Amministrazione Provinciale di Catanzaro Laboratorio Educazione Ambientale. programma operativo regionale

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1 Amministrazione Provinciale di Catanzaro Laboratorio Educazione Ambientale ENERGIE ALTERNATIVE Dipartimento Politiche per l Ambiente programma operativo regionale Provincia di Catanzaro Assessorato Ambiente

2 Sommario Viva l energia?... 5 Opportunità per il sistema paese... 6 L energia sostenibile... 7 Fonti di energia in classifi ca Rinnovabili e nuove generazioni FER - Ma quali sono? FER - le più comuni? FER - impatto ambientale

3 Viva l energia? L energia è indispensabile in tutti i campi delle attività umane: per la produzione e distribuzione dei beni di consumo, per l illuminazione e il riscaldamento, per i trasporti e le comunicazioni; tuttavia i processi di produzione energetica tradizionale non risultano indolori sotto il profi lo dell impatto ambientale, sia per lo sfruttamento delle risorse naturali, sia per l emissione di gas inquinanti e per la generazione di radiazioni ionizzanti e non ionizzanti (con effetti nocivi per l ambiente e per la salute dell uomo). Nell ambito della bagarre sulla sfi da dei cambiamenti climatici, sugli alti costi petroliferi e sulla crisi della dipendenza dai combustibili fossili, la comunità scientifi ca internazionale appare ormai unanime nel riconoscere come l aumento della concentrazione di anidride carbonica (CO2) in atmosfera, dovuta ai sistemi di produzione di energia tradizionali, costituisca la principale causa della crescita della temperatura terrestre. 4 Energie alternative Energie alternative 5

4 Opportunità per il sistema paese L utilizzo delle energie rinnovabili rappresenta un esigenza sia per i Paesi industrializzati sia per i Paesi in via di sviluppo. I primi necessitano, nel breve periodo, di un uso più sostenibile delle risorse, di una riduzione di gas serra, di una diversifi cazione del mercato energetico e di una sicurezza di approvvigionamento energetico; mentre per i Paesi in via di sviluppo (programmato e sensato), le energie rinnovabili rappresentano una concreta opportunità di sviluppo sostenibile e di accesso all energia in aree remote. Lo sviluppo tecnologico risponde, dunque, all esigenza di incrementare l effi cienza dei sistemi di produzione, accrescendo i livelli di utilizzazione delle fonti residuali e aprendo a nuove fonti di energia. Lo sviluppo di una fi liera industriale delle rinnovabili diventa in tal modo opportunità di crescita economica e sociale, nonché di creazione di nuovi posti di lavoro. L energia sostenibile Si considera energia sostenibile quella modalità di produzione ed uso dell energia che permette uno sviluppo sostenibile. Cioè? L approvvigionamento energetico che compensa le necessità del presente senza compromettere la capacità delle generazioni future di compensare le loro necessità. L energia sostenibile si basa sui cosiddetti pilastri gemelli : 1. energia rinnovabile; 2. efficienza energetica; uno riferito alla generazione (e quindi alla produzione di energia rinnovabile) ed un altro legato al suo utilizzo, e quindi all effi cienza e al risparmio energetico. 1 pilastro - Sul fronte della produzione energetica sostenibile, il riferimento principale è ovviamente rappresentato dalle energie rinnovabili, cioè quelle fonti che per loro natura non sono esauribili sulla scala dei tempi umani, come ad esempio l energia idroelettrica, l energia solare, l energia eolica, l energia del moto ondoso, l energia geotermica, l energia mareomotrice ed altre. Altro punto cardine riguarda la modalità di produzione, che prevede un approccio su scale più piccole, maggiormente sostenibili dall uomo e dall ambiente, preferendo dunque reti di 6 Energie alternative Energie alternative 7

5 produzione distribuite che facciano perno sulla microgenerazione cogenerazione e trigenerazione invece dei grandi impianti centralizzati. In buona sostanza i processi in atto di trasformazione dell attuale sistema energetico comportano un avvicinamento tra i luoghi di produzione a quelli di utilizzo dell energia, con l obiettivo di creare modelli territoriali innovativi autosufficienti mediante autoproduzione in situ di energia e calore. 2 pilastro - Il risparmio energetico si consegue attraverso l eliminazione degli sprechi ed una maggiore attenzione ai rendimenti delle trasformazioni energetiche. Esso viene considerato una forma di fonte di energia rinnovabile virtuale, immediata e accessibile a tutti, e con tempi di recupero dell investimento appetibili. Sul fronte dell uso razionale dell energia le possibilità sono moltissime ed impossibili da elencare tutte, in quanto gli ambiti attuativi dell effi cienza energetica sono vastissimi. A puro titolo di esempio si possono citare l isolamento termico delle abitazioni, l uso di lampade a basso consumo, lo sfruttamento di cascami di energia termica non altrimenti evitabili/ utilizzabili per alimentare reti di teleriscaldamento, la riduzione e/o la maggior effi cienza dei trasporti ecc. 8 Energie alternative Energie alternative 9

6 Rinnovabili Fonti di energia in classifica La classifi cazione delle fonti energetiche rinnovabili (FER) è soggetta a molti fattori, non sempre scientifi ci, creando varie disomogeneità. Una di queste classifi cazioni le interpreta così: Primarie Sono quelle utilizzabili direttamente, così come si trovano in natura: carbone, petrolio, gas naturale, legno, combustibili nucleari, sole, vento, maree, laghi, fi umi e calore della Terra. Tali fonti fanno riferimento a trasformazioni di materia: termochimiche (processi di combustione dei derivati del carbonio-idrocarburi); termonucleari (processi di reazione nucleare tra elementi radioattivi); termomeccaniche, (processi naturali come la disponibilità di vento, sole, maree, calore). Rinnovabili Sono quelle che forniscono energia che si rigenera in continuo mediante trasformazioni chimiche (es. la biomassa) o fi siche (es.l energia solare, eolica, ecc). Non rinnovabili Non Rinnovabili Sono quelle che hanno tempi di rigenerazione talmente lunghi (milioni di anni) che una volta sfruttate possono considerarsi esaurite (combustibili fossili) o quelle generate dalla formazione del nostro pianeta, come l uranio. Attualmente, solo il 14% dell energia consumata nel mondo è prodotta da fonti rinnovabili mentre tutto il resto deriva da fonti non rinnovabili, perlopiù da combustibili fossili (78%). Secondarie Secondarie Sono quelle che derivano dalla trasformazione di fonti d energia primaria (non trasformata): ad esempio l energia ottenuta dalla conversione di energia meccanica (centrali idroelettriche, eoliche) o chimica (centrali termoelettriche) o nucleare (centrali nucleari) e che viene trasformata dalle centrali elettriche. 10 Energie alternative Energie alternative 11

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8 Rinnovabili e nuove generazioni L International Energy Agency ha defi nito tre generazioni di tecnologie per l energia rinnovabile, a partire da oltre 100 anni fa: Tecnologie di prima generazione, emerse dalla rivoluzione industriale alla fi ne del XIX secolo che includono l energia idroelettrica, la combustione di biomassa e l energia geotermica. Alcune di queste tecnologie sono ancora largamente usate. Tecnologie di seconda generazione, che includono il raffreddamento e il riscaldamento solare, l energia eolica, le forme moderne di bioenergia e il fotovoltaico. Questi stanno entrando ora nei mercati come risultati di investimenti in ricerca, sviluppo e dimostrazioni (RD&D) dal L investimento iniziale è stato stimolato da preoccupazioni di sicurezza energetica collegate alle crisi energetiche degli anni 70, ma l appello continuo verso le fonti rinnovabili è provocato dalla ricerca di benefi ci ambientali. Tecnologie di terza generazione, sono ancora in corso di sviluppo e includono progressi nella gassifi cazione delle biomasse, tecnologie di bioraffi nazione, solare termodinamico concentrato e energia oceanica; i progressi nella nanotecnologia saranno determinanti. FER - Ma quali sono? FER - Fonti energetiche rinnovabili classiche Energia geotermica Energia idroelettrica NFER - Fonti energetiche rinnovabili nuove Energia marina Energia delle correnti marine Energia a gradiente salino (osmotica) Energia mareomotrice (o delle maree) Energia del moto ondoso Energia talassotermica (OTEC) Energia solare Solare termico e termodinamico Solare fotovoltaico Energia eolica Energia da biomasse (o Agrienergie) Biocarburanti, gassifi cazione Oli vegetali Cippato Termovalorizzazione Combustibile derivato dai rifi uti ( CDR ) Dissociazione molecolare 14 Energie alternative Energie alternative 15

9 FER - le più comuni? Le più comuni forme di energia alternativa e rinnovabile sono: Energia Solare È quella che proviene dal sole e che è trasmessa alla Terra sotto forma di radiazioni elettromagnetiche. Essa è fondamentale per la maggior parte dei processi vitali e dei fenomeni fi sici: fotosintesi, ciclo dell acqua, formazione di venti, biomasse, combustibili fossili, ecc. Attraverso i pannelli solari termici tale energia viene utilizzata per raccogliere calore a bassa temperatura per usi domestici ed industriali e attraverso i pannelli fotovoltaici, che sfruttano le proprietà di alcuni particolari materiali (semiconduttori), le radiazioni solari possono essere assorbite e trasformate direttamente in energia elettrica. Il principale freno al loro utilizzo è costituito dall elevato costo dei pannelli. Energia Eolica È una risorsa fornitaci dal Sole e si crea, principalmente, per le differenze di temperatura tra la terra, l aria e il mare e, chiaramente, tra le calotte polari e l Equatore. La potenza contenuta nel vento rappresenta un enorme fonte di energia. La trasformazione avviene sfruttando una moderna versione dei mulini a vento. Il vento determina una pressione sulle pale causandone la rotazione e producendo energia meccanica che viene trasformata in elettricità. Energia Idrica L energia idroelettrica è l unica energia da fonte rinnovabile che viene utilizzata su larga scala e il suo contributo alla produzione mondiale di energia elettrica è sempre in crescita. Si può ottenere energia sfruttando l acqua che scende lungo i torrenti attraverso le ruote idrauliche, ma anche l acqua presente in altre forme naturali e non. L acqua viene convogliata dal bacino di raccolta, che si trova ad una quota più alta, e attraversando la turbina produce energia meccanica. Un generatore trasforma quest energia in elettricità. Energia Geotermica Si può considerare come l energia racchiusa, sotto forma di calore, all interno della Terra. Anche se dal momento della sua formazione, la Terra si è andata raffreddando, cedendo il suo calore allo spazio, una grande quantità di calore è ancora racchiusa nelle profondità del pianeta e può essere utilizzata come risorsa energetica per la crescente domanda della popolazione. Ci sono vari modi di portare quest energia in superfi cie in una forma utilizzabile. Per ora, questi metodi coinvolgono il fl usso di fl uidi caldi fi no alla superfi cie, dove essi possono essere usati come sorgente di calore o nella produzione di elettricità ed energia termica. Risorse da Biomasse Tutti i materiali organici derivanti da scarti di origine animale o vegetale, o da produzioni dedicate, costituiscono biomassa e possono essere utilizzati direttamente oppure trasformati in combustibili che sono rinnovabili in cicli brevi. Perché questo processo sia effettivamente considerabile neutro in termini di produzione di gas serra, deve essere mantenuta la ciclicità del processo riproducendo 16 Energie alternative Energie alternative 17

10 sempre la biomassa utilizzata in loco. Le biomasse possono essere utilizzate in impianti di produzione elettrica e termica di dimensioni diverse, dimensioni strettamente legate alle caratteristiche del territorio e dell utenza e alla reperibilità del suddetto combustibile in zone limitrofe. Energia Nucleare Tralasciando il rischio minore di incidenti nucleari, terrorismo e altri disastri maggiori, l energia nucleare e la fusione nucleare potrebbero rispettare la defi nizione di sostenibilità, ma è controverso se siano o no defi nite tali per ragioni sociali e politiche. L energia nucleare, sia per Fissione nucleare, usata in tutte le attuali centrali nucleari, sia per Fusione nucleare, per la quale si stanno ancora effettuando delle ricerche, creano rifi uti radioattivi nella forma di materiale strutturale attivo, che è una delle problematiche vive della sostenibilità. Risparmio Energetico In ultimo ma in realtà in primis a qualsiasi pratica di energia sostenibile c è il risparmio energetico. I consumi domestici di energia per il riscaldamento, l acqua calda, la cucina, gli elettrodomestici, ecc. coprono più di un quinto degli usi energetici fi nali totali. Secondo recenti studi una famiglia italiana potrebbe risparmiare sulle spese sostenute per tali consumi senza fare particolari rinunce, semplicemente usando meglio l energia e a tal fi ne il mercato offre una vasta gamma di prodotti tecnicamente molto più avanzati rispetto a qualche anno fa, che permettono di economizzare energia a vantaggio anche della qualità dell ambiente. Si riportano alcuni utili consigli: Eseguendo interventi di isolamento termico, tramite un sottotetto e doppi vetri termoisolanti, si può ridurre il consumo di combustibile per il riscaldamento nelle abitazioni, contribuire alla riduzione dell emissione di gas inquinanti e risparmiare fi no al 40% sulle spese di riscaldamento; Utilizzando lampade a scarica elettrica in gas (lampade ad alta effi cienza) e non ad incandescenza (le comuni lampadine economiche all acquisto, ma più costose per quanto riguarda i consumi) si ottiene la stessa quantità di luce con una spesa minore per i consumi; Acquistando elettrodomestici di ultima generazione (da classe A ad A++) in un anno si spenderebbe per l energia elettrica circa la metà di quanto si spenderebbe con vecchi modelli (classe G). 18 Energie alternative Energie alternative 19

11 FER - impatto ambientale Le rinnovabili sono, dunque, fonti di energia che possono permettere uno sviluppo sostenibile all uomo, senza che si danneggi la natura e per un tempo indeterminato. Alcune di esse possono essere microgenerate, ossia prodotte in piccoli impianti domestici che soddisfano il bisogno energetico/termico di una singola unità abitativa o piccolo distretto urbano. Questo consente di risparmiare l energia che solitamente si perde lungo la rete nazionale di trasporto e distribuzione, e di attendere agli obiettivi ambientali globali. 20 Energie alternative Energie alternative 21

12 Testi a cura di: Adriana Ciaccio (Ingegnere per l ambiente e territorio) per Datanet S.r.l. Progettazione grafi ca: Francesco Vicari Prodotto da: Prima edizione maggio 2009 Stampato su carta riciclata 100% Via Sgroppillo, SAN GREGORIO (CT) Tel Fax info@datanetsrl.eu 22 Energie alternative

13 Amministrazione Provinciale di Catanzaro Laboratorio Educazione Ambientale Opuscolo di approfondimento sulla rete ecologica della Provincia di Catanzaro Dipartimento Politiche per l Ambiente programma operativo regionale Provincia di Catanzaro Assessorato Ambiente Stampato su carta riciclata 100%