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FONTI ENERGETICHE Le fonti energetiche o fonti di energia, rappresentano le sorgenti di energia a disposizione dell'umanit che possono essere utilizzate per eseguire un lavoro, produrre calore o comunque ottenere una utilit. 1

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CLASSIFICAZIONE FONTI PRIMARIE: Si definiscono fonti primarie di energia quelle presenti in natura prima di avere subito una qualunque trasformazione. Tra le fonti esauribili troviamo: petrolio grezzo gas naturale carbone materiali fissili (uranio) Tra quelle rinnovabili: energia solare eolica idrica biomasse geotermica FONTI SECONDARIE: Si definiscono invece fonti secondarie quelle che derivano da una trasformazione di quelle primarie. Tra le fonti secondarie troviamo: benzina gas metano ENERGIA ELETTRICA 2

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FONTI PRIMARIE Perch una fonte primaria possa essere sfruttata deve avere alcune caratteristiche: CONCENTRABILE INDIRIZZABILE FRAZIONABILE CONTINUA REGOLABILE Una fonte di energia tanto pi pregiata quanto migliori sono le caratteristiche indicate. 3

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FONTI PRIMARIE RINNOVABILI E NON RINNOVABILI Sono da considerarsi energie rinnovabili quelle forme di energia generate da fonti che per loro caratteristica intrinseca si rigenerano o non sono "esauribili" nella scala dei tempi "umani" e, per estensione, il cui utilizzo non pregiudica le risorse naturali per le generazioni future. 4

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FONTI PRIMARIE NON RINNOVABILI: petrolio greggio gas naturale carbone uranio RINNOVABILI: RINNOVABILI CLASSICHE: idrica geotermica NUOVE RINNOVABILI: energia solare eolica biomasse 5

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FONTI PRIMARIE NON RINNOVABILI: PETROLIO DISTRIBUZIONE GLOBALE IN MIGLIAIA DI MILIONI DI BARILI (1barile 159 litri) - FONTE: BP Statistical Review of World EnergyJune 2010 42.2 73.3 127.7 136.9 198.9 754.2 6

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FONTI PRIMARIE NON RINNOVABILI: PETROLIO DISTRIBUZIONE GLOBALE IN PERCENTUALE - FONTE: BP Statistical Review of World EnergyJune 2010 7

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FONTI PRIMARIE NON RINNOVABILI: GAS NATURALE DISTRIBUZIONE GLOBALE IN Tmc (1Tera mc = 1*10 12 m 3 ) - FONTE: BP Statistical Review of World EnergyJune 2010 16.24 9.16 14.76 63.09 8.06 76.18 8

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FONTI PRIMARIE NON RINNOVABILI: GAS NATURALE DISTRIBUZIONE GLOBALE IN PERCENTUALE - FONTE: BP Statistical Review of World EnergyJune 2010 9

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FONTI PRIMARIE NON RINNOVABILI: CARBONE DISTRIBUZIONE GLOBALE IN Migliaia di Milioni di Tonnellate - FONTE: BP Statistical Review of World EnergyJune 2010 259.3 246.1 32.0 272.2 15.0 1.4 10

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FONTI PRIMARIE NON RINNOVABILI: URANIO PRODUZIONE GLOBALE IN TONNELLATE - FONTE: EURATOM Supply Agency - ANNUAL REPORT 2009 11

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FONTI PRIMARIE NON RINNOVABILI: URANIO 235 COMPAGNIE ARRICCHIMENTO IN MIGLIAIA DI SWU (*) - FONTE: EURATOM Supply Agency - ANNUAL REPORT 2009 (*)SWU stands for separative work unit which measures the effort made in order to separate the fissile, and hence valuable, U-235 isotopes from the non-fissile U-238 isotopes, both of which are present in natural uranium 12

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FONTI PRIMARIE NON RINNOVABILI: COMBUSTIBILI FOSSILI E URANIO CENTRALE TERMOELETTRICA Schema a blocchi centrale nucleare Schema a blocchi centrale termoelettrica a combustibili fossili 13

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FONTI PRIMARIE RINNOVABILI: IDROELETTRICO COME FUNZIONA Lenergia potenziale dellacqua viene sfruttata per far ruotare una turbina che a sua volta fa ruotare un alternatore che produce lenergia elettrica che viene poi inviata alla rete elettrica. Turbina e alternatore 14

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FONTI PRIMARIE RINNOVABILI: GEOTERMICO COME FUNZIONA Per sfruttare lenergia geotermica viene pompata acqua nel sottosuolo (zone con anomalia termica positiva), lacqua torna in superficie molto calda e viene utizzata per produrre vapore in pressione che permette di far ruotare una turbina. 15

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FONTI PRIMARIE RINNOVABILI: SOLARE - TECNOLOGIE L'energia solare pu essere utilizzata per generare elettricit (fotovoltaico) o per generare calore (solare termico e termodinamico). SOLARE FOTOVOLTAICO SOLARE TERMICO SOLARE TERMODINAMICO (A CONCENTRAZIONE) 16

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FONTI PRIMARIE RINNOVABILI: SOLARE FOTOVOLTAICO COME FUNZIONA Quando una radiazione elettromagnetica investe un materiale pu, in certe condizioni, cedere energia agli elettroni pi esterni degli atomi del materiale e, se questa sufficiente, l'elettrone risulta libero di allontanarsi dall'atomo di origine. Cos quando un flusso luminoso investe il reticolo cristallino di un semiconduttore, si rendono disponibili portatori di carica, che possono essere sfruttati per generare una corrente. 17

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FONTI PRIMARIE RINNOVABILI: SOLARE TERMICO COME FUNZIONA L'energia solare scalda un fluido termovettore (glicole propilenico atossico comunemente conosciuto come antigelo) miscelato con acqua che grazie ad uno scambiatore di calore pu fornire sia acqua calda sanitaria che per il riscaldamento. 18

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FONTI PRIMARIE RINNOVABILI: SOLARE TERMODINAMICO COME FUNZIONA L'energia solare scalda un fluido termovettore (miscela di sali fusi che permette un accumulo in grandi serbatoi di calore e una temperatura di esercizio molto elevata fino a 550 C) questo, tramite scambiatore di calore, produce vapore in pressione che permette di far ruotare una turbina. 19

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FONTI PRIMARIE RINNOVABILI: EOLICO - TECNOLOGIE L'energia solare immagazzinata nel vento pu essere sfruttata principalmente tramite due tecnologie. EOLICO CONVENZIONALE EOLICO DALTA QUOTA 20

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FONTI PRIMARIE RINNOVABILI: EOLICO CONVENZIONALE COME FUNZIONA Il vento colpisce le pale del rotore e ne provoca la rotazione. Tale rotazione, tramite un adeguato moltiplicatore di giri, permette allalternatore di produrre energia elettrica alternata che dopo trasformazione in alta tensione viene immessa nella rete elettrica. Impianto Macroeolico di Badia Calavena (VR) Parco eolico in Spagna 21

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FONTI PRIMARIE RINNOVABILI: EOLICO DALTA QUOTA (KITE GEN) COME FUNZIONA La versione Stem ha un funzionamento elementare a yo-yo: le funi saranno srotolate con il kite in portanza e metteranno in funzione il generatore di elettricit. Raggiunta la distanza massima del kite dall'impianto, questo verr messo in posizione di stallo e il kite verr ritirato, quindi il ciclo si ripeter. Fotografia del prototipo funzionante di KITE GEN Immagine fotorealistica di centrale tipo KITE STEM 22

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FONTI PRIMARIE RINNOVABILI: BIOMASSE - TECNOLOGIE Il termine biomassa stato introdotto per indicare tutti quei materiali di origine organica (vegetale o animale) che non hanno subito alcun processo di fossilizzazione e sono utilizzati per la produzione di energia. BIOMASSA FORESTALE E SECCA ECOLOGICA BIOCARBURANTI E BIOCOMBUSTIBILI BIOGAS 23

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PRINCIPALI EFFETTI AMBIENTALI DOVUTI ALLO SFRUTTAMENTO DELLE FONTI ENERGETICHE EFFETTO SERRA (INNALZAMENTO ANTROPICO) ACIDIFICAZIONE (PIOGGE ACIDE) FORMAZIONE DI SMOG FOTOCHIMICO TOSSICIT DEGRADO DEL TERRITORIO 24

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Labnorme produzione antropica di CO 2 (anidride carbonica), NO x (ossidi di azoto) e CH 4 (gas metano) porta ad uno squilibrio delleffetto serra, aumentando la sua capacit di trattenre calore e quindi provocando un aumento medio delle temperature sul pianeta. Laumento medio delle temperature porter ad un aumento delle zone aride sul pianeta Una delle conseguenza dello squilibrio delleffetto serra lo scioglimento dei ghiacci EFFETTI AMBIENTALI EFFETTO SERRA 25

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Labnorme produzione antropica di anidride solforica e nitrica, combinandosi chimicamente con il vapore acqueo, porta alla formazione di acido solforico e nitrico che precipita mescolato nelle gocce dacqua della pioggia. Diffusione sul pianeta delle piogge acide Forte deforestazione nelle zone pi colpite dalla acidificazione. EFFETTI AMBIENTALI ACIDIFICAZIONE (PIOGGE ACIDE) 26

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La produzione antropica di diossido di azoto e idrocarburi (soprattutto dovuti a combustioni incomplete e incontrollate di combustibili fossili e biomasse), combinandosi chimicamente con il vapore acqueo grazie allenergia dei raggi ultravioletti provenienti dal sole, porta alla formazione di composti nocivi chiamati smog fotochimico. Immagine satellitare del nord Italia con evidente presenza di smog fotochimico Citt immersa nello smog fotochimico. EFFETTI AMBIENTALI FORMAZIONE DI SMOG FOTOCHIMICO 27

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Tra i peggiori composti tossici per l'uomo e gli altri esseri viventi ci sono le diossine prodotte, oltre che da processi chimici specifici di alcuni settori industriali, anche dalla combusione di combustibili fossili (pi di tutti il carbone), di biomasse e in maniera elevata dalla combusione di rifiuti urbani. In questi ultimi anni stata provata da diversi studi la tossicit delle nanoparticelle che vengono prodotte prevalentemente dalle combustioni, soprattutto se ad elevate temperature. Sotto foto dellinceneritore di Brescia. Fumi da produzioni industriali o inceneritori. EFFETTI AMBIENTALI TOSSICIT 28

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Con il termine degrado del territorio non si intende solamente il deterioramento della qualit del paesaggio ma anche e soprattutto la distruzione di ecosistemi e la potenziale distruzione del territorio stesso a causa di gravi incidenti o utilizzi scriteriati delle risorse. Centrale termonucleare di Cernobyl oggi. Devastazione nel Delta del Niger (pozzi petroliferi). EFFETTI AMBIENTALI DEGRADO DEL TERRITORIO Marea nera nel Golfo del Messico. 29

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GRAZIE PER LATTENZIONE Ing. Giuseppe Pettenella Fonti: G.L. Baldo, M. Marino, S. Rossi - Analisi del ciclo di vita LCA - Materiali, prodotti, processi - Edizioni Ambiente D.Coiante Le nuove fonti di energia rinnovabile F.Angeli Ed. D. Coiante - A proposito dei dati sugli impianti nucleari - Pubblicato su www.aspoitalia.net 22 agosto 2006 Web - energoclub - http://www.energoclub.it/doceboCms/page/29/Fonti_primarie.html Web - Wikipedia - Lenciclopedia libera - http://it.wikipedia.org/wiki/Fonti_energetiche Web - Wikipedia - Lenciclopedia libera - http://it.wikipedia.org/wiki/Energie_rinnovabili Web - Centrali Termoelettriache - http://falconetto.pbworks.com/w/page/24094233/centrali-termoelettriche Web - http://www.formazionemichelangelo.it/Dettaglio-Corsi/Corso-Installatore-Impianti-Solari-Termici.html Web - Effetto serra - http://leonardodavinci.csa.fi.it/osservatorio/climatic/scenari-futuri/gas-serra/pagina1.htm Web - Smog fotochimico - http://nuke.catfishingitalia.it/EcologiaInquinamento/InquinamentoAtmosferico/tabid/487/Default.aspx Web - Degrado ambientale - http://frontierenews.it/2011/04/speciale-earth-day-cinque-luoghi-nevralgici-dellinquinamento-mondiale/ BP Statistical Review of World EnergyJune 2010 EURATOM Supply Agency - ANNUAL REPORT 2009 ENEA - Calore ad alta temperatura dallenergia solare. Una tecnologia innovativa per unenergia pulita, disponibile con continuit e ad un costo competitivo E. Saraceno - Le proposte di KiteGen Resarch per un Nuovo Piano Energetico Nazionale basato sugli obiettivi UE 20-20-20 - Kite Gen Research - Generazione eolica daltitudine Web - Impianto eolico di Badia Calavena - http://www.badiacalavena.eu/badia-calavena/impianti-energetici/154-impianto-macroeolico L. Ferrari - Dimostrazione matematica della relazione esistente tra uso delle fonti fossili di energia e riscaldamento globale - AREA AMBIENTE - Provincia di Rovigo 2009 30