Energie rinnovabili #1 – Nuove e vecchie problematiche per un mondo in evoluzione

Il bisogno sempre maggiore di energia tiene in scacco il mondo: pro e contro delle attuali risorse energetiche.

Questo è il primo di una serie di articoli che realizzeremo intorno al tema cruciale delle energie rinnovabili, di cui analizzeremo gli aspetti più curiosi ed innovativi. Ma andiamo con ordine.

“Una nazione che non può controllare le sue fonti di energia non può controllare il suo futuro.” (Barack Obama)

Cos’è l’energia?

Dare la definizione operativa di energia non è facile e tutt’oggi non è possibile darne una univoca e che soddisfi tutte le nostre esigenze. Tuttavia una possibile definizione è quella per cui l’energia è la proprietà quantitativa che dev’essere trasferita a un oggetto affinché esso esegua un lavoro.

Analizziamo i vari tipi di energia.

I tipi di energia

Al giorno d’oggi sono state classificate tantissime forme di energia, alcune tra le più importanti sono:

• energia nucleare;
• energia meccanica;
• energia gravitazionale;
• energia elettromagnetica;
• energia termica;
• energia chimica.

Ognuna di queste forme di energia è indispensabile nella nostra vita di tutti i giorni e ne fa parte attivamente.

Ormai siamo abituati ad averle facilmente a disposizione, ma sappiamo anche quanto sta costando produrle sia dal punto di vista ambientale che dal punto di vista geopolitico.

È opportuno distinguere le risorse energetiche in:

• risorse primarie, adatte all’uso finale senza conversione in un’altra forma;
• risorse secondarie, dove la forma utilizzabile di energia richiede una sostanziale conversione da una fonte primaria.

Un’altra importante classificazione delle risorse energetiche si basa sul tempo necessario per la loro rigenerazione, e possiamo distinguere:

• risorse rinnovabili, che sono quelle che recuperano la loro capacità in un tempo significativo per le esigenze umane.
• risorse non rinnovabili, le quali sono quelle che sono significativamente esaurite dall’uso umano e che non recupereranno il loro potenziale durante la vita umana.

Fonti energetiche

Esistono circa dieci principali fonti di energia diverse che vengono utilizzate nel mondo , ognuna di esse con la sua peculiarità. Mentre ci sono altre fonti che vengono scoperte continuamente, nessuna di esse è sufficientemente sviluppata per soddisfare il fabbisogno mondiale di energia.

Ecco una panoramica di ciascuna delle diverse fonti di energia in uso e qual è il potenziale problema per ognuna di esse:

1. Energia solare:

Pro: attraverso l’uso di pannelli fotovoltaici, è possibile convertire l’energia solare in elettricità.

Contro: questo tipo di energia è che solo alcune aree geografiche del mondo ottengono abbastanza energia diretta dal Sole tale da soddisfare la richiesta di energia. Un altro annoso problema è quello dello smaltimento dei materiali costituenti i pannelli fotovoltaici.

2. Energia eolica:

Pro: la rotazione di opportune pale, causata dall’azione del vento, viene convertita in energia da grandi turbine che attivano un generatore e un convertitore.

Contro: Mentre questa sembrava una soluzione ideale per molti, la realtà dei parchi eolici sta iniziando a rivelare un impatto ecologico imprevisto che potrebbe non renderlo una scelta sostenibile.

3. Energia geotermica:

Pro:alcuni elementi radioattivi (quali Uranio, Torio, ecc), attraverso il loro lento decadimento, producono energia. Questa energia riscalda le rocce nel sottosuolo, che a loro volta riscaldano i bacini idrici presenti nelle zone limitrofe: l’acqua presente in essi evapora, e il vapore prodotto viene raccolto e utilizzato per azionare delle turbine rotanti che azionano un generatore.

Contro: Il più grande svantaggio con l’energia geotermica è che può essere prodotto solo in siti selezionati in tutto il mondo.

4. Energia derivante dall’Idrogeno:

Pro: è uno degli elementi più comuni disponibili sulla terra. L’acqua contiene due terzi di idrogeno e può essere trovata in combinazione con altri elementi. Una volta separato, può essere utilizzato come combustibile. È completamente rinnovabile, può essere prodotto su richiesta (tramite i processi di elettrolisi e reforming) e non lascia emissioni tossiche nell’atmosfera.

Contro: questo sistema ha un basso rendimento energetico e in più per potere effettuare i processi, richiede serbatoi con una pressione elevata (250 bar) che naturalmente comportano problemi sia di sicurezza che di peso e ingombro.

5. Energia prodotta dalle maree e dalle onde marine:

Pro: usa l’aumento e la diminuzione delle maree e il movimento della massa acquosa derivante dalle onde per convertire l’energia cinetica del mare, è rinnovabile e non provoca danni all’atmosfera.

Contro: La generazione di energia attraverso le maree è prevalentemente diffusa nelle zone costiere, necessita di enormi investimenti e la disponibilità di siti è piuttosto limitata. La produzione di energia delle onde può danneggiare l’ecosistema marino e può anche essere fonte di disturbo per le navi private e commerciali. 

6. Energia idroelettrica:

Pro: il 16% dell’elettricità prodotta oggi nel mondo arriva da questa fonte. Grossi bacini d’acqua, racchiusi da una diga, forniscono una potenza che viene utilizzata per azionare i generatori in modo da produrre l’elettricità.

Contro: I problemi affrontati con l’energia idroelettrica in questo momento hanno a che fare con l’invecchiamento delle dighe: esse infatti hanno bisogno di importanti lavori di restauro per rimanere funzionali e sicure, e ciò costa enormi somme di denaro. Il drenaggio dell’approvvigionamento di acqua potabile del mondo non è a lungo sostenibile, poiché l’acqua utilizzata per la produzione di energia potrebbe servire per l’utilizzo diretto della popolazione.

7. Energia delle biomasse:

Pro: è prodotta da materiale organico ed è comunemente usata in tutto il mondo. La clorofilla presente nelle piante cattura l’energia del Sole convertendo l’anidride carbonica dall’aria e l’acqua dal terreno in carboidrati attraverso la fotosintesi. Quando le piante vengono bruciate, l’acqua e l’anidride carbonica vengono nuovamente rilasciati nell’atmosfera.

Contro: Questo tipo di energia produce una grande quantità di anidride carbonica nell’atmosfera.

8. Energia nucleare:

Pro:  è una delle principali fonti di energia non rinnovabile disponibile al mondo. L’energia viene creata attraverso una specifica reazione nucleare di fissione, che viene quindi raccolta e utilizzata per generare energia elettrica.

Contro: rimane un grande argomento di dibattito su quanto sia sicura da usare e se sia davvero efficiente dal punto di vista energetico,date le notevoli quantità di scorie radioattive prodotte, molto difficili da smaltire. Gli scienziati stanno cercando di risolvere i problemi relativi alla sicurezza delle centrali (tutti sappiamo l’impatto ambientale che hanno avuto i disastri delle centrali nucleari di Chernobyl e Fukushima) e allo smaltimento dei rifiuti. Inoltre, i fisici stanno lavorando da anni ad un modo alternativo di sfruttare l’energia nucleare per la produzione di energia elettrica, ovvero tramite la fusione piuttosto che tramite la fissione. La fusione nucleare, però, ha diverse problematiche, che saranno trattare in un prossimo articolo.

9. Combustibili fossili:

Pro: attualmente è la principale fonte di energia del mondo e sfrutta materiali primi come carbone e petrolio. Il petrolio viene convertito in molti prodotti, il più utilizzato dei quali è la benzina.

Contro: Per arrivare al combustibile fossile, però, è purtroppo necessario deturpare in maniera irreversibile l’ambiente. Inoltre, le riserve di combustibili fossili sono in esaurimento.

Non è facile determinare quale di queste diverse fonti di energia sia meglio utilizzare: tutte hanno i loro punti di forza e le loro criticità. La verità è che sono tutti imperfetti: ciò che deve accadere è uno sforzo concertato per cambiare il modo in cui consumiamo energia e creare un equilibrio tra le fonti da cui attingiamo.

Gabriele Galletta