Logica dei Sistemi

La distinzione tra risorse rinnovabili e non rinnovabili si basa sulla loro sostenibilità nel lungo periodo. Le risorse rinnovabili sono ricostituite dalla natura in maniera sufficiente rapida da poter essere di nuovo utilizzate, senza mai giungere al loro esaurimento. Ovviamente, in molti casi, ciò dipende dall'intensità dello sfruttamento che se ne fa. Se, ad esempio, si considera il petrolio, è evidente che per la nostra tecnologia non è una risorsa rinnovabile: in circa un secolo abbiamo consumato una quantità di greggio prodotta nell'arco di milioni di anni! 

Se consideriamo, invece, la legna (un tipo di biomassa) possiamo definirla una fonte di energia rinnovabile? Beh, dipende. Se utilizziamo la legna come nella Gallia ai tempi di Cesare è di sicuro sostenibile (qualche tonnellata l'anno per famiglia). Se, al contrario, immaginiamo di produrre il fabbisogno energetico necessario all'Italia (oltre 300 GWh) con generatori a biomassa alimentati a gas di sintesi prodotto da pellet, otteniamo che, per ogni MW, servono 4400 t di pellet (ossia almeno quattromilaquattrocento tonnellate di legno di quercia!) l'anno. In pratica avremmo seri problemi di approvvigionamento.

Come è evidente la definizione di fonte di energia rinnovabile può essere piuttosto variabile. In generale possiamo affermare che una sorgente energetica è rinnovabile se è disponibile in natura in quantità tale che un suo utilizzo razionale non la esaurisca in tempi brevi. Viceversa, si dicono non rinnovabili delle risorse energetiche (come il petrolio o il carbone) si formano sulla Terra nel corso di milioni di anni.

Rimane però il fatto che anche le rinnovabili possono diventare non rinnovabili se utilizzate in maniera indiscriminata. E ciò vale anche per quelle rinnovabili che sembrano "inesauribili" come il sole e il vento. E' impensabile, infatti, coprire tutto il territorio nazionale di panneli fotovoltaici o di generatori eolici. Diventa quindi necessario procedere secondo quelle che, in gergo ambientalista, sono note come le tre R: riciclare, riutilizzare e ridurre.

Cominciamo dalla terza R: ridurre i consumi energetici. Ciò significa sia ridurre l'energia grigia (ossia l'energia consumata da un prodotto nel suo ciclo di vita per essere costruito e poi dismesso) sia i consumi nella fase operativa di ciascun oggetto. Significa incrementare le prestazioni energetiche degli edifici, per ridurre le perdite di energia, significa cambiare il nostro stile di vita in modo che sia più sostenibile. Senza il ridurre c' è il rischio di un circolo vizioso che, grazie (ad esempio) alla disponibilità di fonti rinnovabili porti ad un costo inferiore dell'energia e quindi a un suo maggior consumo.

La seconda R è riutilizzare, ossia impiegare più volte lo stesso bene. Un esempio è la recente normativa sui sacchetti di plastica che ha incrementato l'uso di borse per la spesa riutilizzabili (la "sporta" dei nostri nonni). Prima di tale normativa la maggior parte delle persone utilizzava il sacchetto due volte: una per la spesa e una per l'immondizia. Ora la sporta viene utilizzata molte volte e questo porta ad un ridotto impatto ambientale (se l'energia grigia della sporta è ben dimensionata). 

L'ultima R rimasta è quella del riciclare che significa riutilizzare non tanto il bene in sè e per sè quanto i materiali che lo compongono (si pensi, ad esempio, al riciclo della carta o del legno).

Un altro aspetto importantissimo è relativo allo sviluppo demografico e, quindi, all'incremento del fabbisogno energetico globale. Quest'ultimo parametro è legato anche allo sviluppo del consumo procapite, legato allo sviluppo dei paesi in via di sviluppo. La crescita della domanda globale di energia deve quindi prevedere un'attenta azione sulle tre R di cui sopra per evitare che le risorse energetiche rinnovabili divengano non più  sostenibili.

E' comunque opportuno fare una considerazione prendendo come esempio il progetto Desertec. In questo progetto, di cui affronteremo i dettagli in un altro articolo, si parte da un principio molto semplice: tutti i deserti del pianeta ricevono in 6 ore la quantità di energia che l'umanità consuma in un anno. Con questa premessa, considerando che il deserto del Sahara ha una superficie che è almeno un terzo dei deserti caldi, bastano 18 ore di energia ricevuta dal Sahara per fornire un anno di energia all'umanità. Ovviamente deve essere considerato il rendimento di un sistema basato sul solare termodinamico (questo è il cuore di Desertec) ma, anche ipotizzando un irrisorio 10%, si avrebbe che in meno di due settimane avremmo prodotto tutta l'energia necessaria. Energia che andrebbe trasferita e stoccata opportunamente. 

Quali sono gli ostacoli alla realizzazione di Desertec? Principalmente di natura geopolitica: chi si fida a dipendere energeticamente dalle nazioni del Nord-Africa? Rimane il fatto che questo progetto dimostra (e qui non entriamo nei dettagli) che impiegando una frazione della superficie dei deserti (specie del Sahara) potremmo risolvere gran parte dei nostri problemi energetici.

Ciò  premesso, possiamo fare un rapido elenco di quelle che sono le energie oggi pensate come prodotte da fonti rinnovabili:

• Biomasse: combustione di materiale di origine vegetale e/o animale
• Biogas: un tipo particolare di utilizzo di biomassa per produrre un gas (il biogas) ricco di metano da utilizzare per produrre energia
• Idroelettrica: sfruttamento dell'energia contenuta nei flussi d'acqua
• Eolica: sfruttamento dell'energia del vento
• Geotermica: utilizzo dell'energia contenuta nel sottosuolo, sia in presenza sia in assenza di falde magmatiche nelle vicinanze
• Solare: raccolta dell'energia che il Sole invia ogni giorno sul pianeta
• Maremotrice: energia contenuta nei moti ondosi e nelle maree
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Logica dei Sistemi dell'ing. Luca Lezzerini opera nel settore degli impianti alimentati da fonti rinnovabili. Se avete bisogno di ulteriori informazioni potete contattarci liberamente.