La crisi energetica e le fonti alternative

Elena Pisapia e Annalisa Filiberti
Classe 3E
La crisi energetica e le fonti alternative
PREFAZIONE
Uno dei maggiori problemi che caratterizzano il XXI secolo è quello energetico: negli ultimi 50 –
60 anni il progresso tecnologico ha portato ad un aumento dei consumi di circa trenta volte da parte
dei paesi industrializzati che consumano annualmente, per quanto riguarda la sola energia elettrica,
circa 320 miliardi di chilowattora. Questo consumo è destinato poi ad aumentare se si pensa che a
quello dei Paesi industrializzati se ne aggiungerà un ulteriore a causa dei Paesi in via di sviluppo.
Nel grafico sottostante sono riportati i dati relativi alla produzione mondiale di energia.
produzione mondiale di energia
2%
6% nucleare Idroelettrico
1%
altro
10%
biomasse
21%
Gas naturale
33% petrolio
27%
carbone
Fino ad oggi le fonti che sono state maggiormente sfruttate sono i cosiddetti combustibili fossili
quali gas naturale, carbone, uranio e petrolio il cui consumo negli ultimi anni si è incrementato a
ritmi esponenziali.
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SCHEMA ARGOMENTATIVO DEGLI ARTICOLI
Luca Salvioli
9 Settembre 2009
“Energia rinnovabile dal mix di acqua dolce e salata”, Il sole 24 ore
Doriano Brogioli, docente e ricercatore dell’università Bicocca di Milano, studiando l’Alzheimer
alla base del quale si trovano alcuni fenomeni elettrostatici, ha osservato che la salinità aumenta
l’elettrostatica. Sfruttando tale scoperto egli ha realizzato un condensatore con il quale produrre
energia a partire da acqua salata miscelata con acqua dolce. Fondamentali in tale scoperta sono
gli ioni e il carbone di consistenza spugnosa che funziona da elettrodo.
Il sistema risulta vantaggioso per le alte prestazioni, nonostante possa essere utilizzato
prevalentemente per uso domestico, a causa dell’impatto ambientale. I costi moderati
contribuiscono non meno a renderlo vantaggioso.
Marco Gasperetti
22 Ottobre 2009
“L’elicottero rabdomante alla caccia di giacimenti geotermici”, Il corriere della Sera
Piccolo di dimensioni un elicottero con avanzati sistemi hi-tech sta sorvolando i monti dell’Amiata,
la provincia livornese e pisana alla ricerca di giacimenti geotermici, ovvero giacimenti acquiferi
con una temperatura compresa tra i 100 e i 160 gradi centigradi. I radar di questo elicottero sono
per ora in grado di stabilire la presenza di giacimenti ad una profondità di 2 miglia, ma si prevede
che la sua prestazione possa migliorare fino ad arrivare ad una sensibilità di percezione di 3
miglia.
L’energia che sarà possibile ricavare da queste nuove centrali geotermiche delle quali una sarà
utilizzabile nel giro di sei mesi verrà sfruttata per l’alimentazione degli ospedali della provincia.
Giorgia Scaturro
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11 Giugno 2008
“Imita le stelle e salverai il pianeta”, La Stampa
Oggi il mondo punta per far fronte al problema della crisi energetica sul nucleare, in particolare
sulla fusione nucleare e l’obiettivo è quello di imitare il sole: il progetto Hiper vuole ricreare in
laboratorio la stessa temperatura e la stessa pressione interna del sole per poter poi usare dei
potenti laser in grado di far esplodere delle particelle di idrogeno producendo di conseguenza
energia. Altro progetto volto a questo scopo è l’ITER sviluppato in Francia che sfrutta invece i
campi magnetici per ricreare le condizioni del sole.
L’obiettivo di questi progetti è stato assicurato è solo quello della risoluzione della crisi energetica,
non vi sono fini militari.
Andrea Rossi
10 Ottobre 2009
“ Il Piemonte taglia il 20 % dei consumi”, La Stampa
Nell’ultimo periodo di tempo il Piemonte si è posto come scopo quello di ridurre i consumi
energetici del 20 %, abbattere le emissioni di gas serra del 20 %, incrementare del 20 % l’energia
prodotta dalle fonti rinnovabili e il termine che è stato preposto è il 2020.
Ampie aspettative del Piemonte sono quelle rivolte verso le biomasse legnose, poiché la superficie
boschiva piemontese ricopre 870 mila ettari.
E’ ormai assodato che tuttavia sarà necessario più dell’impegno: saranno necessari degli incentivi
e delle semplificazioni nelle procedure di autorizzazioni.
Vincenzo Balzani
17 Settembre 2008
“Solare batte nucleare: ecco perché”, La Stampa
“Vincenzo Balzani sostiene ancora una volta il consumismo che caratterizza al giorno d’oggi
l’umanità. Lo sviluppo della società è strettamente correlato ai progressi nel campo delle risorse
energetiche che dovranno andare a sostituire i combustibili fossili, la fonte energetica
maggiormente sfruttata attualmente. Il mondo si trova davanti ad una scelta da compiere:
difendere il proprio stile di vita o modificarlo a vantaggio dell’ambiente? Obiettivo della politica
internazionale è di aumentare la consapevolezza riguardo la gravità della crisi energetica,
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climatica ed ambientale. L’autore fa un esempio: dimostra come in Italia la possibilità di sfruttare
il sole è maggiore rispetto ad altri Paesi che, tuttavia, rispetto al nostro si manifestano
all’avanguardia.
La crisi energetica e le fonti alternative
Come le fonti alternative possono risolvere la crisi energetica mantenendo sano
l’ambiente.
Il petrolio secondo le previsioni non durerà ancora per molto; è questa la ragione che negli ultimi
anni ha spinto l’uomo alla ricerca di nuovi fonti dette alternative. Acqua, vento, terra, sole e
biomasse costituiscono il futuro dell’uomo e salvezza del pianeta.
In Italia la fonte alternativa che ha maggiore possibilità di sviluppo è l’energia solare. Vincenzo
Balzani scrive “L’Italia non ha combustibili fossili e neppure uranio. La sua più grande risorsa è il
Sole, una fonte di energia che durerà per quattro miliardi di anni, una stazione di servizio sempre
aperta che invia su tutti i luoghi della Terra un’immensa quantità di energia, diecimila volte quella
che l’umanità intera consuma”. Infatti l’ Italia possiede più Sole dell’Austria, ma ha una superficie
di pannelli solari 20 volte meno estesa e allo stesso tempo possiede più Sole anche della Germania
che tuttavia ha una potenza fotovoltaica di 30 volte quella del nostro Paese. Tuttavia l’Italia non
sfrutta questa grande risorsa a causa degli elevati costi; infatti l’unica regione che ne fa uso è la
Sicilia luogo di continua presenza del sole.
Energia solare fotovoltaica e termodinamica dovrebbero essere convertite in energia elettrica
attraverso l’utilizzo di celle solari in silicio, un materiale molto abbondante in natura, ma costoso
nella sua lavorazione e purificazione per la produzione dei pannelli.
Dalle stime di alcuni studi si è scoperto che, nonostante gli alti costi, con una superficie di specchi
di area pari a quella di un’utilitaria in un anno si può ricavare tanta energia quanta ne produrrebbe
una tonnellata di petrolio.
L’acqua, elemento indispensabile per la vita, ancora una volta riveste un ruolo fondamentale.
Questa risorsa energetica è forse secondo i dati la più importante su scala mondiale tra le fonti
alternative poiché ha uno sfruttamento del 6 %. In Cina in particolare è in via di costruzione una
centrale da 17 mila megawatt che può soddisfare le esigenze di circa 20 – 30 milioni di persone.
Inoltre, consapevole dell’importanza dell’acqua, un professore dell’università di Milano Bicocca
Doriano Brogioli idea un progetto per ottenere energia tramite il mescolamento di acqua dolce e
salata; la difficoltà consiste, secondo il professore, nello sfruttare l’energia liberata; tuttavia egli vi è
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riuscito immergendo in una vasca d’acqua solata due elettrodi di carbone spugnoso: quando questi
vengono messi sotto tensione, gli ioni positivi presenti nell’acqua migrano verso il polo negativo e
viceversa. Se si versa acqua dolce, a causa della dimensione di salinità gli ioni si allontanano dagli
elettrodi provocando così un aumento di tensione. Recuperando la carica elettrica immersa negli
elettrodi si ottiene una corrente superiore a quella che vi era stata introdotta. E’ tramite la
ripetizione del ciclo che avviene la produzione di energia. Tale progetto tuttavia, per l’impatto
ambientale, dovrà essere sfruttato per l’uso domestico.
Se sole ed acqua sono le fonti maggiormente sfruttate, il vento non delude le nostre aspettative per
le sue maggiori possibilità di sfruttamento dovute ai bassi costi: mentre le celle solari costano dai 10
ai 15 centesimi di euro al chilowatt il vento ha costi medi inferiori a 8 centesimi al chilowatt.
Il vento, ad una velocità minima di 20 km orari, viene sfruttato nelle centrali eoliche: modulo di
base è il generatore eolico, un’apparecchiatura composta da eliche di diametro variabile con un asse
di sostegno che aziona il generatore di corrente. Condizione necessaria per il funzionamento di
centrali eoliche è la presenza costante di vento: per questa ragione le maggiori centrali eoliche sono
situate nelle zone che si affacciano sull’oceano Atlantico e sui mari del nord Europa.
Recente scoperta sul suolo italiano è stata quella inerente l’energia geotermica. E’ stato infatti
costruito dall’università di Pisa un elicottero cosiddetto rabdomante che, lungo meno di due metri e
largo 80 cm e privo di pilota, sorvola attualmente i monti dell’Amiata in Toscana a caccia di
giacimenti geotermici. Il velivolo è attrezzato di un sistema hi-tech geofisico in grado di penetrare
nel sottosuolo fino ad una profondità di 2000 metri tramite l’impiego di onde elettromagnetiche a
bassa frequenza (15-30 kHz). I giacimenti geotermici fino ad ora individuati in Toscana sono circa
una decina: si tratta di siti la cui acqua ha una temperatura che varia dai 100 ai 160 gradi centigradi.
Secondo le previsioni l’energia ricavata dallo sfruttamento di tali siti verrà utilizzata per il
funzionamento delle macchine ospedaliere del pisano dove entro sei mesi sarà attivo il primo
impianto geotermico a impatto zero.
Problema attualmente molto discusso in Italia è quello delle centrali nucleari a fissione, il cui
sfruttamento risulta avere il problema dello smaltimento delle scorie radioattive; nonostante questo
problema, in Francia, sia in via di risoluzione, grazie alla costruzione sotto le argille delle terre dello
Champagne di alcuni sarcofagi per lo smaltimento dei rifiuti, si sta tentando una nuova strada: è
quella delle centrali nucleari a fusione. Queste ultime, al contrario delle centrali a fissione, non
sfruttano la divisione dell’atomo, ma la fusione, ovvero si sta cercando di unire i nuclei delle
particelle di trizio e deuterio, i due isotopi principali dell’idrogeno; il vero problema consiste nella
troppo elevata temperatura necessaria per innescare questo processo: si tratta infatti della
temperatura solare, pari a circa 6000 gradi centigradi. Negli ultimi anni due sono state le vie di
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ricerca in questo campo. La prima sfrutta la tecnologia del laser, la seconda invece si serve dei
campi magnetici.
Il primo studio, chiamato progetto “Hiper” (“High power laser Energy research”) è nato nel 2008
dalle menti del Rutherford Appleton Laboratory in Inghilterra e mira a trasformare la materia in un
combustibile che non rilascia anidride carbonica e le cui scorie radioattive sono minime; secondo
gli studi di questo progetto compito del laser è quello di creare delle elevatissime temperature
facendo esplodere piccolissime particelle di idrogeno, i pellet; infatti 192 laser dovrebbero
concentrare contemporaneamente la loro energia su una stessa camera che viene definita camera
bersaglio, al cui centro è collocata una capsula dorata con un pellet di idrogeno congelato che viene
dal laser riscaldato fino ad arrivare ad una temperatura di 800 milioni di gradi Fahrenheit, di gran
lunga superiore a quella del sole, e poi compresso. Il pellet surriscaldato produce una grande
quantità di energia che può essere sfruttata per riscaldare del sale liquido e produrre grandi quantità
di vapore in grado di alimentare una turbina collegata al solito alternatore che produce poi energia
elettrica. Alla luce di quanto studiato dal progetto queste saranno le basi del funzionamento delle
centrali nucleari a fusione la cui apertura è prevista per il 2050 e i cui costi sono di circa 10 miliardi
di dollari.
Il secondo progetto è invece quello sorto in Francia, a Caradache, dove Unione Europea, Russia,
Cina, Giappone, Stati Uniti, India e Corea del Sud sono alla guida della costruzione di un primo
reattore che sostituisce al laser il campo magnetico. Il progetto è stato chiamato “ITER”
(“International Termonuclear Exsperimental reactor”) e sfrutta per produrre elevate temperature i
campi magnetici. Per tale progetto è stata investita una somma pari a 10 miliardi di euro e sarà
attivo entro il 2022. Questa via di ricerca tuttavia ha riscontrato un minore successo rispetto
all’Hiper.
Può essere poi considerata una fonte di energia alternativa quella delle biomasse: legname, residui
agricoli e forestali, scarti dell’industria agroalimentare, sostanze che, fermentando, producono
biogas sfruttato come carburante fonte di calore per la produzione di energia elettrica.
Al giorno d’oggi queste sono le fonti del futuro che dovranno essere sfruttate per far fronte al
problema dell’esaurimento del petrolio, ma anche per la salvaguardia del pianeta che è attualmente
caratterizzato da varie forme di inquinamento, che stanno distruggendo il nostro mondo.
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DIZIONARIO
Parole chiave:
•
Energia: gli scienziati con il termine energia intendono la capacità di compiere un lavoro
ovvero l’applicazione dell’energia con lo scopo di ottenere un determinato risultato. L’unità
di misura dell’energia è il joule (J).
Le principali forme di energia sono:
•
Elettrica
•
Termica
•
Raggiante
•
Nucleare
•
Cinetica
•
Chimica
•
Potenziale
Queste possono essere trasformate da una forma all’altra poiché per il principio di
conservazione l’energia non si crea né si distrugge, ma si trasforma.
Il problema della crisi energetica riguarda la produzione dell’energia elettrica che risulta
essere il prodotto delle trasformazioni delle altre forme di energia.
Questa crisi energetica deriva dall’esaurimento delle principali fonti sfruttate fino ad oggi
dall’uomo e perciò, individuate le fonti alternative nelle quali investire il nostro futuro, è
obiettivo di questi tempi cercare nuovi elementi che permettano il funzionamento e lo
sfruttamento di tali fonti.
• Fonti alternative: sistema per ottenere energia elettrica differente da quella ottenuta con
l'utilizzo dei combustibili fossili. Le principali fonti alternative sono:
-
energia nucleare
-
energia eolica
-
energia solare
-
energia geotermica
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-
energia idroelettrica
-
energia mareomotrice
-
energia derivata dalle biomasse
-
energia prodotta dalla dissociazione molecolare
• Inquinamento: un'alterazione dell'ambiente, di origine antropica o naturale, che produce
disagi o danni permanenti per la vita di una zona e che non è in equilibrio con i cicli naturali
esistenti. Oggi la maggiore fonte di inquinamento è il petrolio.
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BIOGRAFIE
Luca Salvioli
E’ nato a Milano il 4 aprile 1981 ed esercita la professione di giornalista come redattore del Sole24ore.
In particolare cura il dossier Nuove Energie. Scrive inoltre per Nòva24, il magazine IL e i rapporti sullo
Sviluppo sostenibile.
Marco Gasperetti
Marco Gasperetti, giornalista professionista, è docente di linguaggi multimediali e interfacce della
conoscenza alle università di Pisa e Trieste.
Scrive su Tirreno, l'Espresso, Corriere della Sera, Mondo, Oggi, Télema, Le Scienze, Newton
Herald Tribune, Focus, Campus e altre riviste scientifiche.
Ha vinto il Premio nazionale di giornalismo Smau, il Premio Europa 2000 per la divulgazione
scientifica.
Giorgia Scaturro
Giorgia Scaturro è una giornalista che scrive in collaborazione con numerosi giornali locali; tuttavia
il giornale più “importante” per cui scrive è La Repubblica.
In genere gli articoli della giornalista sono inerenti ad ambiti scientifici.
Andrea Rossi
Andrea Rossi è un giornalista che scrive costantemente per la Stampa.
I suoi articoli riguardano diversi ambiti.
Vincenzo Balzani
Vincenzo Balzani, nato a Forlimpopoli il 15 novembre 1936, è docente di Chimica dei materiali e di
fotochimica presso l’Università di Bologna ed è considerato il maggior esperto di nanotecnologie in
Italia e tra i primi nel mondo.
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Ha ricevuto numerosi riconoscimenti internazionali come la medaglia Cannizzaro della Società
Chimica Italiana, dal 1992 è membro dell'Accademia dei Lincei.Dal 2004 inoltre è membro del
Comitato dei garanti della Scuola Galileiana di Studi Superiori.
BIBLIOGRAFIA
Siti utilizzati per la ricerca degli articoli
www.lastampa.it
www.corriere.it
www.larepubblica.it
www.ilsole24ore.it
Siti utilizzati per approfondire le informazioni ricavate dagli articoli
www.wikipedia.org
Motori di ricerca utilizzati
www.google.it
www.yahoo.it
www.msn.com
Giornali sfruttati
Focus
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