Energia, che fare? (ultima parte) (upd 16-6-2011)

L’ultima volta ci siamo lasciati parlando di produzione di elettricità, dicendo che il metodo principale è far girare una dinamo. Vediamo come.
Centrali termoelettriche, in cui si bruciano combustibili fossili (gasolio, gas, carbone) per generare il vapore necessario a far girare le turbine. Altamente inquinanti, costose, e soggette ai problemi di approvvigionamento del greggio. Forniscono elettricità in maniera costante e facilmente modulabile. Dei problemi legati al petrolio abbiamo già parlato. Il carbone ha problemi simili, un ancor più alto impatto ambientale, ed una lunga storia di disastri in miniera.
Centrali idroelettriche, che usano l’energia dell’acqua contenuta in un bacino. Occorre costruire grandi dighe, che possono essere di grande impatto ambientale e causare grandi tragedie.
Centrali geotermiche: sfruttano l’energia interna della terra per generare vapore. Non inquinanti, ma purtroppo limitate alle zone dove il calore terrestre è utilizzabile dalle tecnologie disponibili.
Centrali nucleari a fissione, dove il calore per generare vapore viene prodotto da reazioni di fissione nucleare. Non emettono CO2 (upd: tolta quella necessaria alla produzione del combustibile, vedi commenti), ma le attuali tecnologie hanno il grosso problema delle scorie, che restano pericolose per decine di migliaia di anni. Esistono processi in avanzata fase di studio che dovrebbero risolvere sia il problema delle scorie che quello della sicurezza degli impianti.
Centrali nucleari a fusione: è la grande scommessa per il futuro, in quanto, se si riuscirà a mettere a punto, questa tecnologia promette di risolvere per sempre le nostre necessità energetiche praticamente senza effetti collaterali. Gli studi sono in corso, ma purtroppo ancora non si vede la luce….
Centrali eoliche: delle torri munite di pale che, spinte dal vento, generano energia. Non inquinanti, hanno però un impatto sul paesaggio e sugli uccelli. Il principale difetto è che la produzione è intermittente e non garantita, in quanto nessuno comanda al vento di soffiare. Il costo di installazione è piuttosto elevato.
Centrali solari termiche: sfruttano il calore del sole, concentrandolo mediante specchi, per riscaldare acqua e produrre vapore (direttamente o attraverso un liquido di trasporto). Il vapore fa girare le turbine e produce energia. Non inquinante, permette di generare alte potenze. I costi di installazione sono ancora piuttosto elevati. Ovviamente funziona solo durante le ore di sole, e quindi non produce energia in modo continuo. Sono allo studio sistemi di accumulo di calore che potrebbero aiutare ad avere una produzione continua (o meno discontinua).
Energia dalle maree. Visto che il mare si alza e si abbassa continuamente, in alcune zone anche di 20 metri, è possibile sfruttarne il movimento per far girare le nostre turbine. Richiede impianti particolari, come quello francese di Saint Malo, ed ha il difetto di essere discontinua.
Solare fotovoltaico: in questo caso non usiamo turbine. Usiamo un effetto fisico, scoperto nel 1839, per cui alcune sostanze, colpite dalla luce, emettono elettroni, ovvero elettricità. Assolutamente ecologico, richiede pochissima manutenzione, e può essere installato facilmente su un qualsiasi spazio rivolto a sud. I costi di produzione sono ancora alti, il rendimento delle celle molto basso, e la produzione è legata alle ore di luce, quindi discontinua. Nuovi materiali e nuovi processi sono allo studio per aumentare la resa e diminuire i costi.
Ci sono altre opzioni, per esempio l’uso di generatori eolici ad alta quota, come dei giganteschi aquiloni, oppure generatori solari in orbita che trasmettono l’energia a terra via microonde. Per me sono ancora troppo acerbi perché possano essere presi in considerazione.
Sappiamo che la nostra civiltà oggi è pesantemente dipendente dai combustibili fossili. Questi hanno problemi che ci devono far cambiare direzione, al più presto. Le possibilità ci sono, producendo elettricità usando sistemi alternativi, dal solare all’eolico al geotermico, e con la produzione di idrogeno e biocarburanti per i trasporti. Anche il nucleare da fissione, nonostante i problemi, potrebbe essere di aiuto, con le centrali di IV generazione attualmente in fase di studio (eviterei altre centrali di Gen III).
Ma cosa serve per cambiare rotta verso un modo più pulito?
1 – Tanta, tanta, tanta ricerca che permetta di migliorare le tecnologie esistenti. Bisogna investire in ricerca molto di più di quello che facciamo (sopratutto in Italia, dove la ricerca invidia Cenerentola).
2 – Intelligenza, lungimiranza e coraggio politico di avviare chiare politiche energetiche pulite. I costi sono altissimi, ma l’alternativa è spaventosa.
Se vogliamo, ce la possiamo fare. Lo dobbiamo ai nostri figli.

(upd: parlando di emissioni di CO2, qualsiasi centrale o attività umana in qualche fare prevede emissioni. Produrre un pannello fotovoltaico o costruire una centrale termica oppure una diga richiede lavori che danno emissioni di CO2. Cose da considerare nel bilancio totale, anche se un sistema può essere esente da emissioni durante la fase produttiva).

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Informazioni su Claudio Casonato

Naufragato su questo pianeta mentre ero in viaggio tra Sirio e Nibiru, ho dovuto nascondere la mia identità nei panni dell’umano Claudio, classe 1962. Vivo a Novi Ligure (AL) da quando ero bambino. Dopo il servizio militare nell’Arma dei Carabinieri, ho iniziato a lavorare nell’industria delle vernici, prima in un gruppo americano, poi in uno olandese, con incarichi che hanno spaziato dalla ricerca e sviluppo al marketing all’IT. Attualmente mi occupo di prevenzione e sicurezza in una azienda, sempre di vernici, in provincia di Alessandria. Adoro leggere di tutto un po’, soprattutto fantascienza e fantasy, ed ho un forte interesse per libri e riviste di carattere scientifico. Nel 2005 scoprii il CICAP, e grazie al loro aiuto e supporto, alle letture scientifiche aggiunsi l’attività di divulgazione che mi hanno portato a curare una rubrica su un periodico e su un sito web locali, ad organizzare varie conferenze, spettacoli di magia della scienza per i bambini, ed addirittura un libro... potete trovare i dettagli a questo link: http://goo.gl/ef4XsF
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8 risposte a Energia, che fare? (ultima parte) (upd 16-6-2011)

  1. la ricerca è l'unica soluzione. attualmente i pannelli solari sono i sistemi più inefficienti per produrre energia, serve una loro evoluzione.Il petrolio è vita e per questo va usato con criterio. L'unica via è consumare in modo intelligente ponendosi limiti e traguardi nel tempo sull' evoluzione delle fonti di energia. Credo che Giappone e Germania nei prossimi ricopriranno un ruolo importante nello sviluppo delle rinnovabili e nel contrasto ai consumi

  2. id ha detto:

    Centrali nucleari a fissione […] Non emettono CO2Sì e no: non emettono durante la generazione, ma se consideriamo il ciclo completo le cose cambiano; per esempio: considerando solo il CFC-114 nella sola filiera di arricchimento statunitense nel solo 2001, sono state emesse oltre 400 t, che valgono per oltre 4 000 000 t di CO2 (fonte: http://www.stormsmith.nl/report20071013/partC.pdf).Centrali nucleari a fusione […] questa tecnologia promette di risolvere per sempre le nostre necessità energetiche praticamente senza effetti collateraliDipende molto dalla tecnologia: se per esempio servisse litio (volendo per esempio usarlo come combustibile), ci si scontrerebbe con la mancanza di tale materiale (e la concorrenza di altri usi, vedi per esempio le batterie).Anche il nucleare da fissione, nonostante i problemi, potrebbe essere di aiuto, con le centrali di IV generazione attualmente in fase di studioIl grosso problema è che sono in studio da parecchio, e non si sa quando (se) vedranno la luce… Il sito dell’ufficio per l’energia nucleare del Department of Energy statunitense e world-nuclear.org parlano del 2020÷2030 almeno. Speriamo.Ora come ora sono particolarmente curioso di vedere i risultati del prototipo del KiteGen.Mauro.

  3. markogts ha detto:

    In realtà discutere di efficienza (o rendimento) di un dispositivo che usa una fonte inesauribile non ha molta importanza. Quello che conta è semmai l'EROEI, ovvero il rapporto tra energia ricavata ed energia spesa (per costruire e smantellare l'impianto). Oggi una pala eolica si ripaga in meno di un anno, un pannello fotovoltaico in tre-quattro anni. Se i costi energetici e di installazione sono ragionevoli, chissenefrega del rendimento: Sole e vento non si pagano, si paga solo l'impianto. Del resto, anche le centrali nucleari hanno un rendimento bassissimo (ciclo Rankine fortemente limitato nelle temperature massime), ma non è mai stato un problema perché il costo del combustibile era una quota trascurabile rispetto al costo totale dell'impianto.

  4. Claudio Casonato ha detto:

    Marko, su solare ed eolico l'efficienza non sarà un problema, ma restano fonti discontinue e non affidabili. Do notte e quando non c'è vento che fai? Ci sono opzioni di 'accumulo' di energia, ma siamo ancora distanti dall'avere un sistema in grado di fare a meno di centrali di potenza.

  5. Claudio Casonato ha detto:

    Mauro,praticamente tutto quello che facciamo emette CO2. Volendo fare l'avvocato del diavolo, le 400 t di CFC usate per l'arricchimento sono localizzate in un paio di impianti e potrebbero essere recuperate.Ma più importante: quante t di CO2 emette una centrale a carbone equivalente ad una nucleare?Per confronto, una centrale a carbone emette dal 10 ai 20 milioni di tonnellate all'anno, mentre i 4 milioni dell'arricchimento servono per alimentare 4 o 5 centrali a fissione.Poi per il resto… si deve fare TANTA ricerca…

  6. id ha detto:

    Claudio Casonato:praticamente tutto quello che facciamo emette CO2. Volendo fare l'avvocato del diavolo, le 400 t di CFC usate per l'arricchimento sono localizzate in un paio di impianti e potrebbero essere recuperate.Ma più importante: quante t di CO2 emette una centrale a carbone equivalente ad una nucleare?Certo, il mio discorso non voleva quantificare le emissioni in relazione alle altre fonti (anche perché non solo di CFC-114 si tratta); ho solamento voluto sottolineare che anche il nucleare causa emissioni di un certo peso, visto che da quanto detto nell'articolo potrebbe passare l'idea che tali emissioni non ci siano.Mauro.

  7. Claudio Casonato ha detto:

    Mauro, hai ragione. Poteva passare un messaggio scorretto. Modifico il post.

  8. id ha detto:

    Un articolo interessante sull'impatto del nucleare.Mauro.

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