Energia,            emissioni climalteranti,                 sostenibilità       Federica ZabiniIstituto di Biometeorologi...
L’energia è ovunque
Si presenta in varie       forme        - elettrica        - termica        - luminosa        - meccanica        - chimica...
E’ così diffusa eapparentementesemplice daottenere chela diamoper scontata
A volte non la vediamo…   Tutti gli oggetti che ci   circondano e usiamo hanno   bisogno di energia per   funzionare…  …o ...
Energia “incorporata” nel cibo                       Sole                 9%       91%                  • produzione conci...
Quali fonti di energia utilizziamo oggi?
TrasportiIl 95% di tutta lenergia usata per i        trasporti viene dal           petrolio
Riscaldamento  Per il riscaldamento degli edifici       si usa principalmente il        gas naturale
Energia elettrica45     41%40                 65% deriva da35                 combustibili30               fossili25      ...
Produzione elettricità da centrali termoelettriche = 65%                        Il vapore fa girare                       ...
Produzione elettricità da fonti rinnovabili (=18%)        ACQUA  (=16%)VENTO                  SOLE
Consumi di energia per fonte                        Rinnovabili          Uranio   2%     13% 29%Carbone                   ...
Mondo fossileL’85% dell’energiasi ottiene daicombustibili fossili
Cosa sono i combustibili       fossili?
Fonti di energia molto vecchie che si sono formate naturalmente nel corso delle eregeologiche, in decine di milioni di ann...
Per ottenere l’energia contenuta in 1 litro dipetrolio è necessario raccogliere la radiazionesolare che cade in un giorno ...
50 litri di carburante derivato dalpetrolio equivalgono al lavoro di 1000 persone per un giorno!!!
Arrivano da molto lontano              …nel tempo
…E nello spazio
Riserve mondiali di PETROLIO: 70%;    Riserve mondiali di GAS : 40%
Vantaggi   L’utilizzo dei combustibili fossili ha   cambiato radicalmente il nostro modo   di vivere ed ha permesso lo svi...
Dov’è il problema?
Consumi di energia nella storia dell’umanità                  60                                                        Og...
Rapido aumento dei consumi di energiaAumento della popolazioneAumento del “fabbisogno dienergia” (civiltà tecnologica)Aume...
Quanto petrolio consumiamoOgni italiano si “beve” ogni giorno5 litri di petrolioOgni italiano si “beve” ogni mese1 barile ...
InconvenientiL’utilizzo dei combustibili fossili ha cambiatoradicalmente il nostro modo di vivere ed ha permessolo svilupp...
1                      Le risorse (sono) finite        I combustibili fossili sono un “dono della natura” ma sono limitate...
VIDEOPeak Oil - How Will You Ride the Slide?http://www.youtube.com/watch?v=Ulxe1ie-vEY
Le scoperte di nuovi giacimenti dipetrolio hanno raggiunto il loromassimo storico verso la metàdegli anni 1960. Da allora ...
Petrolio sempre piùdifficile da estrarre   Più costoso   Più pericoloso
2   Insostenibilità socialeLe risorse sono limitate e quindiconsumi illimitati non possonoessere sostenutiLe risorse devon...
Ci “basta” una sola Terra perchè…   Ci sono grandi disparità nell’uso delle risorse della Terra.                     In me...
3   Conseguenze ambientali                                uso          Co             m              bu                st ...
Emissioni di CO2 in atmosferaO C O     Anidride Carbonica                              Il Carbonio stivato in             ...
VIDEOWhats the Deal with Carbon?http://www.youtube.com/watch?v=2Jp1D1dzxj8
Aumento dei gas serraLa concentrazione dei gas serra inatmosfera :• +35% in 250 anni• 8% negli ultimi 20 anni)• oltre 390 ...
Effetto serra NATURALE                           Effetto serra “POTENZIATO”I gas serra schermano l’energia radiativa      ...
Variazioni del clima• Aumento della temperatura della superficie terrestre,dellatmosfera e degli oceani• Scioglimento di n...
Inquinamento atmosferico                           o                      boni                 i car               od     ...
Che fare?
1   Diminuire i consumi, evitare gli sprechi    Cambiare comportamentiPreferire i mezzi pubblici all’auto privata. Quando ...
Migliorare l’efficienzaEdifici (isolamento termico, materiali….)Trasporti (consumi carburante…)Apparecchiature (elettrodom...
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Trovare fonti alternative                                              1954 prima centrale                                ...
Le fonti rinnovabiliFonti con un breve tempo di rigenerazione e quindi considerate inesauribili,il cui utilizzo attuale no...
Energia idraulica                 1895 prima centrale                                                       idorelettrica ...
Energia da biomasse e rifiuti  IERI                                  OGGIPuò dare un contributo,a patto che si usinoscarti...
Energia geotermica                          1904 centrale di                            LarderelloPuò dare un contributoNo...
Energia solareIERI (e sempre..)                                      OGGI  Tecnologia nuova                    Solare foto...
Energia eolicaIERI                            1930          OGGI          Primo aerogeneratore                        Tecn...
Rapida crescita delle Nuove Rinnovabili                                            Solare                                 ...
L’unione fa la forza                     Eolico                                   Solare                                  ...
FOSSILI            RINNOVABILIGrandi centrali   Impianti distribuiti sul territorioProduzione        Intermittenza di alcu...
Si può fare!               OGGI                                                             2050                      Rinn...
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  1. 1. Energia, emissioni climalteranti, sostenibilità Federica ZabiniIstituto di Biometeorologia CNR
  2. 2. L’energia è ovunque
  3. 3. Si presenta in varie forme - elettrica - termica - luminosa - meccanica - chimica ….
  4. 4. E’ così diffusa eapparentementesemplice daottenere chela diamoper scontata
  5. 5. A volte non la vediamo… Tutti gli oggetti che ci circondano e usiamo hanno bisogno di energia per funzionare… …o ne hanno avuto bisogno per essere costruiti / prodottiEnergia “incorporata” = costo energetico nascosto negli oggetti In 1 kg di carne di vitello sono “incorporati” 7 litri di petrolio
  6. 6. Energia “incorporata” nel cibo Sole 9% 91% • produzione concimi e pesticidi Combustibili • uso macchine agricole • irrigazione (pompe) fossili • trasporto cibo Anche una patata, quindi,“contiene” combustibili fossili
  7. 7. Quali fonti di energia utilizziamo oggi?
  8. 8. TrasportiIl 95% di tutta lenergia usata per i trasporti viene dal petrolio
  9. 9. Riscaldamento Per il riscaldamento degli edifici si usa principalmente il gas naturale
  10. 10. Energia elettrica45 41%40 65% deriva da35 combustibili30 fossili25 21% 65% deriva da20 combustibili da 65% deriva 18% combustibili fossili 14%15 fossili10 5% 5 0 16%
  11. 11. Produzione elettricità da centrali termoelettriche = 65% Il vapore fa girare L’elettricità passa I generatori convertono dai trasformatori le turbine len. meccanica di (en.meccanica) che producono il rotazione in en. elettrica. corretto voltaggioCOMBUSTIBILI FOSSILIIl calore sviluppatodalla combustione fabollire l’acqua nellacaldaia.
  12. 12. Produzione elettricità da fonti rinnovabili (=18%) ACQUA (=16%)VENTO SOLE
  13. 13. Consumi di energia per fonte Rinnovabili Uranio 2% 13% 29%Carbone 35% Gas Petrolio 22%
  14. 14. Mondo fossileL’85% dell’energiasi ottiene daicombustibili fossili
  15. 15. Cosa sono i combustibili fossili?
  16. 16. Fonti di energia molto vecchie che si sono formate naturalmente nel corso delle eregeologiche, in decine di milioni di anni.Si sono formate per accumulazione e decomposizione di materie organiche doriginevegetale e animale, che, sepolte nel terreno si trovano in particolari condizioni ditemperatura e di pressione  trasformazioni chimiche e geologiche.Non possono essere “fabbricate”, bisogna estrarle dal suolo.Risorsa preziosa: energia molto concentrata e facilmente disponibile. Hanno laproprietà di bruciare molto bene e di produrre notevoli quantità di energia = magazzinidi energia chimica. Carbone Gas Petrolio
  17. 17. Per ottenere l’energia contenuta in 1 litro dipetrolio è necessario raccogliere la radiazionesolare che cade in un giorno su 2,7 m2 1 giorno = = 15km in autoPetrolio 2,7 m2 Il petrolio concentra grandi quantità di energia chimica in volumi relativamente piccoli  facilità di trasporto e di stoccaggio.
  18. 18. 50 litri di carburante derivato dalpetrolio equivalgono al lavoro di 1000 persone per un giorno!!!
  19. 19. Arrivano da molto lontano …nel tempo
  20. 20. …E nello spazio
  21. 21. Riserve mondiali di PETROLIO: 70%; Riserve mondiali di GAS : 40%
  22. 22. Vantaggi L’utilizzo dei combustibili fossili ha cambiato radicalmente il nostro modo di vivere ed ha permesso lo sviluppo della società come noi la conosciamo. - Avere la luce anche di notte - Stare al caldo - Lavarci con l’acqua calda - Ascoltare la musica quando vogliamo - Comunicare con gente che sta lontana - ecc.
  23. 23. Dov’è il problema?
  24. 24. Consumi di energia nella storia dell’umanità 60 Oggi 50 40 Abbiamo iniziato a usarliConsumi energia 30 da poco tempo ma molto in fretta Rivoluzione industriale 20 Combustibili fossili 10 schiavi, animali, legna, vento, acqua 0 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 Anni Egitto Grecia Roma
  25. 25. Rapido aumento dei consumi di energiaAumento della popolazioneAumento del “fabbisogno dienergia” (civiltà tecnologica)Aumento dei consumi di energia
  26. 26. Quanto petrolio consumiamoOgni italiano si “beve” ogni giorno5 litri di petrolioOgni italiano si “beve” ogni mese1 barile di petrolio (=159 litri)Una famiglia italiana di 4 persone consumaquasi un’autocisterna di petrolio all’anno(7.760 litri)Nel mondo si consumano circa 1000 barili di petrolio al secondo…
  27. 27. InconvenientiL’utilizzo dei combustibili fossili ha cambiatoradicalmente il nostro modo di vivere ed ha permessolo sviluppo della società come noi la conosciamo. Problemi ambientali Fonte di disuguaglianze, guerre e conflitti Quantità limitata ed esaurimento delle risorse disponibili
  28. 28. 1 Le risorse (sono) finite I combustibili fossili sono un “dono della natura” ma sono limitate  NON RINNOVABILI: hanno un grande tempo di rigenerazione e quindi destinate ad esaurirsi se sfruttate ad un ritmo maggiore del tasso di rigenerazione  Il “picco” delle risorse fossili “energia facile” PREVISIONI Prezzi alti Crisi economicaMtoe Carbone Instabilità politica Gas Guerre per risorse Petrolio
  29. 29. VIDEOPeak Oil - How Will You Ride the Slide?http://www.youtube.com/watch?v=Ulxe1ie-vEY
  30. 30. Le scoperte di nuovi giacimenti dipetrolio hanno raggiunto il loromassimo storico verso la metàdegli anni 1960. Da allora sono indeclino.Dal 1985 si consuma più petroliodi quanto non se ne scopra. Eureka!
  31. 31. Petrolio sempre piùdifficile da estrarre Più costoso Più pericoloso
  32. 32. 2 Insostenibilità socialeLe risorse sono limitate e quindiconsumi illimitati non possonoessere sostenutiLe risorse devono esseredistribuite in modo uguale Se tutti consumassero quanto un americano, avremmo bisogno di 6 pianeti Terra!
  33. 33. Ci “basta” una sola Terra perchè… Ci sono grandi disparità nell’uso delle risorse della Terra. In media un cittadino 2 europei americano consuma ogni anno 10 cinesi quanto consumano: 15 indiani 40 africaniUn cittadino delLussemburgo (+ alticonsumi pro capite) usacirca 100 volte piùcombustibili di un cittadinodel Bangladesh. Consumi di combustibili
  34. 34. 3 Conseguenze ambientali uso Co m bu st ib ili fo ss ?? ili ?
  35. 35. Emissioni di CO2 in atmosferaO C O Anidride Carbonica Il Carbonio stivato in tempi lunghi sottoterra viene rapidamente trasferito in atmosfera sotto forma di CO2 Carbonio fossile C non interagisce con il ciclo del C nell’atmosfera, fino a quando non viene estratto e rilasciato attraverso la combustione.
  36. 36. VIDEOWhats the Deal with Carbon?http://www.youtube.com/watch?v=2Jp1D1dzxj8
  37. 37. Aumento dei gas serraLa concentrazione dei gas serra inatmosfera :• +35% in 250 anni• 8% negli ultimi 20 anni)• oltre 390 ppmI principali gas serra sono: anidridecarbonica, metano, protossido diazoto, idrocarburi fluorati e perfluoratie il vapore acqueo.L’anidride carbonica (CO2) è il piùpresente in atmosfera e per questoviene preso come unità di riferimentoper misurare il potenziale diriscaldamento degli altri gas.
  38. 38. Effetto serra NATURALE Effetto serra “POTENZIATO”I gas serra schermano l’energia radiativa Aumentando la concentrazione dei gas serraemessa dalla terra, intrappolando nell’atmosfera nell’atmosfera si genera un effetto serraparte del flusso ed impedendone l’uscita verso “aggiuntivo” rispetto a quello naturale, chelo spazio interplanetario. tende ad alterare gli equilibri della “macchina mantiene la temp. costante (15 °C). climatica” terrestre, aumentando il la temperatura terrestre sarebbe -18 °C. riscaldamento.
  39. 39. Variazioni del clima• Aumento della temperatura della superficie terrestre,dellatmosfera e degli oceani• Scioglimento di neve e ghiaccio• innalzamento del livello del mare.• Variazioni nei regimi precipitazionali• Maggior frequenza e intensità di eventi meteorologici avversi
  40. 40. Inquinamento atmosferico o boni i car od sa no ssid e solforoMo Anidrid Oss idi di Particolato azo to
  41. 41. Che fare?
  42. 42. 1 Diminuire i consumi, evitare gli sprechi Cambiare comportamentiPreferire i mezzi pubblici all’auto privata. Quando èpossibile muoversi a piedi o in bicicletta.Utilizzare l’illuminazione in modo razionale accendere solo le lampade di cui abbiamo bisogno, spegnerele luci quando usciamo dalla stanza, sfruttare il più possibile laluce naturale.Riscaldamento / Aria condizionataMantenere all’interno degli ambienti una temperatura non superiore a 20°C, in estate, nonsuperare i 6-7°C di differenza tra temperatura esterna ed interna. E non aprire le finestredurante il funzionamento del condizionatore Spegnere gli apparecchi quando non servono Per evitare i consumi dello standby alimentare i dispositivi con una presa multipla dotata di interruttore.
  43. 43. Migliorare l’efficienzaEdifici (isolamento termico, materiali….)Trasporti (consumi carburante…)Apparecchiature (elettrodomestici a risparmio energetico,termostati..)Processi industriali e produttivi (tecnologie)Illuminazione (lampade a risparmio energetico, LED…)
  44. 44. 2 Trovare fonti alternativeRequisiti dell’energia ideale - Abbondante - Rinnovabile, inesauribile - Ben distribuita sul Pianeta - Non pericolosa (oggi e in futuro) - Capace di: - sostenere lo sviluppo - ridurre le disparità - favorire la pace
  45. 45. Trovare fonti alternative 1954 prima centrale nucleare Nucleare • Problemi sicurezza e salute • Smaltimento scorie e vecchie centrali • Costi economici • Tensioni tra Paesi • Uranio risorsa esauribile ( future generazioni?)
  46. 46. Le fonti rinnovabiliFonti con un breve tempo di rigenerazione e quindi considerate inesauribili,il cui utilizzo attuale non ne pregiudica la disponibilità nel futuro. Acqua Biomasse e rifiuti Calore della Terra Sole Vento
  47. 47. Energia idraulica 1895 prima centrale idorelettrica (cascate del OGGI Niagara) IERIContributoimportante ma già DOMANIampiamente sfruttata,saturaTecnologia matura, Possibile sviluppo futuro: energia dal moto ondoso.non migliorabile.
  48. 48. Energia da biomasse e rifiuti IERI OGGIPuò dare un contributo,a patto che si usinoscarti e non coltivazioniad hoc.Filiera corta
  49. 49. Energia geotermica 1904 centrale di LarderelloPuò dare un contributoNon è distribuitaomogeneamenteNon del tutto esente daproblemi ambientali
  50. 50. Energia solareIERI (e sempre..) OGGI Tecnologia nuova Solare fotovoltaico Solare termico Miglioramenti efficienza continui Impatto ambientale basso Nell’ipotesi di produrre il 100% dell’elettricità consumata in Europa Alto potenziale per mezzo della fonte fotovoltaica sarebbe sufficiente utilizzare lo 0,6% Distribuita circa del territorio europeo
  51. 51. Energia eolicaIERI 1930 OGGI Primo aerogeneratore Tecnologia nuova Miglioramenti efficienza Impatto ambientale basso Alto potenziale
  52. 52. Rapida crescita delle Nuove Rinnovabili Solare Fotovoltaico Eolico
  53. 53. L’unione fa la forza Eolico Solare termico Solare fotovoltaico Idrica Biomasse e rifiuti Geotermica
  54. 54. FOSSILI RINNOVABILIGrandi centrali Impianti distribuiti sul territorioProduzione Intermittenza di alcune fontiprogrammabile (solare, eolico) Energie in rete Reti intelligenti “smart grid”
  55. 55. Si può fare! OGGI 2050 Rinnovabili 13% Rinnovabili 80%“Quasi l80% delle forniture di energia del mondo potrebbe essere coperto da fontirinnovabili entro il 2050". riduzioni pari a 220-560 miliardi di ton CO 2 tra il 2010 e il 2050, contribuendo a mantenere leconcentrazioni di gas serra a 450 ppm. IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change
  56. 56. VIDEO http://vimeo.com/18263510Small world energy panoramica produzioni energia ….
  57. 57. FINEGrazie dell’attenzione

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