"Chi non spera l’insperabile non lo scoprirà, poiché è chiuso alla ricerca, e a esso non porta nessuna strada"
ERACLITO (535-470 a.C)

dicembre: 2017
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FORUM ENERGIA del Comune di Rimini: L’energia per l’astronave Terra

Conferenza del prof. Vincenzo BALZANI, Docente di Fisica all’Università di Bologna

Vi farò un discorso culturale, molto semplice e generale. Si potrebbe cominciare  considerando  quanta poco cultura abbiamo in Italia …Ad una battuta, infelice, di un Ministro che adesso non c’è più, il quale ha affermato che con la cultura non si mangia, si potrebbe contrapporre quanto diceva, in modo sicuramente più intelligente, un professore americano in casi simili: “se pensi che l’istruzione sia costosa, prova con l’ignoranza”, poi vedrai dove si va a finire.

Penso che bisogna guardare il problema dell’energia molto da lontano. Andiamo sulla sonda spaziale che fece la foto degli anelli di Saturno. Direte ma cosa ci interessa ? Ci interessa, perché quel puntino laggiù è la nostra Terra.  Ci fa capire che noi siamo su questo puntino,  insignificante sulla scala dell’Universo ma importante per noi. Siamo su una specie di astronave che viaggia nello spazio, e si capisce subito che se abbiamo dei guai nessuno può venire ad aiutarci. Quindi ci dobbiamo risolvere tutti i guai da soli. Questo concetto di vivere su un’astronave secondo me è molto importante,  e lo vediamo bene quando osserviamo la Terra dalla Luna o da un altro punto dell’Universo.  Gli astronauti che andarono sulla Luna dissero: siamo venuti fin quassù ad esplorare la Luna, ma la cosa più importante è che abbiamo scoperto la Terra.   Quando uno la vede così da lontano si rende conto meglio cos’è la Terra: un’astronave con molti problemi.

Il primo problema è che siamo tanti. Abbiamo superato da poco i sette miliardi e diventeremo otto miliardi tra non molto, tenuto conto che la popolazione cresce al ritmo di  75 milioni l’anno, equivalente ad una intera Germania. Ogni minuto nascono 32 indiani e 24 cinesi. Tutta questa gente deve stare sulla stessa astronave, quindi bisogna trovare un modo per convivere.

Nel linguaggio comune diciamo “siamo tutti sulla stessa barca”, però così potremmo pensare che se la barca affonda uno si può buttare e salvare, invece se diciamo che siamo tutti sulla stessa astronave è chiaro che non si può andare da nessun’altra parte. Siamo tutti qui e non c’è altro luogo in cui possiamo vivere.

Cosa vuol dire vivere: vuol dire usare energia, per camminare, mangiare, spostarsi, costruire case, ecc. Insomma, senza energia non si può fare niente.  Anche per fare il cibo ci vuole energia. Per far crescere una mucca sono necessari sei barili di petrolio. Non perché la mucca beve petrolio, ma perché la mucca mangia gli alimenti che crescono nei campi, i quali vanno arati, fertilizzati, seminati…. Così alla fine, per far arrivare sulla nostra tavola una fettina di carne ci vuole dell’energia. Se poi uno mangia cibi più sofisticati, che nascono nelle serre dove si consuma ancora più energia, si rischia di metterci dentro molta più energia di quella che ci restituiscono i cibi. Quindi il cibo è fondamentale. Per fare il cibo in grandi quantità ci vuole tanta energia. Lo stesso si può dire per il ciclo dell’acqua (estrarla, distribuirla, depurarla, ecc.).

Anche per fare un computer ci vuole energia. Infatti per un pc è stato calcolato che ci vuole circa 1.700 chilogrammi di materiale vario,  di cui 240 chilogrammi di petrolio come energia. Questo vuol dire che prima ancora di accenderlo la prima volta ha già consumato energia. Dopo la consumerà per il funzionamento, ma già per farlo è servita energia. Lo stesso si può dire di una automobile. 

Se l’energia è così importante vediamo come sono stati i suoi consumi nella storia dell’umanità. Nel tremila avanti Cristo, giusto per prendere un inizio, c’era pochissima gente, si adoperavano le mani e qualche animale, per scaldarsi si accendeva un fuoco con la legna e il consumo di energia era molto basso. Così si è andati avanti per millenni, con crescite molto modeste,  di pari passo con l’aumento della popolazione. 

Poi, due-tre cento anni fa le cose sono cambiate. L’umanità ha capito che si poteva utilizzare una forma di energia molto più potente e comoda: i combustibili fossili (petrolio, metano e carbone).  E’ arrivata la rivoluzione industriale ed oggi il novanta per cento dell’energia utilizzata è ricavata dai combustibili fossili.   Cosa abbiamo fatto con i combustibili fossili, negli ultimi cento-centocinquanta anni ?  Abbiamo fatto tutto il possibile: case, strade, prodotto inquinamento, montagne di rifiuti, ecc. L’energia è diventata così importante che basta fare una foto per vedere chi consuma di più e chi meno. Abbiamo cambiato il volto della Terra non solo di giorno, ma anche di notte.  L’uomo ha cambiato il volto della Terra in una forma così pesante che gli scienziati dicono che siamo entrati in una nuova epoca, che chiamano antropocene (è un termine coniato nel 2000 dallo scienziato Premio NobelPaul Crutzen per definire l’era geologica attuale, in cui l’uomo e le sue attività sono le principali fautrici delle modifiche climatiche mondiali. Il termine deriva dal greco anthropos, che significa uomo NdR).

Nuova epoca iniziata con l’uso massiccio dei combustibili fossili.  Questo è quanto successo, e sta continuando a succedere perché l’uso dei combustibili fossili non è finito.  Anzi, a tutt’oggi consumiamo circa mille barili (un barile=159 litri) di petrolio al secondo, cioè 159 mila litri.   Si capisce che così non può continuare all’infinito, perché prima o poi il petrolio finirà.  Perché finirà ?  Non sarà che scavando sempre più profondo se ne trova ancora ?  Si sta già facendo, anche in mezzo al mare, ma ad un certo punto per estrarre il petrolio da profondità sempre maggiori si finisce per consumare più energia (pompe, piattaforme, navi, ecc.) di quanta se ne estrae.  A quel punto non conviene più.

Ma il petrolio ha anche altri difetti. Che non tutti ce l’hanno, Italia compreso. C’è un gruppo di paesi produttori, che però non coincide con quelli che sono i maggiori consumatori.  Certo, si trasporta da una capo all’altro e il problema è risolto. Ma non è finita.  Gli Stati Uniti, che fino agli anni trenta del secolo scorso figuravano tra i maggiori produttori di petrolio, ed erano quasi autosufficienti, oggi  ne stanno consumando, anche perché la produzione è in calo, molto di più di quello che producono. Tanto che sono arrivati ad importare il 63 per cento del fabbisogno.  Poi non bisogna sorprendersi se per il petrolio si fanno anche le guerre. La ragione è che bisogna andare a prenderlo dove c’è.  

Questo senza considerare le emissioni di CO2 (anidride carbonica), cui da luogo il consumo del petrolio e che figura tra i maggiori responsabili del riscaldamento del pianeta, meglio noto come effetto serra. Il CO2 che esce dal tubo di scarico, siccome non si vede e non si sente, perché non ha né colore né odore, non ci fa sentire responsabili, ma tutto contribuisce a formare questa specie di mantello  intorno alla Terra che favorisce  il riscaldamento, con tutte le conseguenze note sul clima (scioglimento dei ghiacciai, innalzamento delle temperature e del livello dei  mari, ecc.).

Poi c’è l’inquinamento, in particolare quello prodotto dalle particelle PM10 . In Val Padana, dove ci sono molte macchine, tante industrie e case da riscaldare, ma anche poco vento, l’inquinamento ristagna e si accumula.  Da qui gli sforamenti dei valori massimi segnalati dalle centraline per la rilevazione della qualità dell’aria.  Quali sono le conseguenze ?  Semplice. Chi vive nelle aree dove l’inquinamento è maggiore perde da uno a tre anni di vita.

I combustibili fossili hanno inoltre un’altra colpa, anche se dipendente dalle nostre scelte: dividono ancora di più i ricchi dai poveri. Infatti, bisogna sapere che dal punto di vista energetico un americano consuma energia come due europei, dieci cinesi, quindici indiani e trenta africani.   Questo vuol dire che gli americani, pur essendo meno del 5 per cento della popolazione mondiale, consumano un quarto dell’energia.   Allora uno potrebbe pensare, per riequilibrare i consumi, di aumentare quelli dei paesi meno sviluppati. Ma questo non si può, perché non c’è abbastanza petrolio.   Guardiamo alle automobili: negli Stati Uniti ci sono 840 macchine ogni mille abitanti, in Italia 685 (siamo il Paese della Comunità Europea con più macchine…a Rimini 610), in Cina 40 (con 1,3 miliardi di persone), in India 20 (con 1,1 miliardi di abitanti). Si capisce abbastanza bene che in questi paesi non ci potranno mai essere tutte le automobili che ci sono in America. Perché se tutti i sette miliardi di persone avessero lo stesso numero di automobili degli americani,  ne avremmo 5,6 miliardi,  che non sapremmo come alimentare e forse nemmeno dove parcheggiare.

Certo, gli abitanti dei paesi più poveri, potranno migliorare, ma mai arrivare allo stesso numero di auto di quelli ricchi. Quindi, per riequilibrare le sorti del mondo, forse siamo noi che dobbiamo scendere un po’. Pensate ai SUV che circolano nelle nostre strade: potremmo dare un SUV a tutti i cinesi ?  E’ chiaro che no, perché sono troppi.   Forse dovremmo utilizzare delle macchine più piccole. La Fiat che va a vendere la cinquecento tra i grattacieli di New York fa benissimo, meno quando importa i SUV da vendere in Italia, perché è l’ultima cosa di cui abbiamo bisogno.

Tornando alle energie fossili, è evidente che prima o poi, petrolio, metano e carbone, finiranno perché ne consumiamo troppo. C’è un problema di insostenibilità ecologica, che però non riguarda solo le materie prime. La terra ha una sua biocapacità che le consente di rigenerare certe risorse: gli alberi, i pesci, ecc.  Però se ne prendiamo troppi, senza rispettare i ritmi della natura,  mettiamo in forse la capacità rigenerativa. I periodici fermi della pesca, che viene fatta con barche sempre più potenti e reti sempre più lunghe, ne sono una testimonianza.   Questo vuol dire che siamo in crisi anche con le risorse rinnovabili.

L’impronta ecologica, che misura quanta porzione di  terra consumiamo per sostenere un certo livello di vita, mostra chiaramente che più uno consuma,  maggiore è la sua impronta. Visto che la Terra è data, vediamo come stanno le cose: se ci fosse una uguaglianza assoluta, ci toccherebbe 1,8 ettari per persona. In realtà, la media mondiale del consumo è già a 2,2 ettari.  Vuol dire che stiamo consumando più risorse di quanto la Terra è in grado di riprodurre. Quindi stiamo intaccando il capitale-terra. Ma la media nasconde differenze importanti, perché mentre un americano ha una impronta ecologica di  9,5 ettari, un eritreo quasi non sa dove toccare terra.  Se tutti gli abitanti della terra adottassero lo stile di vita americano ci vorrebbero non meno di quattro terre, che non avremmo mai.  Siamo in una situazione di insostenibilità ecologica.  In sintesi, su questa astronave, dove ci troviamo, abbiamo delle risorse, ma le stiamo consumando troppo rapidamente.  Il nostro modello di sviluppo non quindi è sostenibile.

Poi c’è l’insostenibilità sociale, data dalle troppe differenze che esistono tra ricchi e poveri, che provoca migrazioni, guerre, ecc. Tre persone al mondo, tra cui Bill Gate il fondatore di Microsoft, detengono la stessa ricchezza dei 47 paesi più poveri al mondo. In Italia il dieci per cento della popolazione ha la metà della ricchezza nazionale. Si sente parlare di milioni di persone che vivono con meno di un euro al giorno, ma ricordiamoci che in Europa ogni mucca riceve un sussidio di tre euro al giorno. Questo vuol dire che sta meglio una mucca da noi che una persona in Africa.

Se questa è la situazione, non ci possiamo meravigliare se qualcuno decide di sbarcare sulle nostre coste.   Con queste verità scomode dobbiamo fare i conti, senza nascondere la testa sotto la sabbia, facendo finta che tutto vada bene.

Quindi, riepilogando: 1. Siamo tutti sulla stessa astronave; 2. Le risorse sono limitate e non possiamo prenderne altre; 3. Le risorse non sono equamente distribuite.  

Torniamo adesso all’energia. Abbiamo visto che le attuali fonti di energia prima o poi finiranno, e poi fanno anche male. Quindi è meglio pensare ad energie alternative. Ma bisogna stare attenti. Perché nella ricerca disperata di fonti alternative c’è caso che vada a sbattere la testa contro un muro. Non va bene qualsiasi fonte alternativa. Ce ne vuole una che quanto meno attenui, e non aggravi,  i problemi che abbiamo visto. Questo richiede del tempo. Intanto potremo cominciare con usare sempre meno l’energia fossile, perché meno ne uso, meno male fa. E andare avanti con la ricerca di fonti alternative. Quindi le prime cose da fare, ed anche le più importanti,  sono RISPARMIO ed EFFICIENZA.  Nel frattempo cercare l’ENERGIA GIUSTA. Cosa vuol dire energia giusta ?   Deve essere abbondante, inesauribile, ben distribuita (altrimenti ci saranno conflitti), colmare le disuguaglianze, favorire lo sviluppo economico e la pace, infine  non deve essere pericolosa.

Il termine risparmio forse non piace, perché noi siamo abituati che più energia consumiamo e più siamo felici. Ma questo non è vero. Un africano consumando più energia può migliorare il suo benessere, ma per noi che siamo al vertice questo non accade. Se consumiamo di più, non miglioriamo proporzionalmente il nostro benessere. Anzi, si potrebbe dimostrare che diminuisce, perché consumare troppa energia fa male. Forse pochi sanno che nella Comunità Europea, a causa del traffico automobilistico,  ci sono ogni anno circa 30-35 mila morti  e 1,5 milioni di feriti. Questo è un classico esempio di obesità energetica.

Per la prima volta la Comunità Europea ci obbliga a consumare il 20 per cento di meno, entro il 2020. Efficienza e risparmio sono importanti, ma poi ci vuole anche qualche energia nuova.  Il nucleare, che è stato affossato dal referendum di giugno 2011, però ogni tanto ritorna, è una energia su cui si erano riposte molte speranze,  perché trasforma  piccolissime quantità di massa in enormi quantità di energia. Quasi un miracolo. Quando si fecero le prime centrali, a metà degli anni cinquanta del secolo scorso, ci fu uno scienziato che addirittura disse  una cosa del genere: “entro pochi anni l’energia sarà disponibile gratuitamente come l’aria”. Questo a significare le speranze che si avevano. Però non è successo, perché il nucleare ha diversi problemi. In tanto usa come combustibile l’uranio, che l’Italia non ha e deve importare, come avviene oggi per il petrolio. Nessun paese europeo ha un grammo di uranio. Ed anche l’uranio finirà.  La Francia va a cercare l’uranio in Niger, che praticamente ha ri-colonizzato. Quindi l’uranio non ce l’abbiamo, ma se facciamo le centrali nucleari sicuramente avremmo le scorie radioattive, che restano pericolose per diecimila e anche centomila anni.  In America avevano pensato di risolvere il problema scavando un deposito sotto una montagna, hanno speso un sacco di soldi, rimandato più volte l’inaugurazione, per arrivare alla conclusione che non sono in grado di fare un deposito permanente e sicuro di scorie radioattive. Questo l’America che è il paese tecnologicamente più avanzato.  Poi dopo 40-50 anni le centrali nucleari vanno chiuse e per smantellarle ci vogliono decine di anni, con costi di gran lunga superiori a quelli richiesti per costruirle.    

Infine la pericolosità. Quando succede un incidente nucleare non ci sono limiti di spazio e di tempo, perché la radioattività si propaga nell’atmosfera. Dopo l’incidente di Fukushima, in Giappone, hanno trovato tracce di radioattività, non preoccupanti ma per dare una idea della propagazione,  negli Stati Uniti e in Spagna. Trenta mila persone sono state evacuate senza dargli tempo di prendere niente.  Poi ci sono le conseguenze sulla salute per la radioattività che hanno assorbito. A Cernobyl  47 persone sono morte subito, ma molte altre sono morte dopo, nel corso degli anni. Si stima, a seconda dei calcoli, da 9 mila 500 mila le vittime delle radiazioni.  

A questo punto è chiaro che bisogna andare verso fonti di energia diverse, rinnovabili. Che sono tante: fotovoltaiche, eoliche, solari, geotermiche, ecc. Fonti che sono diffuse su tutta la Terra. Nel 2010 l’energia prodotta dalle pale eoliche era già equivalente a quella di 62 reattori nucleari.    La Terra, in un’ora,  riceve dal sole una quantità di energia pari a quella che l’umanità intera consuma in un anno.  Il sole è quindi una fonte abbondante. Certo, anche il sole finirà, ma tra quattro miliardi e mezzo di anni.  L’energia del sole perciò è abbondante, inesauribile e ben distribuita, perché ce l’hanno tutti, anche se ci sono differenze di irradiazione.       

Basta coprire lo 0,8 per cento del territorio (capannoni, ecc.) per avere tutta l’elettricità di cui abbiamo bisogno. Nel 2010, l’energia fotovoltaica prodotta nel mondo era equivalente a sette centrali nucleari. In Italia,  nell’ottobre del 2011, c’era già una potenza fotovoltaica installata pari al 4 per cento del consumo nazionale, che fa una centrale nucleare da 1.600 MGW.  Ma questa potenza è stata installata in un anno, mentre per una centrale nucleare ci sarebbero voluti dieci-quindici anni.

L’Italia non ha carbone, non ha uranio, non ha petrolio, però ha tanto sole, allora va utilizzato. Il passaggio, da una energia all’altra,  è anche un fatto culturale, ma non ci sono alternative.  

 

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