Energia sostenibile

GABRIELE RADAELLI, 4C

Fin dal suo primo utilizzo in senso moderno nel 1807, l’energia e la sua produzione sono sempre state al centro del programma politico e sociale di ogni Stato, in particolare negli ultimi anni. Solo recentemente, purtroppo, il pensiero si è fatto critico contro tutte quelle fonti energetiche che abbiamo usato per fin troppo tempo: i combustibili fossili. Stiamo parlando di carbone, in tutte le sue forme (come torba e antracite); petrolio e altri idrocarburi, ovvero composti che contengono solo atomi di carbonio e idrogeno; gas naturale. Queste fonti sono le più inquinanti in assoluto, anche nei mezzi di trasporto. Nel 2021, secondo l’IEA (International Energy Agency), la rapida ripresa economica al termine della pandemia ha accelerato le emissioni globali di anidride carbonica. Il carbone ha raggiunto il massimo storico, producendo 15,3 miliardi di tonnellate di CO2 (più che nella seconda guerra mondiale, dove si raggiunsero quasi 5 miliardi di tonnellate di CO2 (GtCO2) per ogni anno), il gas naturale è cresciuto fino ad arrivare a 7,5 miliardi di tonnellate, mentre il petrolio, con le sue 10,7 GtCO2 è rimasto basso a causa di una limitata ripresa del trasporto globale, specialmente del settore dell’aviazione. In totale si è arrivati a un massimo storico di 36,3 GtCO2.

È dunque evidente che se si continua con questo ritmo si rischia di rovinare, più di quanto non lo sia già, il nostro pianeta. Per ricordarlo, la comunità scientifica ha posto come punto di non ritorno gli 1.5 gradi di temperatura più alti del normale, come si evince dall’accordo di Parigi del 2016. Questa soglia corrisponde alla

temperatura che farebbe sciogliere il permafrost (la pozione di terreno ghiacciato perennemente nel quale sono imprigionate enormi quantità di gas metano e anidride carbonica), il che aumenterebbe notevolmente la temperatura. In contemporanea si avrebbe lo scioglimento dei ghiacciai dell’Antartide e della Groenlandia; poi quello dei ghiacci alpini e un notevole cambiamento di numerosi habitat naturali come quella delle foreste boreali.

Per invertire questo trend negativo, 55 nazioni, che producono più del 60% di tutte le emissioni, hanno ratificato l’accordo di Parigi, entrato in vigore il 4 novembre del 2016 e sulla linea del protocollo di Kyoto dell’11 dicembre 1997. In particolar modo, gli Stati membri dell’UE, si sono impegnati a ridurre almeno del 55% le emissioni entro il 2030 e diventare a impatto zero entro il 2050.

Ma come si possono rimpiazzare i combustibili fossili? Beh, vi è una larga scelta di fonti che, se ben sfruttate, sono anche più efficienti; vediamole una per una.

Nucleare

La centrale nucleare può essere di due tipi: a fissione e a fusione. Del primo tipo ho già parlato in uno scorso articolo. Per quanto riguarda la fusione, attualmente è in atto un progetto di scala internazionale al quale partecipano i maggiori Stati del mondo. Questa fonte è vista come la risoluzione ai problemi di energia, vista la grande quantità prodotta in pochissimo tempo. Nonostante la ricerca sia iniziata negli anni 50, solo di recente si sono fatti grandi passi avanti, come di recente abbiamo sentito: il 5 dicembre 2022 nei laboratori della California, gli scienziati, sono riusciti a produrre più energia di quanta non sia stata necessaria per avviare la reazione. Questo è un importante traguardo, ma non bisogna lasciarsi ingannare: è stato comunque affermato più volte che ci vorranno quasi 30 anni per vedere la prima centrale ad uso commerciale (collegata alla rete elettrica nazionale) in funzione.

Il nucleare è, però, considerato come energia alternativa, e non completamente rinnovabile.

Tra le fonti rinnovabili principali possiamo distinguere le energie rinnovabili classiche (idroelettrica e geotermica) e le nuove energie (eolica, solare, da biomasse e marina).

Energia idroelettrica

È probabilmente la più antica fonte di energia: Greci e Romani furono tra i primi ad usare la potenza dell’energia cinetica prodotta dall’acqua per azionare i mulini. Secondo lo stesso principio, questa fonte è stata perfezionata e resa sempre più funzionale nel corso dei secoli. Attualmente si usano bacini artificiali per incanalare acqua in delle condotte forzate e far girare le turbine, il cui moto viene trasformato in energia elettrica. Ci sono vari tipi di turbine che possono essere impiegate nel processo. In generale, l’idroelettrico è tra le fonti più usate al mondo, specialmente in Paesi di montagna come la Svizzera e il Liechtenstein. Nonostante la produzione sia completamente sostenibile, bisogna ricordare una quantità minima di inquinamento per la costruzione e per la creazione del bacino, tuttavia siamo negli ordini dei milioni di CO2 emessa contro i miliardi dei combustibili fossili. Queste costruzioni hanno lasciato nella storia anche delle tragedie: in Italia ricordiamo il disastro del Vajont (1963) con 1917 vittime, causato da una frana; e in Cina il cedimento della diga di Banqiao (1975) a causa di un super tifone, che portò alla morte di 171 000 persone.

Energia geotermica

È l’energia generata utilizzando il calore da fonti geologiche presenti nel sottosuolo. Essa si basa sullo sfruttamento del calore naturale del nostro pianeta, dovuto all’energia termica rilasciata dai processi di decadimento nucleare naturale di elementi radioattivi come l’uranio, il torio e il potassio, contenuti nel nucleo, nel mantello e nella crosta. In Italia la prima centrale geotermica secondo il processo della cogenerazione (una parte in energia meccanica, un’altra in energia elettrica) fu costruita nel luglio 1904, ad opera del principe Piero Ginori Conti, a Lardello, in Toscana. Ad oggi lo sfruttamento costituisce meno dell’1%; tuttavia, uno studio del 2011 del Massachusetts Institute

of Technology ha affermato che la potenziale energia geotermica corrisponde a 12.600.000 ZJ (1021Joule) e che con le attuali tecnologie sarebbe possibile utilizzarne solo 2000 ZJ, ma se consideriamo che il consumo annuale mondiale di energia ammonta a 0,5 ZJ è una quantità notevole. Dunque l’energia geotermica non è solo economica ma anche decisamente efficiente.

Energia eolica

È molto diffusa e si basa sulla trasformazione dell’energia cinetica del vento in energia elettrica o meccanica. Nonostante produca solo 1% del fabbisogno mondiale, produce il 20% dell’elettricità in Danimarca, il 9% in Spagna e il 7% in Germania. Le centrali eoliche sono tra le più criticate soprattutto per la loro scarsa integrazione nel paesaggio: per questo motivo si sono diffuse le centrali off-shore (lontani dalla costa) che però hanno un costo di costruzione e un inquinamento superiore rispetto a quelle costruite sulla terraferma.

Energia solare

È tra le fonti più conosciute ed è usata soprattutto in zone molto esposte al sole e, per esempio, nelle stazioni spaziali e nei satelliti. Una centrale solare si compone di pannelli che possono essere di tra tipi: solare termico (che sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido al suo interno che cede calore all’acqua contenuta in un serbatoio di accumulo), fotovoltaico (che sfrutta le proprietà di alcuni semiconduttori per produrre energia elettrica se sollecitati dalla luce) e solare a concentrazione (che sfrutta una serie di specchi parabolici per convogliare i raggi su un tubo ricevitore in cui scorre un fluido o una serie di specchi che concentrano i raggi all’estremità della torre in cui è posta una caldaia riempita di sali, i quali per il calore fondono). È molto usata: l’Italia è sesta per milioni di Kwh solo dopo India, Germania, Giappone, USA e Cina, che è prima dal 2015 e che produce col solare quasi 7 volte l’energia prodotta con la stessa fonte nel nostro Paese. Il solare ha, però, alcuni difetti. I principali sono l’intermittenza (sarebbero necessarie, infatti, grandi quantità di batterie molto efficienti, di cui non si ha ancora una applicazione pratica, per poter sfruttare al meglio questa fonte) e i materiali necessari, detti

Terre Rare (come il lutezio, il tullio e il cerio), la cui concentrazione è situata in nazioni orientali come la Cina, e la cui estrazione non solo è molto costosa ma è anche abbastanza inquinante.

Energia da biomasse

È raro trovare una centrale a biomasse solo per produzione di energia elettrica, anche perché si basa sul processo di decomposizione di sostanze organiche (le biomasse), che influiscono sull’effetto serra. Ultimamente, però, le biomasse sono utilizzate soprattutto per la produzione di bioetanolo e di etanolo, come carburante automobilistico.

Energia marina

È forse la meno diffusa, ma ve ne sono di numerose tipologie: dalle correnti marine (prodotta grazie all’energia cinetica delle correnti), a gradiente salino (energia ottenuta dalla differenza nella concentrazione di sale fra l’acqua di mare e l’acqua dolce), mareomotrice (ricavata dagli spostamenti d’acqua causati dalle maree) e talassotermica (che sfrutta le differenze di temperatura tra la superficie marina e le profondità oceaniche). Ad oggi soltanto poche centrali sono state prodotte in Portogallo, Scozia, Irlanda e in Italia, dove è stato sperimentato un sistema di sfruttamento dell’energia marina sullo stretto di Messina.

In conclusione l’intelligenza, la creatività, gli studi innovativi dimostrano sempre più la volontà di porre al riparo un destino incontrovertibile verso cui stiamo andando, interrompendo la logica del guadagno a favore dell’ambiente e del nostro pianeta.

“Se pensi davvero che l’ambiente sia meno importante dell’economia, prova a non respirare mentre conti i tuoi soldi”. (Guy McPherson, scienziato americano dell’università dell’Arizona)