Energia: forse è caos!

Annalisa Pillinini della classe 3a C è arrivata un giorno a scuola chiedendomi se conoscessi la Keshe Foundation, il cui fondatore propone un rivoluzionario principio per ottenere energia inesauribile e a basso costo. No, non ne sapevo niente. Ho quindi cercato di informarmi e, cara Annalisa, non sono in grado di giudicare se il "reattore gravitazionale magnetico al plasma" di Keshe possa risolvere i problemi energetici dell'umanità. Se la tecnologia funziona ed è così rivoluzionaria, mi aspetto di leggere a breve qualche articolo scientifico con ipotesi, dati sperimentali e conclusioni, come il buon Galileo ci ha insegnato... Tuttavia la domanda di Annalisa mi ha convinta che è compito degli insegnanti far riflettere i ragazzi sul perché la questione energetica mondiale, nonostante le "molte alternative", non sembra affatto vicina alla risoluzione.
L'articolo di Vaclav Smil che vi riassumo di seguito è ciò che cercavo per portare avanti la riflessione a cui ci ha spinti Annalisa.
Dopo il boom economico dei paesi occidentali nel secondo dopoguerra e la crescita inarrestabile della domanda di energia elettrica e di combustibili fossili per alimentare un mondo affamato di energia, arriva, all'inizio degli anni ottanta, una crisi energetica che coincide con la presa di potere in Iran di Khomeini. I paesi di tutto il mondo si interrogano sulla questione, il petrolio prima o poi finirà? I paesi occidentali dipenderanno sempre di più dai paesi integralisti musulmani, ricchi di petrolio? Ma tutto ciò sembra non far breccia nella coscienza ambientalista, ammesso che ne esistesse una, dei paesi più sviluppati. Siamo a metà degli anni ottanta e negli Stati Uniti tutti "hanno bisogno" di un SUV, alcuni decidono di andare a fare la spesa con l'Hummer 1, la versione civile di un mezzo militare d'assalto del peso di 3,5 tonnellate!!! Certo ce ne vuole di energia per trasportare qualche busta di provviste!!!

I rettangoli celesti rappresentano l'indice di sviluppo umano mentre quelli rosa il consumo di energia pro capite.
Il grafico evidenzia che quando il consumo di energia è basso, aumentandolo si migliorano le condizioni di vita, mentre,
raggiunti i 150 gigajoule all'anno non è affatto vero che un maggiore consumo corrisponda ad una migliore condizione di vita.
(http://energyforumonline.com/wp-content/uploads/2011/09/VSmil-human-development-index-v-per-capita-energy-consumption.png)

Ma ecco che arriva il riscaldamento globale. Forse il nostro pianeta si sta scaldando troppo in fretta, si diceva. Si concluse che ad accelerare il processo di riscaldamento erano le emissioni di CO2 derivanti dalle attività antropiche, principalmente quelle basate su petrolio e carbone, le nostre fonti energetiche più importanti. Allora si cominciarono a studiare le famose fonti energetiche alternative, che avrebbero dovuto risolvere, in un futuro più o meno lontano, la dipendenza dai combustibili fossili e tutti i problemi ambientali ad essi connessi. Nel 1986 ho superato l'esame di quella che, all'epoca, era la terza media e tutti gli insegnanti mi parlavano di fonti alternative, c'era appena stato l'incidente alla centrale nucleare di Cernobyl e tutti dicevano che la questione energetica era la priorità del nostro pianeta. Oggi ho 40 anni, insegno a ragazzi di terza media, anche se non si chiama più così, e tutti dicono ancora che la questione energetica è la priorità del nostro pianeta. Per fortuna... Qualche effetto del riscaldamento globale inizia a farsi sentire e lo stolto Homo sapiens, questa volta, deve far i conti con il problema.
Ma non è facile. La prima difficoltà è che le fonti energetiche alternative proposte non potrebbero coprire l'intero fabbisogno energetico mondiale, che è già enorme e, con paesi come la Cina in crescita economica, diventerà sempre più elevato. Ma allora il problema potrebbe essere affrontato iniziando a consumare meno energia, anche un bambino lo capirebbe. Se guardate il primo grafico vi renderete conto che ci sono paesi come gli Stati Uniti che hanno un consumo energetico procapite annuo enorme (più di 300 gigajoule, cioè 8 tonnellate, cioè 50 barili di petrolio all'anno!!!). Altri paesi come quelli europei e il Giappone, mantengono condizioni di vita per i propri cittadini del tutto simili a quelli degli statunitensi, pur con un consumo energetico procapite che è la metà. Poi esistono paesi, come l'Etiopia, in cui bisognerebbe aumentare il consumo energetico procapite per riuscire a migliorare le condizioni di vita di questa popolazione. In poche parole, arrivati ad un certo livello di consumo energetico, il cosiddetto indice di sviluppo umano, cioè le condizioni di vita, non migliora significativamente se si aumenta l'energia consumata. QUINDI, la conclusione è ovvia, alcuni paesi dovrebbero diminuire il consumo energetico procapite!!!
Ma, nel 2006 la Cina è diventata il principale emettitore di CO2 e l'energia procapite di cui avrà bisogno per migliorare le condizioni di vita dei propri cittadini, aumenterà ancora. Del resto, paesi come gli Stati Uniti e il Canada non hanno ridotto significativamente il loro consumo energetico e così le varie conferenze mondiali sull'energia e il riscaldamento globale, a partire dal protocollo di Kyoto del 1997, sono risultate in un quasi nulla di fatto o forse in un vero e proprio fallimento.

Nel grafico a sinistra si può osservare come, a partire dal 1940 circa, il consumo energetico pro capite sia aumentato esponenzialmente.
Nel grafico di destra, invece, si può vedere come la maggior parte del fabbisogno energetico mondiale dipenda dai combustibili fossili (oil = petrolio e coal = carbone).
(http://gailtheactuary.files.wordpress.com/2012/02/world-per-capita-energy-consumption2.png)
(http://gailtheactuary.files.wordpress.com/2012/03/world-energy-consumption-by-source.png)

Un altro problema da considerare è che la nostra è una società basata in gran parte sui combustibili fossili e la transizione energetica verso nuove fonti sarà un processo lungo e certo non facile. Gli studiosi del settore affermano che convertire solo un terzo dell'attuale consumo di combustibili fossili in energia rinnovabile sarà un'impresa titanica. Basti pensare che nel 2010 etanolo e biodisel hanno fornito solo lo 0,5 % dell'energia primaria globale, l'eolico circa il 2 % dell'elettricità globale e il fotovoltaico meno dello 0,05 %. Poi, se consideriamo la capacità, cioè la potenza sviluppata dai vari tipi di centrali, ci accorgiamo che il problema è considerevole: i turbogeneratori a carbone hanno una capacità di 500-800 megawatt, le grandi turbine a gas di 200-300 megawatt, mentre la capacità di una turbina eolica è tra 2 e 4 megawatt. Il più grande impianto fotovoltaico del mondo ha bisogno di più di un milione di pannelli per raggiungere una capacità di picco di 80 megawatt. Nell'assolata Spagna il fotovoltaico riesce a fornire solo il 16 % del fabbisogno energetico annuo. E il nucleare? La fissione nucleare in Francia, paese che ha investito molto su questa fonte, fornisce il 75 % del fabbisogno nazionale, negli Stati Uniti il 20 %. Ma incidenti come quelli di Cernobyl o il più recente Fukushima hanno fatto paura e l'opinione pubblica si fa influenzare, dimenticando i morti da inquinamento da combustibili fossili. Forse investendo di più sulla ricerca di base nel settore dell'energia nucleare... Ma questa è un'altra storia, purtroppo.
E allora? Aspettiamo inermi la lenta, neanche tanto, agonia della nostra specie? E' ormai chiaro che è improbabile che le fonti energetiche alternative possano ridurre in tempi brevi le emissioni di CO2 in modo tale da evitare l'incremento delle concentrazioni atmosferiche oltre le 450 parti per milione (ppm, erano 390 alla fine del 2010). Così sono nati molti progetti di carbon capture and sequestration, CCS, cioè l'anidride carbonica emessa deve essere ricatturata e sequestrata ad una velocità pari a quella di emissione. Sono state proposte molte soluzioni, dalla conversione di residui di coltivazioni in carbone vegetale, all'imagazzinamento di CO2 sotto l'altopiano del Deccan, in India. C'è inoltre chi sta pensando di immettere nella nostra atmosfera gas di zolfo per creare areosol in grado di abbassare la temperatura. Ma queste sono tutte soluzioni sperimentali e non certo prive di costi, necessitano di infrastrutture da costruire dal niente e di tanto tempo.
Ma perché non consumiamo meno energia? Iniziate voi ragazzi, spegnete le luci quando non è necessario tenerle accese o quando uscite da una stanza, riciclate tutto quello che potete riciclare (non buttate plastica dove deve essere buttata carta... A buon intenditor poche parole!), abbassate il termostato di casa, gia' se tutti lo tenessero sotto i 20°C sarebbe una conquista... E, per favore, non comprate SUV!!! In fondo noi privati cittadini, possiamo fare molto di più di quello che si possa immaginare per il risparmio energetico.
Bisogna farlo, però!

Referenze
Vaclav Smil (2012) Energia: l'illusione delle soluzioni facili. Le Scienze, 529: 44-51.

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)