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1. I Legami tra crescita economica e produzione di energia
La crescita industriale del XX secolo è stata basata sull'uso dei combustibile fossili: carbone,
petrolio e gas naturale sono stati fondamentali nel raggiungimento delle condizioni di vita
attuali. Tali materie prime, che in passato sono state considerate inesauribili, non potranno
tuttavia svolgere lo stesso ruolo nei prossimi decenni.
Gli scienziati hanno calcolato che, nella migliore delle ipotesi, i combustibili fossili non
saranno più utilizzabili all'alba del XXII secolo. Pertanto, la grande sfida dei prossimi decenni
sarà trovare dei sistemi alternativi per la produzione d'energia: tali prodotti dovranno
obbligatoriamente essere rinnovabili, di modo da non lasciare il mondo sotto la minaccia di una
crisi energetica nel medio termine. La tecnologia attuale propone una serie d'alternative atte a
raggiungere tale scopo, ognuna delle quali avente i suoi lati positivi e negativi. La comunità
scientifica è divisa al riguardo: tuttavia tale prospettiva tiene conto solo d'aspetti tecnici,
ignorando i fondamentali aspetti economici. Scopo di questa ricerca è quello di analizzare i costi
relativi alle varie fonti d'energia, ponendo l’accento sui differenti fattori di spesa relativa a
ciascuna alternativa analizzata. Si dimostrerà concretamente come alcune variabili, spesso
apparentemente di poco rilievo, possano incidere sull’aspetto economico a loro legato. Obiettivo
della tesi è sviscerarne le variabili critiche di costo e, analizzarne il relativo impatto economico.
Scendendo nello specifico si è analizzato dapprima il consumo mondiale energetico e le
differenti teorie riguardanti le riserve fossili e il relativo perdurare nel tempo. Di seguito sono
state analizzate analiticamente le metodologie di calcolo connesse alle fonti energetiche
rinnovabili, ponendone in rilievo le fondamentali variabili in gioco.
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2. Il consumo energetico mondiale
Paesi Energia Totale
(Te)
% sul totale Consumo medio
per persona
Stati Uniti 2361,4 21,3 7790
Cina 1863,4 16,8 1406
Russia 692,0 6,2 4876
Giappone 517,5 4,7 4053
India 404,4 3,6 356
Canada 321,7 2,9 9656
Germania 311,0 2,8 3783
Francia 255,1 2,3 3857
Corea del Sud 234,0 2,1 4852
Brasile 216,8 2,0 1158
Italia 179,6 1,6 3012
Fonte: Bp Statistical review of Word Energy, Giugno 2008
Gli Stati Uniti, con meno dello 5% della popolazione mondiale, consumano da soli ben oltre
un quinto dell’energia elettrica mondiale. Per converso, si evince dalla tabella sopra citata, Paesi
in via di sviluppo, come ad esempio Cina o Brasile, consumano all’incirca un sesto del consumo
pro-capire americano. Diametralmente differente si presenta la situazione in paesi, come ad
esempio l’India, dove il consumo pro-capite è esponenzialmente inferiore a quello degli altri
paesi: basti notare che tale valore risulta di oltre 20 volte inferiore agli Usa e un decimo di
quello italiano che si attesta nella media mondiale. Il valore più elevato va attribuito al Canada,
paese con stile Americano, ma con temperature assai più rigide.
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3. Le fonti energetiche classiche
“Affinché un fonte energetica sia considerata tale da generare energia massimamente utile,
questa deve essere concentrata, trasportabile ed immagazzinabile”
1
. Attualmente le principali
fonti di energia primaria utilizzare a livello mondiale sono in termini percentuali sono:
il petrolio con 35%;
il carbone con 25%;
il gas naturale con 21%;
le biomasse con 10%;
l’energia nucleare con 6,5%;
le fonti rinnovabili con 0,5%.
2
Risulta quindi chiaro fin dalla prime analisi che l’80% dell’energia che il Mondo usa è
proveniente da combustibili fossili, che come è altrettanto noto, sono risorse scarse e non
rinnovabili per natura. Tale fonte, inutilizzata e sepolta nella Terra per anni, è stata
intensivamente utilizzata nel corso degli ultimi cento anni. Tali combustibili fossili sono, come
noto, utilizzabili una sola volta e quindi ci si pone il problema del loro esaurimento.
Analizziamo ora il consumo e delle tre principali fonti sopra citate e le caratteristiche
peculiari di ognuna. Tale analisi verterà principalmente sul possibile futuro esaurimento e sui
riflessi negativi ambientali cui ne sono causa.
1
www.fedoa.unina.it/2054/1/Laterza_Ingegneria.pdf
2
Dati statistici forniti dall’IEA 2007
10
Fonte: dati statistici forniti dall’IEA 2007
3.1 L’utilizzo del petrolio
A partire dai primi anni del secolo scorso l’utilizzo del petrolio si è moltiplicato
esponenzialmente. Nell’attuale fase storica rappresenta la principale fonte energetica mondiale.
Essendo una fonte non rinnovabile ci si chiede quanto tempo l’estrazione di petrolio dal
sottosuolo potrà fare fronte alle richieste di mercato. Differenti teorie entrano in gioco in tale
fase, e di fondamentale importanza è comprendere quando la produzione di petrolio raggiungerà
il suo picco massimo e, quindi, inizierà una inesorabile diminuzione di produzione. E’ difficile
stabilire concretamente il giorno esatto in cui si raggiungerà tale picco di produzione. Ci sono
certamente giacimenti che devono ancora essere scoperti, ma da almeno trenta anni non sono
più stati scoperti grandi giacimenti di buona qualità. La ricerca di tali pozzi petroliferi richiede
inoltre un enorme investimento economico, che talvolta non ricopre nemmeno i costi di vendita
del greggio estratto. Secondo alcuni studiosi tale picco sarà raggiunto nel 2010, secondo altri nel
35%
25%
21%
10%
6%
2% 1%
Le fonti energetiche primarie nel Mondo
Pertolio Carbone Gas naturale Biomasse En. Nucleare Idroelettrico Rinnovabili
11
2035-40
3
. Quello che è certo è che in un sistema economico che richiede sempre quantità di
energia che superano l’offerta, la conseguenza naturale è un innalzamento dei prezzi di vendita
come accade per tutte le merci che scarseggiano su un libero mercato.
3.2 L’utilizzo del carbone
In vista della diminuzione delle disponibilità di petrolio e di gas naturale(come abbiamo
visto e vedremo di seguito) per i prossimi decenni, l’attenzione potrebbe ritornare sul minerale
fossile per antonomasia già utilizzato abbondantemente nei secoli scorsi, ovvero il carbone. Le
riserve presenti, sino a pochi anni fa, erano stimate sufficienti per qualche centinaio di anni.
Nella realtà dei fatti allo stato attuale, il carbone recuperabile con ritorno economico ed
energetico sufficiente non è così abbondante. Si calcola infatti che la produzione di carbone
raggiungerà il suo picco attorno al 2050
4
. In tutti i casi tale fonte primaria fornirà pur sempre
una quantità energetica notevolmente inferiore a quanta offerta dal petrolio. Occorre infatti
ricordare che il carbone, paragonato al petrolio ha un minor valore energetico e non può essere
convogliato in condotte di lunga distanza. Il carbone è inoltre, come analizzeremo in seguito, il
combustibile fossile più inquinante.
3.3 L’utilizzo del gas naturale
Il gas naturale dal punti di vita meramente economico risulta di gran lunga inferiormente
conveniente rispetto al petrolio. Tale gas, prevalentemente costituito da metano nella maggior
parte dei casi, presenta infatti costi di estrazione più alti a fronte di una resa energetica inferiore
come mostrato dalla tabella sotto riportata. Da tenere inoltre in considerazione in sede di analisi
sono i maggiori costi di trasporto e stoccaggio. Le stime attuali relative alla riserve suggeriscono
3
dati tratti dalla rivista Science del 24 Marzo 2006
4
www.aspoitalia.it
12
che il picco di produzione per il gas naturale dovrebbe avvenire dopo quello del petrolio, ma
anche su tale punto vi è un velo di incertezze
5
. Negli ultimi dieci anni vi è stato un forte
aumento dei consumi di gas, principalmente indotto dall’aumento tecnologico applicato alle
centrali a gas di ultima generazione per la produzione di energia elettrica. Grazie a tali
innovazioni tecnologiche il gas è divenuto competitivo sia a livello di tempi, sia a livello di
realizzazione di nuove centrali. L’ impennata di consumi ha creato tensioni sui mercati perché il
gas costituisce la materia prima per le industrie chimiche che lo utilizza per creare le più
svariate qualità di materiali, dai fertilizzanti chimici ai farmaci ad esempio. Il gas naturale potrà
quindi aiutare e tamponare l’effetto causato dal punto di picco del petrolio, ma è escludibile il
fatto che lo rimpiazzi totalmente.
3.4 La Densità di energia dei combustibili fossili
Fonte: www.reteambiente.it
I primi tre fanno parte della famiglia del carbone, e facendone una media aritmetica, hanno
una densità di energia pari a circa la metà di quella del petrolio. A farne poi il combustibile
fossile più utilizzato a livello globale sono le caratteristiche intrinseche dello stesso fossile: è
infatti in forma liquida e quindi facile da trasportare. Facendo poi un confronto con il Gas
naturale (considerato a temperatura ambiente), il petrolio ha una resa esponenzialmente
5
dato tratto dall’articolo di B.M. pubblicato sulla rivista Qualenergia del 8 Maggio 2008
Combustibile Mj al Kg Mj al M3
Antracite 31-33
Bituminosi 20-29
Ligniti 8-20
Petrolio Greggio 42-44 3000-4000
Gas naturale 28-39
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maggiore. Sono perciò spiegate le motivazioni che hanno spinto la maggior parte dei Paesi
industrializzati all’uso intensivo di tale combustibile fossile.
4.Produzione e consumo di combustibili fossili nel mondo
I giacimenti di combustibile fossile sono distribuiti in maniera eterogenea nelle diverse parti
del Mondo e lo tesso vale per i consumi energetici. Le seguenti tabelle ce ne illustra le
peculiarità:
4.1 Produzione petrolio
Paese produttore Produzione in barili al
giorno
Arabia Saudita 10413
Russia 9978
Stati Uniti 6879
Iran 4401
Cina 3743
Messico 3477
Canada 3309
Emirati Arabi Uniti 2915
Venezuela 2613
Norvegia 2556
Italia 122
Fonte: Bp Statistical review of Word Energy, Giugno 2008
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4.3 Consumo petrolio
Paese consumatore Consumo in barili al
giorno
Stati uniti 20698
Cina 7855
Giappone 5051
India 2748
Russia 2699
Germania 2397
Corea del Sud 2371
Canada 2303
Brasile 2192
Arabia Saudita 2154
Italia 1745
Fonte: Bp Statistical review of Word Energy, Giugno 2008
4.4 Produzione Gas naturale
Paese produttore Consumo in metri cubi
annui
Russia 607,4
Stati Uniti 545,9
Canada 183,7
Iran 111,9
Norvegia 89,7
15
Algeria 83,0
Arabia Saudita 75,9
Gran Bretagna 72,4
Cina 69,3
Turkmenistan 67,4
Italia 11,0
Fonte: Bp Statistical review of Word Energy, Giugno 2008
Consumo Gas naturale
Paese consumatore Consumo in metri cubi
annui
Stati Uniti 652,9
Russia 438,8
Iran 111,8
Canada 94,0
Gran Bretagna 91,4
Giappone 90,2
Germania 82,7
Italia 77,8
Arabia Saudita 75,9
Cina 67,3
Fonte: Bp Statistical review of Word Energy, Giugno 2008
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Produzione carbone
Paese produttore Consumo in Tep all’anno
Cina 1289,6
Stati Uniti 587,2
Australia 215,4
India 181,0
Sudafrica 151,8
Russia 148,2
Indonesia 107,5
Polonia 62,3
Germania 51,5
Kazakistan 48,3
Italia Trascurabile
Fonte: Bp Statistical review of Word Energy, Giugno 2008
Consumo carbone
Paese consumatore Consumo in Tep all’anno
Cina 1311,4
Stati Uniti 573,7
India 208,0
Giappone 125,4
Sudafrica 97,7
Russia 94,5
Germania 86,0
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