione progressiva, si incomincerebbe a produrre energia e a ridurre le emissioni di CO2 sin da ora, e non a partire da un ipotetico 2020. Gli sviluppi della ricerca scientifica, particolarmente sul fotovoltaico, sulle celle a combustibile e sulla produzione di idrogeno per via fotochimica e fotoelettrochimica promettono inoltre importanti margini di miglioramento. Cosa molto importante, particolarmente in questi anni di crisi occupazionale, una diffusa applicazione delle energie rinnovabili creerebbe in tempi brevi nuove imprese industriali ed artigianali e nuovi posti di lavoro.

Lo sviluppo dell'energia solare, eolica e geotermica assieme ad un piano serio per il risparmio e l'efficienza energetica, sono in grado di coprire le esigenze del nostro paese e, allo stesso tempo, di portarci gradualmente fuori dalla dipendenza energetica e dalla produzione di gas serra. Questa scelta è anche in sintonia non solo con le decisioni della Unione Europea, ma anche con lo spirito che anima il nuovo presidente americano Obama: “Utilizzeremo l'energia del sole, del vento e della terra per alimentare le nostre automobili e per far funzionare le nostre industrie”. Quindi, dobbiamo fare di necessità virtù. Dopo tutto, il sole è capace di fornirci in 1 ora la quantità di energia che l'umanità consuma in un intero anno; è una stazione di servizio che starà aperta per miliardi di anni, alla quale tutti possono attingere. Sta a noi trovare i modi giusti per utilizzare sempre meglio questa risorsa abbondante, rinnovabile e democraticamente distribuita su tutta la Terra.

Vincenzo Balzani
Fisica, Università di Bologna

Premio Galileo http://www.lascienzainrete.it/node/598
N. Armaroli, V. Balzani: “The Future of Energy Supply: Challenges and Opportunities”, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 52.
– N. Armaroli, V. Balzani: “Energia: è tempo di scelte strategiche”, La Chimica e L'Industria, Novembre 2008, 138.
http://www.energiaperilfuturo.it/
Si veda anche il documento del WWF sul piano energetico nazionale http://www.wwf.it/UserFiles/File/News%20Dossier%20Appti/DOSSIER/dossier%20clima/Linee%20Guida%20WWF%2010%20marzo.pdf

Fonte: http://www.scienzainrete.it/contenuto/articolo/Energia-unastronave-speciale

Energia per un'astronave speciale ultima modifica: 2010-09-24T10:27:41+00:00 da Richard
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Noi siamo l'incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all'autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)