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con una particolare attenzione all’idroelettricità, che è la più sfruttata. Infine si passerà
ad esporre alcuni progetti di ricerca di fonti alternative. Verrà qui introdotto l’Energy
Amplifier, del quale si darà un’ampia descrizione, ponendo in particolare rilievo le
numerose caratteristiche tecniche che giocano a suo favore.
Nel secondo capitolo si analizzerà invece il mercato energetico in generale e quello
elettrico in particolare, studiandone la situazione attuale e prevista e presentando le
principali linee della politica energetica mondiale, orientata verso una sempre
maggiore liberalizzazione e un’attenta salvaguardia dell’ambiente. Infine, si darà un
sintetico quadro della posizione a tale riguardo dei paesi OCSE, dell’Asia orientale e
dei paesi in via di sviluppo, soffermandosi in dettaglio sul caso italiano che si rivela in
tutta la propria singolarità.
Nella seconda parte si procederà al confronto tra i costi attesi di produzione di
elettricità da parte di diversi impianti e si mostrerà come secondo le stime oggi
disponibili, l’Energy Amplifier si riveli la forma di energia più conveniente.
Si analizzeranno in dettaglio i costi di investimento, i costi del ciclo del
combustibile, quelli di esercizio e mantenimento e quelli totali, per vari tipi di
impianti: a carbone, a gas naturale, nucleari ed Energy Amplifier. Si metteranno
inoltre in risalto, per ognuno di essi quali siano i costi che influiscono maggiormente
sui costi attesi totali e quali siano le implicazioni che ne derivano.
Quindi si proseguirà con un articolato confronto di ogni costo tra le varie fonti,
ponendo in particolare risalto come l’impianto progettato dall’équipe di Rubbia sia
caratterizzato da bassi costi del ciclo di combustibile e di esercizio e manutenzione
(tanto a livello assoluto che percentuale), mentre il costo di investimento è simile in
percentuale a quello del nucleare tradizionale, ma in termini monetari è più basso di
quello del carbone. Queste caratteristiche permettono all’Energy Amplifier di
dimostrarsi una fonte realmente competitiva dal punto di vista economico, aspetto sul
quale si porrà un particolare risalto.
Nella terza e ultima parte, articolata in due capitoli, si esporranno i maggiori
svantaggi, ambientali, sociali e politici, che si accompagnano allo sfruttamento delle
fonti tradizionali e si mostrerà come l’Energy Amplifier, grazie alle sue caratteristiche
tecniche, permette di risolverli in maniera diretta o indiretta secondo i casi e come si
renda dunque necessario sostenere gli sforzi di R&S indispensabili a rendere realtà il
progetto di Rubbia e della sua équipe.
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Nel quarto capitolo, si procederà ad una dettagliata analisi dei problemi associati ad
ogni singola fonte energetica. Si inizierà con le emissioni di gas-serra da parte dei
combustibili fossili, facendo un breve excursus sulla storia degli accordi internazionali
per la salvaguardia del clima dalla Conferenza di Rio del 1992 agli accordi di Kyoto
del 1997. Si proseguirà quindi con un’approfondita valutazione dei numerosi
svantaggi imputati all’energia nucleare tradizionale, mostrando come essi siano in
parte soggetti ad esasperazione, nonostante la loro presenza effettiva; ci si soffermerà
quindi sugli aspetti della sicurezza degli impianti, del confinamento delle scorie
radioattive, del possibile traffico di plutonio, accennando al caso delle scorie nucleari
italiane che, pur esistendo in grosse quantità, sembrano essere state dimenticate tanto
dallo Stato quanto dall’opinione pubblica, da noi tradizionalmente avversa al nucleare.
Infine, si parlerà dei molti impatti negativi che provengono anche dalle fonti
rinnovabili, normalmente considerate “amiche dell’ambiente”, concludendo con una
valutazione economica delle esternalità associate alle principali energie convenzionali.
Nel quinto e ultimo capitolo si dimostreranno i vantaggi dell’Energy Amplifier in
termini di sicurezza e ambiente, portando avanti l’esposizione, punto per punto, delle
soluzioni di questa nuova fonte energetica ai diversi problemi legati a quelle
tradizionali, ponendo in particolare rilievo la capacità dell’Energy Amplifier di
bruciare le scorie radioattive provenienti dai reattori nucleari attuali, ricavandone
elettricità. Non si tralascerà di ricordare la difficoltà nel mostrare all’opinione
pubblica la differenza e la maggiore sicurezza intrinseca, nel progetto di Rubbia,
rispetto alla normale energia nucleare. E proprio partendo da questo aspetto si
mostrerà come la ricerca pura abbia dato al mondo non solo grandi teorie scientifiche,
ma anche notevoli e quantificabili ricadute economiche e meriti dunque di essere
finanziata. Infine si analizzerà la storia e lo stato attuale dei stanziati per l’Energy
Amplifier, indicando la necessità di rendere disponibili i fondi per passare dalla fase
teorica alla fase sperimentale del progetto, indispensabile per un suo futuro utilizzo
industriale nel settore energetico, visti gli ampi vantaggi non solo economici.
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CAPITOLO 1
LE DIVERSE FONTI ENERGETICHE
1.1 – Il legame tra economia, energia e fisica
Per quanto strano possa sembrare, questi tre campi della conoscenza umana sono
profondamente legati tra loro, in quanto strettamente interdipendenti: non ci può
essere una crescita economica senza una crescita energetica che la sostenga, e non ci
può più essere una crescita energetica senza una crescita delle conoscenze di fisica in
generale, e di fisica nucleare nel caso particolare dell’energia atomica, ma non solo.
Ma, andiamo con ordine.
Oggigiorno uno degli argomenti maggiormente oggetto di interesse da parte di
politici, industriali e tecnici è quello dell’energia: ognuno di noi è conscio del fatto
che “l’energia è necessaria” per lo sviluppo dell’umanità.
Infatti, un elemento fondamentale del processo di civilizzazione del genere umano
è sicuramente stato la capacità dell’uomo di trovare e sfruttare forme di energia
sempre più potenti ed efficienti, dalla forza delle proprie braccia a quella degli animali
a quella degli elementi naturali, e così via, in un continuo crescendo, fino ad arrivare
all’energia nucleare.
Ora, la relazione che lega energia ed economia è data dalla tecnologia. Infatti, il
progresso tecnologico porta ad ottenere dei vantaggi, assoluti o relativi secondo i casi,
poiché permette di aumentare la produzione e diminuire i costi, usando meno risorse
per ottenere lo stesso risultato. Mai come negli ultimi due secoli il mondo aveva
conosciuto una simile accelerazione delle proprie conoscenze tecnologiche.
Si può notare come il consumo di energia (si veda la fig.1) sia aumentato di circa
cento volte dall’inizio della storia e come oggi raggiunga il livello di circa 0,9 GJ (250
kWh) al giorno a persona, il che equivarrebbe a 32 kW effettivi di carbone al giorno
per persona e cioè ad una fornitura media continua di 10,4 kW/persona. In particolare,
poi, il tasso di crescita del consumo totale di energia negli ultimi centocinquanta anni
è stato pari al 2% annuo.
1
1
Per un paragone con la produzione di energia totale diretta del pianeta Terra, cfr. Rubbia C., L’atomo
che piace ai verdi, in “Galileonet”, anno III, n.10, settembre/ottobre 1998. Sito Internet:
http://www.galileonet.it/archivio/index.html
12
Fig. 1 – Stima del consumo di energia pro-capite in funzione del tempo.
Fonte: Rubbia C., L’atomo che piace ai verdi, in “Galileonet”, anno III, n.10, settembre/ottobre 1998.
Sito Internet: http://www.galileonet.it/archivio/index.html
In base al miglioramento delle condizioni di sviluppo e di benessere economico, e
alla conseguente continua crescita del consumo di energia, è ragionevole attendersi
una forte crescita della domanda di energia in vista del continuo aumento della
popolazione mondiale (nel 1999, secondo l’ONU, abbiamo raggiunto quota sei
miliardi), del miglioramento delle condizioni di vita nei PVS e del continuativo
sviluppo nei paesi industriali. Infatti, è stato osservato che la quantità di energia
disponibile influenza la crescita demografica, l’agricoltura, la capacità produttiva delle
terre e l’alimentazione, le risorse idriche e la salute, l’istruzione, la divisione dei ruoli
tra i sessi, l’emancipazione della donna, la creazione di posti di lavoro, e così via.
2
Sicuramente, dunque, l’energia verrà prodotta e sfruttata con maggiore efficienza, ma
purtroppo questa è “una condizione necessaria, ma non sufficiente” a far fronte
all’enorme aumento della sua richiesta.
3
A quest’inopinabile verità sono associati non pochi problemi, tanto di carattere
economico, quanto sociale e politico. Bisogna dunque trovare il modo migliore per
2
Cfr.: Landau Network – Centro Volta, Politiche e strategie energetiche per il futuro: aspetti
scientifici, tecnologici ed economici, Volume 1, settembre 1998, in “I Rapporti”. Sito Internet:
http://www.mi.infn.it/~landnet/rapporti1.html
3
Il tasso di crescita annuo atteso della produzione lorda di energia, a livello nazionale e mondiale, è di
circa il 2%, ma attualmente nella zona asiatica (soprattutto per la Cina e per le quattro “tigri”: Taiwan,
Singapore, Hong Kong e Corea) è pari al 6-8%.
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produrre e sfruttare tutta l’energia di cui l’umanità avrà bisogno e di permetterne
l’accesso a tutti i paesi, indipendentemente dal loro grado di sviluppo. Ma queste
conoscenze non possono essere raggiunte senza l’ausilio della scienza pura e in
particolar modo della fisica, scienza che studia, e quindi ci permette di comprendere, i
principi di base del funzionamento dell’universo in ogni suo aspetto. Ed uno degli
aspetti fondamentali dell’universo è l’energia.
Ora, la forma di energia più potente, ma per questo anche la più preoccupante, a
disposizione dell’umanità è l’energia nucleare. Ed è qui che entra in gioco la fisica
nucleare, la quale ha il compito di capire e prevedere il comportamento delle particelle
che costituiscono il nucleo, onde imparare a controllare le reazioni che avvengono al
suo interno e l’energia che esse liberano. Una volta che questo funzionamento sia
compreso appieno, si sarà in grado di usare tali reazioni a beneficio dell’umanità,
garantendole la piena sicurezza e l’accesso ad una fonte energetica praticamente
inesauribile.
Si tratta insomma di un processo circolare, in cui tutto si ricongiunge e si ricollega
perfettamente: progresso economico, crescita energetica, progresso scientifico, cioè
economia – energia – fisica.
Ma proprio per questa sua caratteristica interdisciplinare, la questione energetica è
un problema di difficile approccio, in quanto necessita che si tenga conto di più
variabili, alcune delle quali in contrapposizione tra loro: il mantenimento del livello di
benessere nei paesi industrializzati, la facilitazione dello sviluppo dei paesi poveri e la
salvaguardia della salute del pianeta. Di qui risulta chiaro come le questioni in gioco
non siano semplicemente riducibili alla disponibilità e allo sfruttamento delle risorse
energetiche, ma riguardino, più in generale, l’economia mondiale, i rapporti politici e
l’ambiente. Dunque, è fondamentale che ognuno di noi, come singolo individuo e
cittadino del mondo, prenda coscienza del problema energetico che, in un futuro non
molto lontano, l’umanità si troverà a dover affrontare. Bisogna, infatti, avere quel
senso di responsabilità e ‘preveggenza’ necessario per affrontare tutte quelle questioni
che, quando diventeranno impellenti, non ci lasceranno più anni a disposizione per
risolverle.
Per tale motivo ognuno ha il diritto, ed il dovere morale, di pensare alla risoluzione
del problema delle fonti di energia, senza però lasciarsi andare a posizioni
estremistiche. Non si può, dunque, demonizzare alcuna forma di energia, né le
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sorgenti fossili per l’emissione di gas serra, né il nucleare per le scorie radioattive e
per la possibilità di eventi catastrofici, ma neppure si può idolatrare le fonti rinnovabili
senza avere realmente conoscenza della loro applicabilità effettiva.
Infatti, è opinione diffusa tra scienziati e tecnici del settore energetico, che esista
oggi un alto potenziale per sviluppare forme di energia che: 1) assicurino un’energia
sicura, affidabile e accessibile alle generazioni presenti e future in modo efficiente; 2)
abbiano un minore impatto ambientale; 3) possano aiutare ad armonizzare la non
equilibrata distribuzione mondiale tra produzione e consumo di energia. Però, per
ottenere tutti questi vantaggi dalle tecnologie finora sviluppate dobbiamo investire
nella formazione, nella ricerca e in migliori strutture finanziarie e legali.
È stato giustamente affermato che “non esistono soluzioni facili o ovvie o che a
priori siano scevre di risvolti dubbi o pericolosi. Tuttavia vanno ricercate. In prima
istanza occorre farlo in laboratorio, controllando ogni singolo componente del ciclo
proposto; in seconda istanza, giungendo a realizzare dei prototipi, che mettano alla
prova l’intero sistema”.
4
Ma per arrivare a vedere i vantaggi economici che queste nuove tecnologie
potrebbero apportare, dobbiamo partire dall’analisi dello stato attuale del mercato
energetico in generale, ed elettrico in particolare, e delle diverse fonti che lo
alimentano: carbone, petrolio, gas naturale, rinnovabili e nucleare.
4
Cfr.: Sereni V., “Nessuna semplice ricetta”. Intervista a Umberto Colombo, in “Galileonet”, anno III,
settembre/ottobre 1998. Sito Internet: http://www.galileonet/ archivio/index.html
15
1.2 – Le fonti fossili: uno sguardo d’insieme
Le fonti fossili derivano dalla trasformazione di antichissimi organismi viventi in
carbone, petrolio o gas attraverso la pressione o il calore e la mancanza d'aria
all’interno della Terra.
La loro combustione è tuttora il principale metodo di generazione dell’elettricità. In
questo campo, la tecnologia è molto ben sviluppata e i progressi sono legati a
miglioramenti nei materiali. Qui la ricerca si occupa soprattutto di aumentare
l’efficienza di sfruttamento e di diminuire l’impatto ambientale del processo di
combustione.
Da un punto di vista strettamente economico, si è ultimamente notata la tendenza a
diminuire i consumi di petrolio grezzo – visto il suo sempre maggiore prezzo – per
produrre energia di base, e ad aumentare invece la domanda di gas naturale, grazie sia
alla alta efficienza e veloce costruzione degli impianti a ciclo combinato, sia agli
attuali bassi costi di questo combustibile. Sebbene il rispetto degli accordi di Kyoto
dovrebbe, comunque, portare ad una diminuzione del numero delle centrali elettriche
a combustibili fossili.
Ma il punto fondamentale, come ben sappiamo, è che essi sono una risorsa finita.
Nonostante ciò risulta difficile fare una stima della loro durata residua, poiché ogni
anno vengono scoperti nuovi giacimenti, poiché le tecniche di estrazione migliorano
continuamente e per difficoltà nell’ottenere dati dai paesi dell’Asia centrale e
orientale.
Fig. 2 – Durata delle diverse fonti energetiche
Fonte: nostra elaborazione.
65
200
5455
0
100
200
300
400
500
600
Petrolio Metano Carbone Uranio Torio
Durata (anni)