Energopedia

INTRODUZIONE ALLA SEZIONE "ENERGOPEDIA"

Questa sezione del sito costituisce una raccolta di tutte le informazioni su tutte le fonti energetiche e su tutte le tecnologie per la produzione di energia e per il risparmio energetico, sia già applicate che in fase di Ricerca & Sviluppo.

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FONTI PRIMARIE E FONTI SECONDARIE DI ENERGIA

La prima distinzione tra le varie fonti energetiche che si deve fare è tra fonti energetiche potenzialmente utilizzabili ma che hanno bisogno di una "trasformazione" per l'effettivo utilizzo (fonti energetiche primarie) e quelle che sono immediatamente utilizzabili in impianti o dispositivi energetici o che utilizzano energia (fonti energetiche secondarie).

Si definiscono fonti energetiche primarie quelle presenti in natura prima di avere subito una qualunque trasformazione. Tra le fonti  esauribili troviamo il petrolio grezzo, il gas naturale, il carbone e i materiali fissili e tra quelle rinnovabili si posso citare l’energia solare, eolica, idrica, da biomasse, geotermica e le fonti da risparmio energetico.

Si definiscono invece fonti energetiche secondarie quelle che derivano da una trasformazione di quelle primarie quali la benzina, che si ottiene dal trattamento del petrolio greggio, il metano, che viene estratto dai gas naturali, l’energia elettrica, che deriva dalla trasformazione di energia meccanica o chimica o fisica, l'idrogeno che può essere estratto dall'acqua o da combustibili fossili.

Le fonti primarie sono, teoricamente parlando, molte di più, infatti qualunque corpo dotato di energia potenziale può essere una fonte primaria di energia. Precisiamo quindi, a scanso di equivoci, che in questa sede per fonte primaria di energia si intende una fonte effettivamente utilizzabile.

Perché una fonte primaria possa essere sfruttata deve avere alcune caratteristiche: essere concentrabile, indirizzabile, frazionabile, continua e regolabile.

Concentrabile sta a significare che deve essere possibile concentrare la sorgente di energia entro un’area relativamente limitata, affinché sia possibile controllarla come ad esempio una centrale elettrica, un serbatoio di benzina di un’automobile, o addirittura la batteria a bottone per l’alimentazione di un orologio al quarzo.

Per indirizzabile si intende che deve essere possibile indirizzare il prodotto ad esempio benzina, acqua o raggi solari nella direzione in cui esso deve essere utilizzato un bruciatore, una turbina, una lente o uno specchio.

Il termine frazionabile invece vuol dire che deve essere possibile frazionare la fonte in più parti, in modo da poter utilizzare solamente la parte, piccola o grande che sia, che ci serve in quel momento. Per esempio, l’energia di un fluido che sia benzina, gasolio o gas è frazionabile a piacere.

Con sorgente continua si fa riferimento ad una sorgente che deve poter funzionare per un certo tempo, fornendo la sua energia senza interruzioni e senza che si esaurisca in pochi secondi.

Regolabile in fine è quell’energia fornita dalla sorgente in modo graduabile a secondo le necessità.

Una fonte di energia è tanto più pregiata quanto migliori sono le caratteristiche indicate.

Esistono, naturalmente, altre caratteristiche che possono avere, in certi casi, la loro grande importanza (trasformabilità, accumulabilità, rinnovabilità), che però sono peculiari di alcune forme di energia e non di altre. Tuttavia le cinque che sono state dettagliate sono indispensabili.

L'attuale sistema energetico è essenzialmente basato sulle fonti primarie di origine fossile. Costituite da riserve di combustibili naturali, si sono formate nel corso dell'evoluzione del nostro pianeta e si sono conservate nelle profondità della crosta terrestre. Vengono bruciate per soddisfare circa l' 83% dell'attuale fabbisogno energetico globale e sono costituite essenzialmente da petrolio, carbone e gas naturale (metano). Un altro 6% circa del fabbisogno energetico globale è coperto da materiale fissile, essenzialmente uranio 235 ricavato dall'uranio naturale, utilizzato in centrali nucleari. Quindi circa il 90% del fabbisogno energetico globale è coperto da fonti primarie esauribili, poco più del 10% da fonti rinnovabili, il 6% da energia idroelettrica, il 5% circa da biomasse, energia geotermica ed eolica .

Fonte: Statistical Review of World Energy 2006www.iea.org/textbase/papers/2002/renewable.pdf

Consumi globali di energia primaria

Tavola del consumo di energia primaria nel 2003
Percentuali per area geografica
 

Nella tavola seguente l'andamento dei consumi di energia primaria dal 1977 al 2002. Nel 2002 il maggior consumo è stato del 2,6%, nel 2003 del 2,9% e nel 2004 del 4.3%. Un incremento relativamente modesto ma già sufficiente a determinare l'inizio di un forte aumento dei prezzi delle fonti primarie, in una prospettiva di forte crescita dei paesi in via di sviluppo la tensione dei prezzi è destinata ad aumentare essendo attualmente ancora largamente vincolati alle risorse esauribili.








Consumo di energia primaria procapite per area geografica.
In sintesi il 25% della popolazione residente nelle aree industrializzate utilizza il 75% delle fonti primarie annualmente consumate.

Statistical Review of World Energy 2004

Consumi Fonti Primarie Italia 2004

Attualmente in Italia, per soddisfare il fabbisogno energetico, si consumano circa 185 Mtep (milione di tonnellate equivalenti petrolio) di energia utilizzando diverse fonti primarie. Nella tabella sottostante si specificano le quantità di energia per fonte primaria.

Le attuali tecnologie per la produzione di energia sono distinte in funzione dell' energia secondaria derivata che si vuole ottenere. Si hanno quindi tecnologie per la produzione di energia elettrica, energia termica, combustibili e carburanti. In Italia la situazione al 2002 era come nella tavola seguente, i dati riguardano il contenuto energetico delle fonti primarie necessarie alla produzione e non il puro contenuto energetico delle fonti secondarie ottenute.

(dati in migliaia di tonnellate equivalenti petrolio).

Per la produzione di energia elettrica le tecnologie più utilizzate sono sistemi termoelettrici in cui l'energia primaria viene trasformata in calore per azionare turbine a gas e/o a vapore. Il rendimento di questi sistemi va dal 25% per piccoli impianti che utilizzano combustibili grezzi al 55% di grandi impianti turbogas a ciclo combinato.

La tavola seguente illustra la quantità di energia elettrica prodotta da ogni fonte primaria e la quantità utilizzata dai vari settori di consumo (GWh= 1.000.000 kWh)

Per produrre 122.296 GWh di energia elettrica da combustibili fossili (escluso il metano) si consumano 26,525 Mtep, con una efficienza media del 39%.
Per produrre 95.905 GWh di energia elettrica da metano si consumano 18,259 Mtep, con una efficienza media del 45%. Poco meno della metà del metano è utilizzata in cicli combinati, i quali possono avere efficienze del 55%.

Per la produzione di energia elettrica si devono utilizzare circa 53,5 Mtep di energia primaria.

Per la produzione di calore si utilizzano svariate tecnologie in funzione alle diverse esigenze (riscaldamento o refrigerazione) e alle diverse temperature (poche decine di gradi Celsius per il riscaldamento fino a migliaia di gradi per gli altiforni industriali). Normalmente per il riscaldamento si utilizzano combustibili quali il metano di rete(derivato da un minimo trattamento del gas naturale), il gasolio, gpl e similari derivati dal petrolio e ormai raramente dal carbone (derivato da antraciti e litantraci, carboni grezzi), per gli altiforni si utilizza generalmente il carboncoke, ricavato dal carbone o dal petrolio.

La tavola seguente illustra il fabbisogno termico per settore di consumo in rapporto alle fonti primarie utilizzate

Per ottenere carburanti per autotrazione il petrolio viene trattato in raffinerie, da queste si ottengono benzine, gasoli, oli combustibili, gpl e gas leggeri. Dal gas naturale si ottiene il metano.

Quantità di carburanti utilizzati per i vari settori di trasporto

Dati ricavati dal Bilancio Energetico Nazionale 2002, elaborato dall' ENEA per il Ministero dell'Industria.

IL PUNTO DI VISTA DI ENERGOCLUB

Spesso viene detto che le fonti energetiche rinnovabili sono solo complementari al fabbisogno energetico totale. In realtà il potenziale sarebbe tale da soddisfare il 100% del fabbisogno di energia elettrica, energia termica e di carburanti (vedi alla pagina potenziale-nazionale-fer ), solo una politica pressappochista e ai limiti della truffa sui sistemi energetici, che sono oggettivamente fondamentali per la nostra civiltà e come tali dovrebbero essere trattati, ha permesso di accumulare un notevole ritardo nello sviluppo delle energie rinnovabili e nell'adozione di politiche e tecnologie utili al risparmio energetico.