Cosa sai dell’energia

Energia e società moderna

L’Energia ha sempre rivestito un ruolo fondamentale nello sviluppo delle civiltà umane, dalla scoperta del fuoco 250 000 anni fa all’introduzione dei motori a vapore all’utilizzo
dell’ energia elettrica.
L’invenzione della macchina a vapore di James Watt nel 1769 ha segnato l’inizio di una nuova era. Sebbene la biomassa, e in particolare il legno, è rimasta la fonte principale di energia fino alla metà del XIX secolo, è stata rapidamente sostituita con una risorsa di gran lunga più efficiente e meno costosa, il carbone. Le fonti più recenti son il petrolio, il cui consumo è cresciuto in modo esponenziale con l’introduzione dei moderni mezzi di trasporto, il gas e l’uranio per l’energia elettrica nucleare.

Quota delle fonti di energia nel mix energetico globale dalla metà del XIX secolo - Istituto internazionale di analisi dei sistemi applicati presso Cambridge University Press (2012)

- International Institute for Applied Systems Analysis at Cambridge University Press (2012) – From Global Energy Assessment: Towards a sustainable future
- International Institute for Applied Systems Analysis at Cambridge University Press (2012) – From Global Energy Assessment: Towards a sustainable future

Nel frattempo, l’introduzione di elettricità e la sua rapida diffusione nel XX secolo ha rivoluzionato il settore energetico e condizionato lo sviluppo delle economie moderne basate sui servizi. Con i suoi numerosi vantaggi (ad esempio in termini di trasporto o di distribuzione), l’energia elettrica è ormai comune a tutti i tipi di usi: illuminazione, produzione di calore e freddo, trasporti, industria, ecc. Ciò ha permesso importanti progressi in una vasta gamma di settori (tra cui sanità e istruzione) e ha dato vita ad una nuova era basata su tecnologie dell’informazione e comunicazione.

Queste successive transizioni energetiche hanno condizionato lo sviluppo della società moderna, ad oggi, infatti, la crescita della domanda sembra illimitata, stimolata da fattori demografici ed economici. Ma mentre questa crescita è avvenuta storicamente dalle economie industrializzate, adesso in prima linea vi sono i paesi in via di sviluppo come Cina, Sud Africa, India o il Brasile.

Consumo di energia primaria per regione, in milioni di tonnellate equivalenti di petrolio (fonte IEA, statistiche energetiche mondiali)

source IEA, key World energy statistics
source IEA, key World energy statistics

Una risorsa vitale in un mondo limitato

L’energia è presente in tutti gli aspetti della nostra vita e attività, che si tratti nei settori residenziali, commerciali, industriali, agricole e di trasporto, nelle città, negli edifici per la fornitura di bisogni di base quali riscaldamento, in cucina ecc.
Le proiezioni da BP in “Prospettive energetiche 2035” indicano che l’industria rimarrà in cima a tutti i settori e rappresenta il 13% di aumento nel consumo di energia entro il 2035. Altri settori (principalmente il settore residenziale e agricolo) cresceranno ad un tasso costante nel prossimo futuro, come mostrato nella figura sottostante.

Previsione del consumo di energia del settore fino al 2035 (in miliardi di tep), in base alle prospettive energetiche di BP.

According to BP’s Energy outlook 2035

Ma questa crescita non avverrà senza conseguenze: la maggior parte della domanda di energia (oltre l’85%) è ancora fornita dai combustibili fossili, cioè carbone, gas e petrolio.
Non solo questi non sono fonti rinnovabili, vale a dire il loro consumo sta portando ad un rapido esaurimento delle risorse disponibili, ma sono anche inquinanti e fonti di massicce emissioni di gas serra (figura in basso), che sono all’origine del riscaldamento globale e dei cambiamenti climatici.

Comitato Internazionale sul Cambiamento Climatico

Source International Panel on Climate Change
Source International Panel on Climate Change

Come evidenze scientifiche dimostrano, ora c’è dubbio che il cambiamento climatico è una delle maggiori sfide affrontate nella storia umana. I negoziati internazionali sono in corso da oltre due decenni ed è stato raggiunto un accordo durante la 21 ° Conferenza delle Parti della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici a Parigi, nel dicembre 2015 (COP21). In questo accordo, la comunità internazionale si pone l’obiettivo di limitare il riscaldamento globale ben al di sotto dei 2 ° C entro il 2100; concretamente, ciò richiederebbe di lasciare almeno i 2/3 delle attuali combustibili fossili riserve non sfruttate.

Il percorso verso la transizione energetica: la necessità di redifinire i nostri modelli di consumo

Qualsiasi attività (o qualsiasi lavoro) richiede una certa quantità di energia, che può assumere diverse forme: chimica, meccanica, termica o elettriai. In pratica, l’energia che si finisce per utilizzare arriva raramente nelle stesse forme come era in origine: è passata attraverso una o più conversioni. Ad esempio, in un motore a vapore, il combustibile viene bruciato, rilasciando energia termica che viene poi trasformata in energia meccanica dal vapore.

  • Energia primaria

Si riferisce a fonti di energia che si trovano in natura: il gas naturale; olio crudo; biomassa; radiazione solare; energia dal vento o flusso d’acqua; eccetera.

  • Energia secondaria

Si riferisce all’energia ottenuta a seguito della conversione dell’energia primaria in energia che può essere utilizzata, che deve poi essere trasportato ai consumatori.

  • Energia finale

Si riferisce all’energia a disposizione dei consumatori. Ad esempio, può essere la benzina che si usa per la vostra auto, o l’elettricità o il gas che si utilizza a casa o in ufficio.

  • Energia utile

Si riferisce alla quantità effettiva di energia che viene utilizzato per fornire il servizio previsto. La differenza tra energia finale e l’energia utile dipende dalle prestazioni del dispositivo.

Inoltre, le perdite possono verificarsi in varie fasi della catena (vedi sotto).

Energia persa tra il passaggio da primaria ad utile.

(ENERGIES 2050)

Tornando alla transizione energetica, la priorità per i cittadini europei non è solo il sostegno allo sviluppo di tecnologie di energia rinnovabile, ma anche, e prima di tutto, di ridurre la nostra domanda di energia primaria attraverso:

  • Limitare la nostra domanda di energia utile: questo si chiama risparmio energetico e dipende dai nostri modelli di consumo e comportamenti;
  • Riduzione delle perdite lungo la catena, cioè perdite legate al trattamento, la produzione, il trasporto e l’utilizzo di energia. Questo si chiama ‘efficienza energetica’ e dipendono molto su progressi tecnologici e gli investimenti in infrastrutture adeguate.

Il risparmio energetico resta la priorità e comporta il taglio della domanda di energia, riducendo gli sprechi e il consumo eccessivo – tali risparmi possono spesso essere fatti rapidamente e a basso costo.

Ridurre il consumo sembra logico, ma la distinzione tra bisogni essenziali e superflui è sempre soggettiva e dipende in larga misura di un contesto e stile di vita. Per illustrare questo problema, nelle aree urbane, la necessità di una macchina può essere in qualche modo meno rilevante rispetto alle zone rurali dove non esistono trasporti pubblici efficienti. Ma mentre spetterà al giudizio di chiunque, mettendo in discussione l’essenziale e il superfluo è ancora necessario. In questo senso, nel suo manifesto, l’ONG Negawatt per esempio propone di adeguare il regolamento in base ai seguenti livelli di fabbisogno energetico (vedi figura sotto).

L’energia richiesta e la sua regolamentazione. – fonte Manifesto NégaWatt, 2012.

source Manifesto NégaWatt, 2012

Risparmio di energia

Oltre a ciò e qualunque sia la regolazione, ognuno di noi dovrebbe mettere in discussione i propri comportamenti quando si tratta di energia: è questo di vitale importanza? Come posso ridurre il mio consumo? Devo spreco energia nelle mie abitudini quotidiane? Ad esempio, posso lasciare le finestre aperte quando il riscaldamento è acceso?

Questo approccio dovrebbe includere anche l’energia utilizzata indirettamente per produrre i beni ei servizi che consumiamo. L’adozione di comportamenti consapevoli è la chiave per la sostenibilità, soprattutto nei paesi industrializzati, dove il consumo pro-capite rimane ben al di sopra della media mondiale. In questo contesto, il progetto C4ET ha fissato degli obiettivi ambiziosi, non solo per aumentare la consapevolezza su questi temi, ma anche per costruire un percorso verso modelli di consumo responsabili.

Efficienza energetica

A differenza del risparmio energetico che si concentra sulla riduzione della domanda di servizi energetici, l’efficienza energetica si propone di ridurre la quantità di energia necessaria per fornire un livello equivalente di servizio.

Per ottenere questo, è necessario ridurre al minimo le perdite di tutta la catena dell’energia. Questo significa ridurre le perdite di produzione, trasporto, processi e migliorare l’efficienza delle attrezzature. Come cittadino, questo implicherebbe per esempio di avere un alloggio adeguato (ad esempio, l’isolamento per evitare dispersioni termiche), elettrodomestici ad alta efficienza (televisori, lavatrici, ecc), e l’illuminazione, ecc

Al fine di stimolare l’efficienza energetica, sono stati utilizzati diversi strumenti politici:

  • Regolamentazione e norme
  • Gli accordi volontari
  • incentivi fiscali e finanziari
  • informazioni sulle buone pratiche e la diffusione
  • Etichette

Si ricorda che l’efficienza energetica è complementare al risparmio energetico: edifici a basso consumo energetico saranno veramente utili solo se i suoi utenti adotteranno anche comportamenti rilevanti. Allo stesso modo, lo sviluppo di dispositivi e apparecchiature più efficienti non avrà l’effetto previsto se, in parallelo, le decisioni di acquisto non saranno orientate verso soluzioni sostenibili. Anche in questo caso, la sensibilizzazione e l’educazione dei cittadini, insieme a promuovere chiare informazioni per assistere le loro scelte, sono di grande importanza.

Energia rinnovabile

La terza fase della transizione energetica sarà quello di sviluppare risorse energetiche a basse emissioni di carbonio, rispettose dell’ambiente, economiche e resilienti, consentendo a tutti gli esseri umani di avere accesso a servizi energetici moderni. Negli ultimi dieci anni o giù di lì, le energie rinnovabili sono diventate sempre più competitive anche se si deve rilevare che gli incentivi e le sovvenzioni per i combustibili fossili a livello mondiale sono ancora ben al di sopra di quelle per le energie rinnovabili. Molte tecnologie hanno dimostrato la loro validità (tecnica ed economica) e la capacità di generare esternalità positive in termini di sicurezza energetica o di occupazione sostenibile.
Le fonti di energia rinnovabile moderne possono essere classificate in 6 categorie principali:

  • Energia solare

Comprende sia la produzione di energia elettrica (pannelli fotovoltaici, pannelli solari a concentrazione) e la produzione termica (pannelli solari). Questo settore è ormai ben sviluppato e ha un alto potenziale di scaling up, in Europa, ma anche nei paesi in via di sviluppo, dove la risorsa è abbondante.

  • Energia eolica

Le turbine eoliche offshore e a terra possono essere utilizzate per produrre energia elettrica. La risorsa è ormai testata anche se con fluttuazioni della produzione. Il suo potenziale di diffusione di energia è alto.

  • L’energia idroelettrica

Utilizza la forza dei flussi d’acqua per la produzione di energia elettrica mediante una turbina e un generatore. Rimane la principale fonte di produzione di energia rinnovabile in tutto il mondo: secondo REN21 rinnovabile Global Status Report 2015, essa ha rappresentato nel 2013 il 3,9% del consumo energetico globale. Il potenziale di scaling up di tali tecnologie è anche importante, anche se sono state sollevate alcune questioni ambientali ed economiche legate alla dighe idroelettriche. Questi includono gli impatti sugli ecosistemi, lo spostamento della popolazione, l’impatto sui flussi di acqua per i paesi che si trovano a valle (ad esempio la Cina sta costruendo dighe sul fiume Mekong, che incidono sull’agricoltura e stili di vita in Vietnam o la Cambogia)

  • Energia geotermica

L’energia geotermica si basa sullo sfruttamento del calore naturale nel sottosuolo della terra. Può essere più costosa ed è disponibile solo in luoghi specifici in cui vi è importante attività geotermica.

  • Energie marine

Questo settore comprende una vasta gamma di tecnologie e sfruttamento dell’energia dal mare, energia delle onde, energia termica dell’acqua (a causa della differenza di temperatura tra acque superficiali e profonde), correnti oceaniche, ed energia osmotica (relativo alla differenza di salinità tra acqua dolce e acqua salata).

  • Biomassa moderna

Combustibili biologici che possono venire da liquido solido (legno, paglia) (biocarburanti) o materiali gassosi (biogas), compresi i rifiuti organici. A differenza delle biomasse tradizionali, utilizzate principalmente per esigenze di riscaldamento e di cottura nei paesi in via di sviluppo, con una bassa efficienza e un impatto sulla salute negativo, le biomasse moderne si riferiscono a tecnologie efficienti, ben progettate e pulite. Nota importante: la definizione di ‘biomassa moderna’ come una risorsa rinnovabile presuppone che provenga da risorse gestite in modo sostenibile.

Un mix di queste soluzioni dovrebbe prevedere il fabbisogno energetico, che non può essere ridotto attraverso la conservazione e l’efficienza, e consentire lo sviluppo di società più resilienti basso contenuto di carbonio. L’Europa è consapevole della sfida: la Commissione europea si è posta l’obiettivo di una quota del 27% di energie rinnovabili nel mix energetico entro il 2030, con un miglioramento del 27% dell’efficienza energetica rispetto ai livelli del 1990.

Continuare cosi è insostenibile e sono necessari cambiamenti significativi. Vedere la transizione energetica solo come una necessità imposta da problemi climatici e dall’esaurimento delle risorse è sbagliato: è anche un’opportunità storica per ridefinire i nostri modelli di sviluppo e modelli di consumo e di produzione, con i benefici non solo ambientali, ma anche economici e sociali.

©2017 C4ET 

This project has been funded with support from the European Commission.
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Project code: 2015-1-FR01-KA204-015349

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