ENERGIADEFINIZIONE

L’Energia non può essere nè creata né distrutta. Può

essere trasformata in altre forme e trasferita da un

sistema all’altro

PROPRIETA’

COME SI MISURA

L’unità di misura è il Joule ( J )

E’ l’attitudine che ha un sistema a compiere un lavoro

Lavoro: spostamento che un corpo subisce per azione di

una forza

DUE TIPI

Energia potenziale: è quella immagazzinata in

un sistema, che può essere sprigionata con

un processo e trasformata in energia

cinetica

Energia cinetica: è quella in atto in un

sistema in movimento

FONTI DI ENERGIAQualunque processo produttivo richiede energia

FONTI DI ENERGIA

Esauribili (non rinnovabili)

Inesauribili (rinnovabili)

• petrolio• carbon fossile• gas naturale•uranio e torio

• biologica• idraulica• eolica• mareomotrice• geotermicaA

lter

nati

ve

FONTI PIU’ USATE

COMBUSTIBILI FOSSILI: petrolio, carbone e gas naturale soddisfano circa il 90% del fabbisogno

mondiale

• E’ il risultato della trasformazione di altre fonti

ENERGIA ELETTRICA• Non può essere immagazzinata

• Subisce perdite nel trasporto

FORME PIU’ USATE

COMBUSTIBILI FOSSILI

QUANDO SI SONO FORMATI

Nel corso di milioni di

anni

COME SI SONO FORMATI

Trasformazione di resti di organismi antichi sepolti

in assenza di ossigeno

DOVE SI TROVANO

Nel sottosuolo

STATO FISICO

SOLIDO (Carbone)

LIQUIDO (Petrolio)

GAS (Metano)

VANTAGGI …

Facilmente

Elevato potere calorifico

distribuibili

utilizzabili

trasportabili Piccole quantità forniscono molta energia

1 litro di benzina

1 m3 di metano

1 Kg di carbone fos.

33 MJ

36 MJ

29 MJ

POTERE CALORIFICO

Combustibile Potere calorificoKcal/Kg o m3

Torba 3.000/4.500

Antraciti 7.700/9.000

Benzine 11.000

Metano 8.800/9.000

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

Esaurimento

Inquinamento

• Ogni litro di benzina utilizzato è perso per sempre

• Le riserve di petrolio possono durare per altri

100/150 anni

• Immissione di gas nocivi nell’atmosfera

• Effetto serra , piogge acide

COMBUSTIBILI NUCLEARI

L’energia nucleare è sprigionata dalla materia quando i nuclei degli atomi

subiscono una trasformazioneE = m c2

PROCESSI

FISSIONE: scissione di un nucleo (238U in 143Ba e 90Kr)

FUSIONE: unione di nuclei di atomi leggeri per dare atomi più pesanti

Non produce scorie radioattive

VANTAGGI ...Facilità di approvvigionamento

20 gr di combustibile fissile

1 tonnellata di petrolio

stessa quantità di energia

Costo di esercizio limitato (nona parte) rispetto alla centrali termoelettriche

... E RISCHI DEL “NUCLEARE”

IMMEDIATI FUTURI

• Radioattività sprigionata dagli

impianti

• Fluidi di raffreddamento contaminati

• Incidenti fortuiti

• Accumulo di residui

radioattivi

• La radioattività residua dura per

millenni

ENERGIE ALTERNATIVE

Italia, 1981: crisi del settore petrolifero

Riduzione della dipendenza dal petrolio

Reperimento e sfruttamento di fonti alternative rinnovabili e

pulite

• Solare

• Geotermica

• Idraulica

• Eolica

• Bioenergia

ENERGIA SOLARE

Termica Fotovoltaica

Pannello solare: specchi focalizzanti che convergono i raggi solari su una superficie

ristretta

Acqua in vapore

Turbina

Generatore di corrente elettrica

Conversione diretta dell’energia solare in elettrica senza fluido

intermediario

E’ una pila solare; se colpita da un fascio di luce, emette elettroni

INCONVENIENTI

•E’diluita (richiede enormi spazi)

•E’ discontinua

•Dipende dalla latitudine

•Ha un elevato costo

IL SOLE

In 1 secondo illumina la Terra E = 170 mild. MJ

Solo il 45% giunge al suolo

80 mild. MJ /s

Solo minima parte

utilizzata direttamente dall’uomo

Indirettamente: carbone, petrolio, legna

ENERGIA GEOTERMICAE’ 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)

Fluidi ad alta temperatura

Riscaldamento abitazioni e serre

Produzione Energia elettrica

(Larderello)

PROBLEMI

• i siti adatti sono rari

• con i vapori risalgono sostanze pericolose (S, Hg, B)

ENERGIA IDRAULICAE’ 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 il movimento alterno delle maree. E’ detta mareomotrice

RISCHI

• Le centrali modificano i luoghi

VANTAGGI

• E’ rinnovabile

• Ha un alto rendimento

• E’pulita

IN UN CORSO D’ACQUA

Si sfrutta l’energia potenziale dovuta ad un dislivello o all’apertura delle paratie di una diga.

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)

BIOENERGIABiomassa: qualunque sostanza organica, animale o vegetale, da cui è possibile ricavare energia attraverso processi di trasformazione

FONTI

• Residui agricolo-forestali

• Sottoprodotti e rifiuti industria alimentare

• Deiezioni animali

• Rifiuti urbani

VANTAGGI

• Produzione di biogas

• Energia rinnovabile

• Decentrata, sparsa dappertutto

• Impiegata nello stesso luogo di produzione

• Smaltimento dei rifiuti urbani e agroindustriali

SISTEMI PER RICAVARE LA BIOENERGIA

• Trasformazioni termochimiche (per riscaldamento)

• Trasformazioni biochimiche (con batteri)

CO2

CH4 (biogas),

C2H5OH

producono

USO DELL’ENERGIA E RAPPORTI CON L’AMBIENTE

Maastricht, febbraio 1992, Unione Europea

OBIETTIVO:

Promozione di una crescita sostenibile

Impegno politico per la tutela

dell’ambiente

AGENDA 21, Rio de Janeiro, giugno 1992: Conferenza delle Nazioni Unite su Ambiente e sviluppo

Esplicita il ruolo dell’industria nello

sviluppo sostenibile

Programma un graduale

cambiamento di tecnologie di

produzione e di prodotti puliti

Propone maggiore incisività nelle

misure normative, fiscali ed

economiche

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’energia entra in tutte le attività

umane

L’80% degli approvvigiona-menti italiani

proviene dall’estero

Consumo scarsamente

comprimibile

Organizzazione Metereologica

Mondiale (WMO)

Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC) 1988

Studia le necessità di una organizzazione mondiale per

affrontare i CAMBIAMENTI CLIMATICI

Programma ambientale delle N.U. (UNEP)

crearono

… E GLI ACCORDI INTERNAZIONALI

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

Strumenti amministrativi

e misure politiche

per

rendere appetibili al mercato i dispositivi e le tecnologie più

efficienti - ma più costose - all’atto d’acquisto o dell’installazione

150 MTEP /anno dalle riserve fossili senza rimpiazzarle

ITALIA

I fondi raccolti con le tasse energetiche vengono utilizzate

solo in parte per ridurre il danno ambientale provocato

dal settore dell’energia

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