Le fonti energetiche rinnovabili di Giampaolo Di Gerio (giampaolo.digerio@libero.it)

L'energia nel mondo.

Intro2

Il consumo mondiale di energia cresce esponenzialmente, sebbene con tendenza molto diversa nei vari paesi. Attualmente il consumo totale (cioè: elettrico, trasporti, ecc.) di energia si aggira intorno ai 130,000 TWh/anno (circa lo 0.007% dell'energia che riceviamo dal Sole), 1'11 % del quale è relativo alla energia elettrica (14,000 TWh/ anno). In 100 anni il consumo è aumentato di 37 volte.
Attualmente la domanda di potenza media pro capite si aggira inntorno a 2.5-3 kW procapite. Tuttavia la media mondiale non fornisce un'idea adeguata della attuale distribuzione della domanda nel mondo. Esaminando la sola produzione di energia elettrica, che può essere diversificata in base alla risorsa energetica impiegata, notiamo che:

  1. l'Europa, il Nord America e l'Asia producono circa il 90% dell'ammontare totale di energia, mentre l'Africa ne produce solo il 3%;
  2. circa 1'81 % della produzione totale è da fonti non rinnovabili (chimiche e nucleari) e il 19% da quelle rinnovabili (in gran parte idrica); la percentuale maggiore di sfruttamento delle fonti rinnovabili (essenzialmente idrica) è in America Latina, dove le fonti non rinnovabili forniscono solo il 38% dell' energia elettrica richiesta, mentre in Africa lo sfruttamento delle fonti rinnovabili è inferiore alla media mondiale (16.5%).

Tuttavia anche questi dati assoluti non possono rendere una visione corretta della attuale distribuzione delle domande e delle risorse e consentire una valutazione delle tendenze imposte dai bisogni. Altra analisi valutativa tiene conto della situazione socioeconomica.  Si può osservare che: 

  1. i paesi in via di sviluppo [I1] [E1] [F1] [ES1] (ad esclusione del Sud Africa) presentano il minore reddito annuo pro capite (1.500 US$, in media) ed anche la minore produzione di energia procapite;
  2. il paese con il maggior reddito procapite sono gli Stati Uniti (26.200 US$, ossia 17 volte maggiore del reddito dei paesi africani); tuttavia il paese con maggiore consumo energetico individuale è la Norvegia (26.6 MWh/ anno, 95 volte superiore a quello dei paesi africani).

Quindi possiamo osservare che:

  1. i paesi e gruppi di paesi sono distribuiti lungo una correlazione lineare che, sebbene "politicamente scorretta", ha una interpretazione logica: più soldi, più energia;
  2. quattro paesi (Norvegia, Svezia, Canada ed USA) mostrano un consumo individuale di energia molto superiore alla media; se questi paesi vengono tenuti fuori dalla correlazione mondiale la retta di correlazione si abbassa decisamente, il che indica quanto sensibilmente il consumo di energia di questi paesi influenzi la situazione mondiale;
  3. in una larga parte del mondo (almeno il 30%) sia il consumo energetico sia il reddito sono così bassi che la stessa vita diventa non sostenibile; sebbene qualcuno possa porre la domanda se sia la povertà a richiedere poca energia o sia la carenza di energia a generare povertà, a questo livello minimo è certamente valida l'ultima ipotesi, dato che in tale situazione solo lo sviluppo energetico può migliorare la vita.
  4. è evidente che il forte aumento dei consumi energetici nel mondo è in gran parte dovuto al contributo di pochi paesi ad alto sviluppo industriale.
Possiamo chiederci allora: a parte la reale possibilità pratica e politica della cosa, quale sarebbe l'effetto se, al posto della attuale media di 2.4 MWh annui procapite, tutta la produzione mondiale di energia raggiungesse uniformemente i massimi livelli cioè intorno ai 24 MWh, con un fattore di incremento di 10?
Nel rispondere a questa domanda incontriamo subito due fattori altamente critici ed ampiamente noti a tutti: l'inquinamento ambientale e l'esaurimento dei combustibili fossili [I2] [E2] [F2] [ES2]. Semplicemente, la Terra non potrebbe sostenere un tale incremento dei consumi energetici. Quindi esistono due sole possibilità: o una parte del mondo progressivamente crescente consuma sempre di meno per compensare l'aumento dei consumi della parte restante, o quest'ultima riduce i propri consumi per consentire lo sviluppo della prima. Sfortunatamente esiste una terza possibilità: una catastrofica crisi ecologica del pianeta.
È difficile valutare con esattezza l'ammontare di energia chimica (idrocarburi) attualmente disponibile, dato che le ispezioni geologiche identificano sempre nuove scorte. Secondo un modello matematico, la curva di sfruttamento di una risorsa non rinnovabile ha una forma a campana, con un picco dopo del quale l'entità delle nuove risorse scoperte diventa inferiore a quella del consumo; per il petrolio tale picco è stato raggiunto negli anni 60 ed oggi le nuove risorse scoperte ammontano solo a 125% del consumo. Nella fase discendente della curva i fattori fisici (costi materiali di estrazione) incidono sempre più decisamente su quelli politico-strategici. Inoltre i costi di estrazione crescono perché queste nuove scorte sono sempre più profonde o localizzate sotto il fondo dei mari. Una valutazione approssimata consente di supporre che, con la tendenza crescente attuale, abbiamo fonti sufficienti di energia nucleare per 260 anni e di carbone per 220 anni, mentre per il gas ed il petrolio l'esaurimento è prevedibile in 40-60 anni.
In ogni caso, nel momento in cui il consumo energetico diventa una frazione non trascurabile delle riserve, il destino del mondo sembra assegnato. Ogni miglioramento delle tecnologie di conversione può solo ritardare ma non evitare l'esaurimento delle riserve fossili chimico-nucleari, mentre ogni incremento dei consumi oggi vuoI dire meno energia per le future generazioni. Inoltre, dato che i costi dell’energia aumentano sia per le leggi di mercato e le ormai croniche crisi politiche sia per le crescenti difficoltà di estrazione, la spesa energetica aprirà sempre di più la forbice fra paesi ricchi e paesi poveri.
D'altra parte, dato che le sole fonti inesauribili sono quelle perciò dette rinnovabili [I3] [E3] [F3] [ES3] e dato che alla fine l'uomo sarà obbligato a scegliere l'unica soluzione disponibile per la sua sopravvivenza, il futuro dell' energia è nel rinnovabile
Deve essere sottolineato che gli usi “sostenibili” di energia rinnovabile consentono di non generare emissioni di gas serra [I4] [E4] [F4] [ES4].
È utile fare un'ultima considerazione. Più del 30% della popolazione mondiale è senza elettricità (in Africa più del 50% ed in molti paesi più del 90%). Intere zone del pianeta non sono servite dalla elettricità. Invece, il consumo energetico per trasporto è diffuso in tutto il mondo (un quarto del consumo mondiale). Perciò, ogni sforzo per aumentare la produzione energetica di fonte rinnovabile per energia elettrica ed industriale avrà sull'inquinamento e sull'esaurimento delle riserve effetti limitati finché non si troverà una tecnologia affidabile ed economica per usare, direttamente o indirettamente, le fonti rinnovabili anche per i trasporti.

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