Appunti Tecnica ed Economia dell'Energia

Tecnica ed economia dell'energia

Sviluppo sostenibile

Sviluppo sostenibile: sviluppo in grado di durare ovvero in grado di soddisfare le necessità attuali senza compromettere la possibilità delle generazioni future di soddisfare le proprie.

Fonte: rapporto Brundtland 1983.

Deve considerare 3 aspetti strettamente interconnessi e in delicato equilibrio:

• Sviluppo economico → crescita economica, stabilità finanziaria, bassa inflazione...
• Sostenibilità ambientale → pulizia di terreno, acque e aria, conservazione dei sistemi biologici.
• Sostenibilità sociale → equità sociale, elevato tasso di occupazione, stabilità di sistemi culturali e sociali, democrazia.

Energia e servizi energetici

Energia → servizi energetici:

• Forza motrice.
• Illuminazione.
• Riscaldamento e condizionamento.
• Trasporti.
• Industria.
• Usi civili...

Forte legame con lo sviluppo sostenibile!

I servizi energetici sono fondamentali per la sostenibilità economica e sociale tuttavia le forme di produzione e consumo di energia oggi più diffuse mettono a repentaglio la sostenibilità ambientale.

Tecnica ed economia dell'energia

Sviluppo sostenibile

Sviluppo sostenibile: sviluppo in grado di durare ovvero in grado di soddisfare le necessità attuali senza compromettere la possibilità delle generazioni future di soddisfare le proprie.

Fonte: rapporto Brundtland 1983.

Deve considerare 3 aspetti strettamente interconnessi e in delicato equilibrio:

• Sviluppo economico - crescita economica, stabilità finanziaria, bassa inflazione...
• Sostenibilità ambientale - pulizia di terreni, acque e aria, conservazione dei sistemi biologici.
• Sostenibilità sociale - equità sociale, elevato tasso di occupazione, stabilità di sistemi culturali e sociali, democrazia.

Energia

Energia.

Servizi energetici:

• Forza motrice.
• Illuminazione.
• Riscaldamento e condizionamento.
• Trasporti.
• Industria.
• Usi civili...

Forte legame con lo sviluppo sostenibile: i servizi energetici sono fondamentali per la sostenibilità economica e sociale tuttavia le forme di produzione e consumo di energia oggi più diffuse mettono a repentaglio la sostenibilità ambientale.

Fonti di energia primaria

Combustibili fossili

Combustibili fossili:

• Carbone.
• Petrolio.
• Gas naturale.

Fonti alternative rinnovabili

Fonti alternative rinnovabili:

• Idroelettrica.
• Eolica.
• Solare, termica e fotovoltaica.
• Geotermica.
• Da biomasse, residui o appositamente coltivate.

Fissione nucleare

Fissione nucleare.

Emissioni di gas serra

Emissioni di gas serra.

CO₂ in atmosfera 415.5 ppm a gennaio 2021.

280 ppm epoca preindustriale.

Il 62% delle emissioni proviene dal settore energetico: 24% agricoltura, 7% industria, 6% altro.

Riduzione delle emissioni di CO2

Riduzione delle emissioni di CO₂ per rispettare i +2°C:

• 35% rinnovabili.
• 14% cattura e stoccaggio CO₂.
• 8% impiego di nuovi carburanti.
• 40% efficientamento processi.
• 6% nucleare.

Scenario al 2060 IEA, 2017.

35% delle emissioni di CO₂ provengono dalla produzione di energia.

Emissioni di CO2 legate al ciclo di vita

Emissioni di CO₂ legate al ciclo di vita di una centrale sulla base della fonte di utilizzazione:

• Carbone ~ 1000 gCO₂/kWh.
• Petrolio 800 gCO₂/kWh.
• Gas naturale 500 gCO₂/kWh.
• Rinnovabili e nucleare ~ 50 gCO₂/kWh.
• Biomassa potenzialmente fino a 500/600 gCO₂/kWh.
• 1300 gCO₂/kWh se uso CCS.

Popolazione mondiale e domanda energetica

• Anno 0 → popolazione ≈ 300 milioni.
• 1750 → ≈ 800 milioni:
  • 64% Asia.
  • 21% Europa.
  • 13% Africa.
• 1850 → ≈ 1,3 miliardi (+25% in Europa).
• 2005 → ≈ 6,5 miliardi.

Finché l'energia disponibile pro capite è stata limitata, l'incremento demografico è stato modesto.

Storia energetica dell'uomo

1. In origine l'unica fonte di energia per l'uomo era il cibo. Il consumo medio annuale era ≈ 40 kgep_el/pers.
2. Sfruttamento energia solare e legna. Consumo medio annuale ≈ 150 kgep_el/pers.
3. Sviluppo agricoltura e allevamento (≈ 10.000 anni fa). Consumo medio annuale: ≈ 300-400 kgep_el/pers.
4. Periodo di agricoltura avanzata: sfruttamento carbone e macchinari in grado di convertire energia proveniente da vento e acqua come i mulini. Consumo medio annuale: ≈ 400-600 kgep_el/pers.
5. Rivoluzione industriale. Consumo ≈ 1-1,5 tep_el/pers.
6. Periodo tecnologico moderno. Consumo ≈ 3-8 tep_el/pers.

Human Development Index (HDI)

Human Development Index (HDI).

Indica sviluppo dell