Effetto serra - Da Kyoto al corpo nero

Esame di maturità anno scolastico 2009/2010

Simone Citrani

I.T.I.S: E. Fermi

Tesina Fisica ambientale:

L’effetto serra

Diritto: Fisica applicata:

Il protocollo di Kyoto Il sole come corpo

nero

Italiano:

Storia: Giovanni Pascoli

L’unione europea (la natura)

Sistemi: Matematica:

I trasduttori Integrali definiti

IL protocollo di Kyoto

Il protocollo di Kyōto è un trattato internazionale in materia

ambientale riguardante il riscaldamento globale sottoscritto nella

città giapponese di Kyoto l'11 Dicembre 1997 da più di 160 paesi.

Dall’1 all’11 dicembre ha avuto luogo l’ultima sessione del negoziato

internazionale per l’adozione del Protocollo di definizione degli

obiettivi e degli impegni programmatici dei paesi industrializzati per

la riduzione delle emissioni di anidride carbonica derivanti

dall’impiego di oli minerali e degli altri gas serra responsabili dei

cambiamenti climatici.

Al termine del summit la Conferenza dei 160 Paesi presenti ha licenziato il testo di un accordo,con il quale

sono stati fissati gli obiettivi che devono essere perseguiti dagli Stati industrializzati partecipanti.

Gli obiettivi fissati dall’Accordo sono:

• Riduzione delle emissioni di anidride carbonica (CO ), di metano (CH ), di protossido di azoto (N O),

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di idrofluorocarburi (HFC), di perfluorocarburi (PFC) e di esafluoruro di zolfo (SF ), i quali

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costituiscono i sei principali gas serra;

• Promozione della efficienza energetica in ogni settore;

• Sviluppo delle fonti di produzione di energia rinnovabili e sviluppo dei supporti tecnologici alla

riduzione delle emissioni inquinanti;

• Promozione di forme di agricoltura “sostenibile”;

• Limitazione e riduzione delle emissioni di metano provenienti dalle discariche di rifiuti e dagli altri

settori energetici;

• Adozione di misure di prelievo fiscale che facciano regredire l’emissione di gas serra.

Il protocollo sui cambiamenti climatici impegna gli stati appartenenti all’Unione europea a promuovere

azioni intese alla riduzione,entro il periodo compreso tra il 2008 e il 2012, delle emissioni dei gas serra nella

percentuale dell’8% rispetto ai livelli riscontrati del 1990

Il protocollo di Kyoto,inoltre, ha previsto la misura aggiuntiva della “afforestazione” e della “riforestazione”

dei territori per favorire l’assorbimento del carbonio. Uno dei punti cruciali del Protocollo è stata la

stabilizzazione delle concentrazioni di gas ad effetto serra nell’atmosfera ad un livello tale da escludere ogni

pericolosa interferenza delle attività umane sul sistema climatico, compatibilmente con lo sviluppo

economico.

Nello specifico era stata prevista la stabilizzazione dei livelli delle concentrazioni registratesi nel 1990 fino

all’anno 2000. 1

Tale obiettivo si è poi, purtroppo,

rilevato irraggiungibile vista la

genericità degli impegni e gli elevati

costi che alcuni dei Paesi

industrializzati avrebbero dovuto

sostenere per affrontare il

problema,primi fra tutti gli usa ritenuti

da soli responsabili del 25% delle

emissioni lesive nel mondo che non a

caso non hanno mai voluto ratificare il

Protocollo.

Ciononostante, la Conferenza di Kyoto

continua a rappresentare una pietra

miliare nella lotta all’effetto

serra,quanto meno per il fatto di aver

sensibilizzato i governi dei Paesi partecipanti circa la necessità di realizzare una strategia mondiale per

affrontare seriamente il problema.

Il Protocollo di Kyoto in Italia

L’Italia ha ratificato il Protocollo con la legge n.102 del 1°giugno 2002, che prevede la riduzione delle

emissioni del 6,5% attraverso azioni di miglioramento dell’efficienza energetica, utilizzo di fonti energetiche

rinnovabili, promozione dell’innovazione tecnologica nei settori energetico e dei trasporti, incentivazione di

attività agricole e forestali sostenibili, cooperazione internazionale.

La legge indica inoltre che le politiche e misure di riduzione delle emissioni dovranno essere finalizzate al

miglioramento dell’efficienza energetica del sistema economico nazionale, alla differenziazione delle fonti

energetiche e della sicurezza energetica, all’aumento della quantità di fonti rinnovabili sull’offerta totale di

energia, alla promozione dell’innovazione tecnologica nei settori dei trasporti ed energetico, alla

promozione delle attività agricole e forestali sostenibili, all’incremento ed il miglioramento della

cooperazione tecnologica internazionale.

Nonostante l’avvio di politiche di riduzione delle emissioni di gas serra, nel periodo tra il 1990 e il 2003 in

Italia si è osservato un aumento di tali emissioni di circa l’11,6%; si è, quindi, lontani dagli obiettivi di

riduzione fissati con il Protocollo di Kyoto.

Le emissioni nazionali di CO nel 1999 sono state l’1,9% delle emissioni mondiali globali, le emissioni dei tre

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maggiori gas serra hanno rappresentato l’1,6% del totale. Il peso dell’Italia rispetto al totale delle emissioni

di gas serra a livello mondiale è quindi relativamente basso.

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Le emissioni nazionali di anidride carbonica (CO ) sono pari all’85,5 % del totale delle emissioni di gas serra

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espressi in termini di CO equivalente e presentano tra il 1990 e il 2003 un aumento pari al 13,2%.

2

In particolare, nel settore energetico, le emissioni nel 2003 sono superiori del 14,2% rispetto al 1990.

Le emissioni di metano (CH ) e di protossido di azoto (N O) sono pari, rispettivamente, a circa il 6,1 % e 7,4

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% del totale delle emissioni di gas serra espressi come CO equivalente.

2

Le emissioni di metano si sono ridotte del 9,6%, mentre quelle di N O sono aumentate del 6,1%.

2

Gli altri gas serra, idrofluorocarburi (HFC), perfluorocarburi (PFC), ed esafluoruro di zolfo (SF ), hanno un

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peso complessivo sul totale delle emissioni dell’1% circa, quindi trascurabile nonostante l’incremento del

245% registrato tra il 1995 e il 2003.

Al fine di ridurre tali emissioni la legge n. 120, in particolare l’articolo 2, comma 1, prevede che il Ministro

dell’ambiente e della tutela del territorio presenti al Comitato interministeriale per la programmazione

economica un piano di azione nazionale, che riguarda l’attuazione di iniziative mirate a raggiungere gli

obiettivi del Protocollo di Kyoto.

Di seguito sono descritte alcune misure adottate o in previsione di adozione nei vari settori in cui si

generano emissioni di gas ad effetto serra.

All’interno del settore di produzione, trasformazione e distribuzione dell’energia le politiche di riduzione da

attuare sono raggruppabili in quattro obiettivi:

▪ miglioramento degli impianti esistenti;

▪ diffusione della cogenerazione;

▪ promozione dell’uso di fonti rinnovabili nei consumi di energia elettrica;

▪ riduzione della domanda per elettricità e gas.

Gli strumenti che permettono di raggiungere questi obiettivi sono: accordi volontari con le aziende di

produzione, obblighi di produzione di energia elettrica mediante fonti rinnovabili e facilitazioni per

utilizzare l’energia prodotta in cogenerazione.

Uno degli accordi volontari è stato preso con l’Enel ed ha come obiettivo la riduzione delle emissioni di 22

Mt di CO entro il 2012 rispetto al 1990, attraverso l’incremento dell’efficienza degli impianti già esistenti e

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la conversione di alcuni in cicli combinati, l’incremento dell’uso di fonti rinnovabili con quota minima del

2%, riduzione delle perdite nelle reti di distribuzione, diffusione di tecnologie elettriche più efficienti e

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sostituzione dei combustibili fossili (ad esempio sostituzione dei combustibili fossili liquidi e solidi con il gas

naturale).

Il settore dei trasporti ha attuato diverse iniziative, previste dal Piano Generale dei Trasporti, per la

riduzione delle emissioni:

▪ l’uso di combustibili a bassa intensità di carbonio (GPL, metano);

▪ l’aumento di infrastrutture, ad esempio ristrutturazioni ed ammodernamenti delle strutture

portuali, realizzazione di trasporti navali interni, estensione della rete ferroviaria e metropolitana,

miglioramento della rete stradale;

▪ la riduzione/restrizione dell’uso delle auto in città, ad esempio attraverso la condivisione tra più

utenti dei mezzi privati di trasporto;

▪ il trasferimento del traffico merci da strada a rotaie e acqua;

▪ il contenimento dei consumi e delle emissioni inquinanti attraverso un miglioramento

dell’efficienza dei veicoli (ad es. uso di biodiesel) e la comunicazione all’utenza di comportamenti

sostenibili.

All’interno dei settori residenziale, commerciale e dei servizi le misure attuate sono: uso di combustibili a

minore contenuto di carbonio (uso di gas naturale), incremento dell’isolamento degli edifici e utilizzo di

apparecchiature più efficienti, sia elettriche che termiche (caldaie più efficienti, lampade fluorescenti,

collettori solari per la produzione di acqua calda, ecc.).

Nel settore agricoltura, uno degli interventi principali che si è cercato di attuare è sostituire l’agricoltura

tradizionale con quella biologica, che ha un consumo energetico specifico minore del 30%. Un altro

intervento riguarda la riduzione delle emissioni di protossido di azoto dai suoli agricoli attraverso la

razionalizzazione dell’utilizzo dei fertilizzanti, a questo proposito l’Italia è stata tra i primi Paesi dell’Unione

Europea a redigere un “Codice di buona pratica agricola per la protezione delle acque dai nitrati”, la cui

integrazione con altre prescrizioni specificamente finalizzate alla protezione dell’atmosfera e del clima

potrebbe comportare ulteriori riduzioni del consumo di fertilizzanti.

Nel settore rifiuti si prevede la riduzione della frazione biodegradabile dei rifiuti urbani in discarica,

l’attuazione del recupero energetico dei rifiuti e il riciclaggio dell’alluminio che permette di evitare

emissioni di PFC derivati dalla lavorazione del minerale grezzo.

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All’interno del settore forestale si prevedono azioni di gestione

forestale, attività di afforestazione, riforestazione e

rivegetazione, predisposizione di un piano di studi per stimare le

quantità di carbonio assorbite/emesse dalle attività agricole, dai

pascoli e dalle attività di riforestazione [Ministero dell’Ambiente

e della Tutela del Territorio, 2002].

Queste azioni mirate alla riduzione delle emissioni di gas serra

devono essere attuate a livello nazionale, ma in particolare è

compito delle regioni operare per concretizzarle. Infatti, il DPR 203/88 riguardante le emissioni in

atmosfera, indica nell’art.4 che “la tutela dell’ambiente dall’inquinamento atmosferico spetta alle regioni”

alle quali compete “la formulazione dei piani di rilevamento, prevenzione, conservazione e risanamento del

proprio territorio, nel rispetto dei valori limite di qualità dell’aria” e “l’indirizzo e il coordinamento dei

sistemi di controllo e di rilevazione degli inquinanti atmosferici e l’organizzazione dell’inventario regionale

delle emissioni”. 5

L’effetto serra

L'effetto serra è un fenomeno naturale che fa parte dei complessi meccanismi di regolazione dell'equilibrio

termico di un pianeta o di un satellite grazie alla presenza di un'atmosfera contenente alcuni gas detti

appunto gas serra. Questi, per le proprie particolari proprietà molecolari spettroscopiche, risultano

trasparenti alla radiazione solare entrante ad onda corta, mentre riflettono, diffondono oppure assorbono

e riemettono la radiazione infrarossa ovvero risultano opachi alla radiazione ad onda lunga (circa 15

micron) riemessa dalla superficie terrestre in seguito al riscaldamento dovuto ai raggi solari; il nome deriva

dunque dall'analogia (non pienamente corretta) con quanto avviene nelle serre per la coltivazione (in

questo caso vi è infatti anche un blocco della convezione atmosferica che è un'altra modalità di

trasferimento del calore).

I raggi solari a corta lunghezza

d’onda penetrano facilmente nell'atmosfera

raggiungendo in buona parte la superficie

del pianeta, dove vengono in parte riflessi

ed in parte assorbiti dalla superficie e

convertiti in calore. Il calore viene dissipato

verso lo spazio sotto forma di irraggiamento