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Che cos'è l'energia? Qual è la sua unità di misura? Sotto quali forme si manifesta? Da quali fonti si può ricavare?
Un breve video del Canale Youtube Tecnologia Duepuntozero introduce in modo semplice questo tema.

Video interattivo

Presentazione

Forme e fonti di energia - presentazione di Martina Baldini

Schemi

Se può esserti utile, scarica gli schemi in formato pdf:

L ENERGIA schema cos è unità misura

Verifica i tuoi apprendimenti con questi quiz interattivi:

Memory game 1

Associa ad ogni carta rossa la corrispondente carta blu

Memory game 2

Associa ad ogni carta rossa la corrispondente carta blu

Trasformazioni energetiche

Rinnovabile o esauribile?

Cruciverba

Occorre energia ogni volta che si compie un lavoro. Ad esempio, una macchina si muove grazie all'energia fornita dal carburante; o le pale di un mulino a vento girano grazie all'energia dell'aria.

Gli scienziati definiscono l' energia come la capacità di un corpo o di un sistema di compiere un lavoro.

Anche la parola lavoro in fisica ha un significato ben preciso, legato allo spostamento di un corpo e alla forza necessaria a provocarlo. Si compie un lavoro se l'azione di una forza provoca lo spostamento di un corpo.

Ad esempio: un ciclista che si trovi in cima a un monte possiede energia, in quanto la forza di gravità è in grado di provocarne uno spostamento verso il basso.

L' energia nel Sistema Internazionale si misura in Joule (J), che è la principale unità di misura anche di lavoro e calore.

1 joule è definito come il lavoro compiuto da una forza di 1 newton per provocare uno spostamento di 1 metro nella stessa direzione della forza:
1 J = 1 (N ⋅ m)
Per avere un'idea concreta di quanto valgano queste unità di misura, possiamo dire che

su una massa di 1kg agisce una forza peso di 10 N; quindi, su una mela di circa 200 g agisce una forza peso di 2 N

1 joule equivale al lavoro che compie ad esempio la forza peso nel far cadere la mela di 200g, quando si trovi a 1/2 metro da terra

Possiamo dire che l'energia di una mela di 200g, che si trovi a 1/2 metro da terra, sia pari a 1 joule.

Esistono anche altre unità di misura per l'energia. Alcuni esempi sono la caloria e il chilowattora.

1 joule ≃ 0,239 cal (calorie)

1 joule ≃ 2,78 10 ^-7 kWh (chilowattora)

L'energia si manifesta in diverse forme, vediamo quali sono le principali.

Energia termica

L'energia termica, detta anche calore, è l'energia legata al movimento delle particelle di un corpo. Infatti, la materia è costituita di particelle dette atomi, o aggregati di atomi detti molecole. Queste particelle sono in continuo movimento. Possiamo valutare il calore posseduto da un corpo misurandone la temperatura, che rappresenta l'indice del grado di agitazione delle sue particelle costituenti.

Energia meccanica

L' energia meccanica si suddivide in:

energia potenziale gravitazionale o energia di posizione: dipende dalla posizione di un corpo nello spazio

energia cinetica: legata alla velocità di un corpo

Per illustrare la differenza tra energia potenziale e cinetica, consideriamo un pendolo. Possiamo ipotizzare che nella posizione di riposo la sua energia potenziale sia nulla: in questa posizione, infatti, la forza di gravità non ne provoca alcuno spostamento. Se spostiamo la sua massa da un lato, facciamo acquistare alla massa una certa energia potenziale, legata alla sua nuova posizione. Infatti se ora lasciassimo andare la massa, la forza di gravità sarebbe in grado di provocarne uno spostamento, quindi di compiere un lavoro.

Lasciata andare la massa, il pendolo inizia a oscillare: nel momento in cui arriva nel punto più basso, la sua energia potenziale gravitazionale è di nuovo nulla, ma non è scomparsa, si è trasformata. Infatti, il pendolo risale di nuovo. Ciò che fa risalire il pendolo è il suo moto: allora posso dire che l'energia potenziale, nel punto più basso, si è trasformata in energia cinetica, che proprio in questo punto raggiunge il valore massimo. Quando la massa risale ai lati, invece, l'energia potenziale aumenta nuovamente e l'energia cinetica diminuisce, fino ad annullarsi nei due punti estremi, in cui, per un attimo, la massa si ferma.

L'osservazione di questo fenomeno, ci permette di intuire che l'energia di un sistema può trasformarsi da una forma ad un'altra.

Vediamo adesso altre forme di energia.

Energia chimica

L'energia chimica è l'energia immagazzinata nei legami molecolari, e si può liberare attraverso reazioni chimiche, come conseguenza della rottura dei legami esistenti tra gli atomi delle molecole. Ad esempio, dalla reazione chimica di combustione si libera energia termica, cioè calore. Alcune sostanze, come ad esempio i carburanti, sono particolarmente ricche di energia chimica.

Energia nucleare

L' energia nucleare è l'energia associata alla disposizione delle particelle all'interno dei nuclei atomici. Si può liberare durante trasformazioni che coinvolgono i nuclei di particolari atomi (es: Uranio, Idrogeno). Tali trasformazioni sono accompagnate dalla "perdita" di una piccolissima parte della massa iniziale dei nuclei: parte della massa infatti si trasforma in una grandissima quantità di energia, secondo l'equazione E=mc², enunciata da Albert Einstein, dove E è l'energia, m è la massa scomparsa e c è la velocità della luce nel vuoto (c=300000 km/s).

Energia radiante

L' energia radiante è l'energia emessa dai corpi, spontaneamente o in particolari condizioni, e si propaga tramite onde.

Le radiazioni luminose (luce, infrarosso, ultravioletto), le onde radio, i raggi X e i raggi gamma sono tutti esempi di energia radiante. In particolare, la luce del sole può essere sfruttata per il riscaldamento domestico attraverso i pannelli solari termici, oppure per produrre energia elettrica, ad esempio attraverso pannelli fotovoltaici.

Energia elettrica

L' energia elettrica è legata all'attrazione e alla repulsione tra cariche elettriche presenti negli atomi, che sono costituiti da un nucleo centrale, carico positivamente, attorno a cui ruotano degli elettroni, che hanno carica negativa. In certi materiali, detti conduttori, gli elettroni riescono a muoversi da un atomo all'altro: il movimento degli elettroni genera l'elettricità.

In natura l'energia elettrica si manifesta nei fulmini, ma noi non siamo in grado di sfruttarla. Invece riusciamo a produrla a partire da altre forme di energia, attraverso macchine dette generatori. Può essere prodotta a partire da fonti esauribili e fonti rinnovabili di energia.

Perché l' energia elettrica è così importante? Innanzitutto è facilmente trasportabile e distribuibile; inoltre, non produce polveri o emissioni nel luogo di consumo, ed è comoda da usare (basta premere un interruttore). Tuttavia, la sua produzione a partire dall'utilizzo di fonti esauribili, come i combustibili fossili e il nucleare, pone problemi ambientali e di sicurezza.

Nell'esempio del pendolo, abbiamo visto che l'energia di un sistema si può trasformare da una forma ad un'altra. Un importante legge della fisica, il principio di conservazione dell'energia, ci dice che l'energia totale di un sistema resta costante nelle trasformazioni energetiche che lo riguardano.

Tornando all'esempio del ciclista, quando si trova fermo in cima al monte possiede una certa energia potenziale, legata alla propria posizione; scendendo dal monte, la sua energia potenziale diminuisce, in quanto diminuisce di quota, fino ad annullarsi ai piedi del monte, mentre acquista energia cinetica, in quanto è un corpo in movimento. Supponiamo che, arrivato ai piedi del monte, freni e si fermi. A questo punto sia la sua energia potenziale che la sua energia cinetica valgono zero. Che fine ha fatto l'energia che possedeva inizialmente? Prova a fare qualche ipostesi...

L'energia che il ciclista possedeva inizialmente si è trasformata in energia termica, a causa dell'attrito (tra gli ingranaggi della bici, tra la ruota e la strada, tra i freni e le ruote...).

A completamento del principio di conservazione dell'energia, aggiungiamo che nelle trasformazioni energetiche parte dell'energia si trasforma in calore a bassa temperatura, che non si può più utilizzare.

Quali sono le fonti di energia? Da dove si ricava? Le fonti da cui ricaviamo energia possono essere classificate in:

Rinnovabili. Sono fonti che si rigenerano almeno alla velocità con cui vengono consumate. Il loro utilizzo non ne pregiudica l'uso anche da parte delle generazioni future.
Alcuni esempi: Energia idrica, solare, eolica, geotermica, dalle biomasse.

Non rinnovabili (o esauribili). Vengono consumate a velocità maggiore di quella necessaria alla loro rigenerazione.
Alcuni esempi: combustibili fossili (carbone, gas naturale, petrolio) e l'Uranio delle centrali nucleari.

"Sei pezzi facili", Richard Feynman, Adephi

"TecnoMEDIA PLUS" - Arduino - Lattes

"Tecnologia.verde" - Paci, Paci, Bernardini - Zanichelli

https://it.wikipedia.org/wiki/Energia

https://www.focus.it/tecnologia/innovazione/che-cos-e-l-energia-201011301519

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Cos'è l'energia? Sotto quali forme si manifesta? Da quali fonti si ricava? Ecco un breve e semplice video introduttivo. Materiale didattico DSA-friendly.

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L’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile è un programma d’azione per le persone, il pianeta e la prosperità sottoscritto nel settembre 2015 dai governi dei 193 Paesi membri dell’ONU. I 17 Obiettivi per lo Sviluppo Sostenibile (Sustainable Development Goals, SDGs) riguardano tutti i Paesi e tutti gli individui.

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Obiettivi....n.7 - Energia pulita e accessibile

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Obiettivi....n.7 - Energia pulita e accessibile

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Hai mai sentito parlare di "Agenda 2030"?

A primo impatto potrebbe apparire come un concetto complesso e di difficile lettura! Non preoccuparti, il nostro obiettivo è renderlo comprensibile, facendoti percepire l'importanza e l'attualità di un tema così sensibile.

Per cominciare, nel Settembre 2015 i governi di 193 Paesi membri dell'ONU si sono riuniti per sottoscrivere L'Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile, un programma d'azione volto a promuovere il benessere delle persone, la salvaguardia del pianeta e la prosperità negli anni a venire.

Ti starai probabilmente chiedendo "Che cos'è lo sviluppo sostenibile?" ed è una domanda valida, perché potresti non aver approfondito l'argomento. Anche in questo caso, vediamolo insieme!

Nel corso degli anni sono state utilizzate tante definizioni per comunicare il concetto di sviluppo sostenibile, l'espressione più nota è datata 1987:
Lo sviluppo sostenibile, lungi dall'essere una definitiva condizione di armonia, è piuttosto un processo di cambiamento tale per cui lo sfruttamento delle risorse, la direzione degli investimenti, l'orientamento dello sviluppo tecnologico e i cambiamenti istituzionali siano resi coerenti con i bisogni futuri oltre che con gli attuali. Rapporto Brundtland, Commissione mondiale sull'ambiente e lo sviluppo, 1987
I 17 punti dell'Agenda 2030:

Agenda 2030: In parole povere?

Cercare di vivere in modo da preservare le risorse naturali e l'ambiente per le generazioni future, assicurando al contempo il benessere delle persone nel presente.

Arrivati a questo punto, come possiamo individuare la via da seguire per promuovere lo sviluppo sostenibile e quali azioni vanno attuate per raggiungere obiettivi tanto ambiziosi quanto necessari?
Attraverso l'Agenda 2030!

Ora vediamo insieme una rapida definizione di ogni punto e approfondiamo i concetti in essi espressi.

I 17 obiettivi di sviluppo sostenibile

1. POVERTA' ZERO

Porre fine alla povertà in tutte le sue forme:

Ad oggi sono ancora molte le persone che vivono con meno di $1,25 al giorno. L'obiettivo principale dell'agenda è eliminare la povertà estrema entro il 2030, garantendo ai poveri e ai vulnerabili pari diritti in merito alle risorse economiche, all'accesso ai servizi di base e alla proprietà.

2. FAME ZERO

Porre fine alla fame, raggiungere la sicurezza alimentare, migliorare la nutrizione e promuovere l'agricoltura sostenibile:

Entro il 2030 il secondo obiettivo da raggiungere è l'eliminazione della fame, la promozione di un'alimentazione sicura e nutriente, il sostegno ai piccoli agricoltori e la creazione di sistemi alimentari sostenibili. Inoltre, si mira a preservare la diversità genetica delle colture e degli animali, migliorare le infrastrutture agricole nei Paesi in via di sviluppo e promuovere il libero scambio di prodotti agricoli, lavorando a soluzioni utili a stabilizzare i prezzi alimentari attraverso il monitoraggio dei mercati e delle riserve alimentari.

3. BUONA SALUTE

Assicurare la salute e il benessere per tutti e tutte le età

Ridurre il tasso mondiale di mortalità materna e bambini sotto i 5 anni per cause prevenibili. Assicurare, dunque, l'assistenza sanitaria per tutti, supportare la ricerca e sviluppo di vaccini e medicine per malattie trasmissibili o meno.

4. ISTRUZIONE DI QUALITA'

Garantire a tutti, indipendentemente dal genere, la capacità di leggere e scrivere, eliminando qualsiasi forma di discriminazione di genere e promuovendo l'uguaglianza nell'accesso all'istruzione di alta qualità.

5. PARITA' DI GENERE

Tra le tante disuguaglianze che esistono sul nostro pianeta, una delle più diffuse in tutti i Paesi del mondo è quella tra uomo e donna. Perciò, l'Agenda 2030 intende promuovere l'uguaglianza di genere, leggi che garantiscono la parità nelle proprietà, nei servizi finanziari, nelle eredità e nelle risorse naturali e contrasta discriminazioni e violenze contro le donne.

6. ACQUA PULITA E IGIENE

La Terra possiede sufficiente acqua potabile ma la disponibilità media continua a diminuire in modo preoccupante, a causa dei cambiamenti climatici, dell'aumento della popolazione e dei crescenti consumi idrici. L'obiettivo n.6 mira a raggiungere l'accesso globale all'acqua potabile sicura e ai servizi igienici entro il 2030, promuovendo la qualità dell'acqua, l'efficienza nel suo utilizzo e la protezione degli ecosistemi idrici.

7. ENERGIA PULITA E ACCESSIBILE

Questo obiettivo mira a garantire accesso universale ai servizi energetici accessibili, affidabili e moderni entro il 2030, promuovendo energie rinnovabili e migliorando l'efficienza energetica a livello globale.

8. LAVORO DIGNITOSO E CRESCITA ECONOMICA

In tutti i Paesi, anche quelli più ricchi, uno dei problemi più persistenti rimane la disoccupazione. L'obiettivo 8 ha come focus l'aumento dei posti di lavoro dignitosi e sostenibili.

9. INDUSTRIA, INNOVAZIONE E INFRASTRUTTURE

l'obiettivo è facilitare la creazione di infrastrutture nei Paesi in via di sviluppo, attraverso il sostegno finanziario e tecnico, promuovendo l'accesso alle tecnologie dell'informazione e della comunicazione.

10. RIDURRE LE DISIGUAGLIANZE

Per garantire opportunità e diritti equi sia a livello economico che globale è essenziale promuovere politiche fiscali, salariali e di protezione che gradualmente riducano le disuguaglianze nella popolazione e assicurino un futuro più equo per tutti i bambini entro il 2030.

11. CITTA' E COMUNITA' SOSTENIBILI

Le città, mentre crescono, devono mantenere la qualità di vita della popolazione e migliorare l'ambiente e i servizi offerti, piuttosto che peggiorarli. Questo implica garantire alloggi adeguati, accessibili e sicuri, migliorare il trasporto pubblico per tutti, promuovere urbanizzazione inclusiva, proteggere il patrimonio culturale e naturale, ridurre l'impatto ambientale delle città e fornire spazi verdi accessibili.

12. CONSUMO E PRODUZIONE RESPONSABILI

Attualmente, il consumo globale supera la capacità degli ecosistemi di fornire risorse. Per svilupparsi in modo sostenibile, la società deve rivoluzionare la produzione e il consumo di beni. L'obiettivo è adottare un approccio virtuoso verso prodotti chimici e rifiuti.

13. AGIRE PER IL CLIMA

L'Obiettivo 13 promuove la protezione dell'ambiente attraverso politiche nazionali integrate e la cooperazione internazionale per affrontare le sfide ambientali.

14. LA VITA SOTT'ACQUA

L'inquinamento e lo sfruttamento eccessivo degli oceani causano problemi crescenti, come la minaccia alla biodiversità, l'acidificazione degli oceani e l'aumento dei rifiuti di plastica in essi riversati. L'Obiettivo 14 mira a ridurre il grave inquinamento marino, conservandone le risorse e le biodiversità.

15. LA VITA SULLA TERRA

Lo scopo è combattere la desertificazione e ripristinare le terre colpite da siccità e inondazioni e, inoltre, sono richieste azioni immediate contro il bracconaggio e il traffico di specie animali e vegetali protette per preservare la biodiversità.

16. PACE, GIUSTIZIA E ISTITUZIONI FORTI

Per raggiungere questo scopo l'obiettivo 16 richiede di ridurre tutte le forme di violenza, porre fine alla tortura, il traffico illegale di armi e denaro e combattere la criminalità organizzata, con il fine di creare comunità pacifiche e inclusive.

17. PARTNERSHIP PER GLI OBIETTIVI

L'obiettivo 17 è quello conclusivo e invita a sviluppare tutti i mezzi necessari per realizzare gli altri Obiettivi rafforzando la collaborazione politica ed economica fra Paesi e tra Paesi e organizzazioni internazionali. Le nazioni sviluppate dovranno destinare lo 0,7% del PIL per l'assistenza pubblica allo sviluppo, mobilitare risorse locali, cooperazione internazionale, commercio equo e stabilità politica per lo sviluppo sostenibile.

Quindi?

L'Agenda 2030 rappresenta una promessa globale di cambiamento e progresso. Attraverso i suoi 17 obiettivi, ci invita a coltivare una visione condivisa di un mondo migliore, in cui la dignità umana, la giustizia, la prosperità e la sostenibilità ambientale sono alla portata di tutti.

Il successo di questo ambizioso piano dipenderà dalla nostra determinazione collettiva e dall'azione concreta.

È un impegno che ci riguarda tutti e che definirà il futuro delle generazioni a venire.

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Agenda 2030: Una promessa globale per un futuro sostenibile

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Scopri come l'Agenda 2030 sta guidando il nostro mondo grazie alla stesura dei 17 Obiettivi di Sviluppo Sostenibile. Esplora l'impatto e l'importanza di questi obiettivi nella trasformazione globale per un futuro migliore.

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Energie rinnovabili

Natura e progresso viaggiano sullo stesso binario per dare un nuovo respiro al Pianeta, grazie allo sviluppo delle energie rinnovabili.

Cosa sono le energie rinnovabili

Energia verde: presente e futuro dell'elettricità

Le energie rinnovabili sono fonti di energia che si rigenerano naturalmente nel tempo e non si esauriscono. Sono la parte più importante della transizione verso un sistema energetico che abbandoni i combustibili fossili, contrastando così il riscaldamento globale. E sono energie pulite, che salvaguardano la salute umana e l'ambiente.

Le principali fonti di energia rinnovabile sono:

energia solare;

energia eolica;

energia idroelettrica;

energia geotermica;

energia delle biomasse;

energia marina.

Produrre sempre più energia rinnovabile e abbandonare le fonti convenzionali è una necessità condivisa da tutti i Paesi del mondo. Secondo i dati dell'ultimo report dell' International Renewable Energy Agency (IRENA), nel 2022 ben l'83% di tutta la capacità elettrica aggiunta lo è stata ottenuta da fonti rinnovabili. Mentre nel 2021, in base a un rapporto pubblicato dal think tank indipendente sul clima Ember, le rinnovabili hanno generato il 38% dell'elettricità mondiale.

Il destino delle rinnovabili è di diventare la fonte di energia elettrica più vantaggiosa per il Pianeta e lo sviluppo economico. Perché l'energia rinnovabile, quando viene prodotta grazie a una visione integrata in grado di attraversare tutta la catena del valore - dal sito di produzione sino ai fornitori - e in un'ottica di mitigazione degli impatti sul territorio e sulle comunità, risulta essere realmente e totalmente sostenibile. Creazione di valore condiviso, approccio di economia circolare e impegno nei confronti degli Obiettivi di sviluppo sostenibile dell'Onusono i modi attraverso i quali le rinnovabili rinsaldano la propria risposta ad un'unica, grande domanda: qual è l'energia del futuro?

Vantaggi dell'energia rinnovabile

Natura e innovazione per lo sviluppo sostenibile

Produrre energia rinnovabile fa bene all'ambiente, all'economia e alle persone

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Rispettosa dell'ambiente

Produrre energia da fonti rinnovabili riduce drasticamente le emissioni di CO ₂ nell'atmosfera

Impiego dell'energia rinnovabile

Mix energetico ed elettrificazione dei Paesi in via di sviluppo

L'utilizzo dell'energia rinnovabile va principalmente in due direzioni: produrre energia da fonti green - per spostare la bilancia del mix energetico globale a favore delle rinnovabili - e aiutare le persone di ogni angolo del mondo ad avere un accesso costante e sicuro all'elettricità.

L'innovazione tecnologica viene in aiuto su tutti e due i fronti. L'uso sempre più diffuso delle rinnovabili è dovuto al continuo miglioramento delle tecniche di produzione: gli impianti di generazione diventano sempre più efficienti e rendono questo tipo di energia elettrica conveniente e competitiva sul mercato. Ricorrere all'utilizzo di energia sostenibile è vantaggioso sia per gli utilizzi industriali che per quelli abitativi.

Nei Paesi in via di sviluppo, l'energia rinnovabile è spesso l'unico modo di provvedere all'elettrificazione di intere aree rurali. Una soluzione innovativa e a prova di futuro, in grado di fornire alle comunità più svantaggiate un accesso stabile e sicuro alla rete elettrica. Per colmare i gap in termini di accesso all'energia e garantire a tutto il mondo le stesse possibilità di sviluppo.

Le energie rinnovabili in Italia

Burlington, la prima città 100% green

Alimentare abitazioni e servizi di 42 mila residenti in maniera completamente sostenibile. È questa la sfida che è stata lanciata e vinta già nel 2014 dalla città americana di Burlington, nello Stato del Vermont, la prima città al mondo a dipendere esclusivamente dall'energia sostenibile.

Un mix di energia proveniente da diverse fonti rinnovabili - prevalentemente vento, acqua e sole - frutto di una strategia di lunga data, portata a termine in 10 anni di visione ed investimenti mirati. Burlington è un esempio virtuoso per tutto il Vermont che, sulla scia dell'esempio del suo centro più popoloso, punta ad ottenere il 90% dell'energia di tutto lo Stato da fonti rinnovabili.

"L'onda verde" sta cambiando le prospettive di approvvigionamento energetico di tutto il mondo. A fine 2018 erano più di 100 le città in grado di alimentare i propri consumi con almeno il 70% di energia rinnovabile e circa 40 di queste - tra cui Basilea in Svizzera e Reykjavík in Islanda - sono diventate 100% green.

Scegli il tuo approfondimento

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Solare, Geotermica, Idroelettrica, Eolica o Marina: si tratta di energie rinnovabili. Ma cosa significa "Rinnovabile"? E quali sono i vantaggi di sfruttare questa tipologia di energia?

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La crescente consapevolezza dei cambiamenti climatici e delle sfide legate alla disponibilità di risorse energetiche ha spinto governi, imprese e individui a cercare modi per ridurre il consumo energetico e massimizzare i benefici ottenuti dall'energia utilizzata.

La promozione dell'efficienza energetica è diventata una priorità, non solo per ridurre l'impatto ambientale, ma anche per migliorare la sostenibilità economica e ridurre i costi operativi. In questo articolo, dopo aver compreso cos'è l'efficienza energetica, vengono discussi alcuni metodi per migliorarla e quali incentivi prevede il governo per la sua crescita.

Cos'è l'efficienza energetica?

In un'epoca in cui il consumo di energia è in costante aumento e le preoccupazioni ambientali sono sempre più rilevanti, l'efficienza energetica è un tema di crescente importanza. Ma che cos'è l'efficienza energetica?

Il termine si riferisce all'ottimizzazione dell'uso dell'energia per ottenere un determinato risultato o servizio, riducendo al minimo gli sprechi. In altre parole, l'obiettivo dell'efficienza energetica è ottenere la massima produzione o il massimo risultato con il minimo consumo di energia possibile. Non significa quindi sacrificare l'impiego energetico ma, piuttosto, sfruttare le risorse a propria disposizione in maniera più razionale e intelligente.

L'efficienza energetica è un aspetto chiave per ridurre l'impatto ambientale delle attività umane e per gestire in modo più sostenibile le risorse energetiche. Riducendo il consumo di energia e migliorando l'efficienza energetica, è possibile contribuire a ridurre le emissioni di gas serra e a preservare le risorse naturali. In molte giurisdizioni, tra cui quella italiana, esistono normative e incentivi volti a promuovere l'efficienza energetica, per incoraggiare le imprese e i consumatori ad adottare pratiche e tecnologie più efficienti dal punto di vista energetico.

L'efficienza energetica è un concetto fondamentale per diversi settori, tra cui l'industria, il trasporto, l'edilizia e, naturalmente, la produzione di energia. Alcuni esempi di misure per migliorare le efficienze energetiche includono l'adozione di tecnologie più efficienti dal punto di vista energetico, l'isolamento termico negli edifici per ridurre le perdite di calore, l'ottimizzazione dei processi industriali per ridurre gli sprechi di energia e l'uso di veicoli elettrici o ibridi nel settore dei trasporti. Esistono anche diverse soluzioni per incrementare l' efficienza energetica della casa .

Come migliorare l'efficienza energetica

Esistono numerose strategie che possono essere adottate per ottimizzare l'uso delle risorse energetiche e ridurre l'impatto ambientale. L'efficientamento energetico si esprime attraverso una serie di interventi in diversi contesti, dai settori industriali all'edilizia e al trasporto. Ecco alcune misure chiave per migliorare l'efficienza energetica:

isolamento termico: migliorare l'isolamento termico degli edifici significa ridurre le perdite di calore durante l'inverno e diminuire l'afflusso del caldo esterno durante l'estate. In questo modo, l'utilizzo dei sistemi di riscaldamento e di ventilazione viene notevolmente diminuito, favorendo il risparmio energetico;

fonti rinnovabili : per ottimizzare l'efficienza energetica una delle soluzioni più diffuse ed efficaci riguarda l'utilizzo di fonti rinnovabili. Per esempio, installare pannelli solari in un edificio per generare autonomamente parte dell'energia necessaria al proprio fabbisogno permette di diminuire il dispendio energetico garantendo, al contempo, un risparmio economico ma anche una maggiore sostenibilità ambientale. Energie rinnovabili ed efficienza energetica, dunque, rappresentano un binomio decisivo nella lotta alla crisi economica ed ecologica;

tecnologie efficienti dal punto di vista energetico: utilizzare apparecchiature, macchinari e sistemi caratterizzati da un basso consumo di energia consente di migliorare l'efficienza energetica. Questo può includere l'adozione di elettrodomestici a basso consumo energetico, lampade a LED, veicoli elettrici e attrezzature industriali efficienti. In particolare, in ambiente casalingo, si consiglia di utilizzare elettrodomestici di classe energetica alta e lampadine a LED ;

ottimizzazione dei processi industriali: nel contesto industriale, l'ottimizzazione dei processi può ridurre gli sprechi di energia. Questo può includere la revisione dei processi produttivi, l'uso di tecnologie avanzate di controllo e monitoraggio, e la manutenzione regolare delle attrezzature;

gestione dell'energia: è importante monitorare e gestire attentamente il consumo energetico per identificare le opportunità di risparmio.

Infine, oltre all'adozione delle misure elencate, per ottenere una migliore efficienza energetica è fondamentale cercare di ridurre al minimo gli sprechi attraverso attività come evitare di tenere le luci accese quando non ve n'è la necessità, evitare perdite d'aria compressa nei sistemi industriali o perdite di calore negli edifici.

Sorgenia è un'azienda operante nel settore energetico che si impegna attivamente per promuovere e sostenere l'efficienza energetica in Italia. Tra le principali iniziative di Sorgenia per migliorare l'efficienza energetica si trovano la produzione di energia da fonti rinnovabili, la promozione dell'autoconsumo, l'analisi dei consumi energetici per comprendere come migliorarne l'efficienza e molto altro.

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Vantaggi dell'energia eolica

Una risorsa dalle tante prospettive

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Costi al ribasso

Il costo di generazione del megawattora degli impianti eolici si è abbassato notevolmente negli ultimi anni: il vento è una risorsa inesauribile e generalmente diffusa sul nostro Pianeta.

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Green jobs

Circa 1,2 milioni di persone lavorano nel settore eolico. La richiesta di manodopera qualificata è in forte incremento: entro il 2030 saranno 18 milioni i posti generati su scala globale dalla green economy.

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Una seconda vita

La durata media degli impianti eolici è tra i 20 e i 25 anni: in fase di dismissione è possibile riciclare e donare una seconda vita a gran parte dei materiali di cui è composta una turbina.

Guarda e scarica tutte le foto dei nostri impianti
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Dalle prime barche degli Antichi Egizi - spinte dalla brezza lungo il corso del Nilo - passando per i mulini a vento che hanno ispirato Cervantes e il suo Don Chisciotte, fino ad arrivare alle moderne pale eoliche: l'energia del vento ha una storia ricca di ispirazioni e suggestioni.

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Elabora nel QD il paragrafo Come funziona l’energia fotovoltaica? e copia lo schema di centrale solare

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Vantaggi dell'energia solare

Potente, sostenibile e silenziosa

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Ampi margini di sviluppo

L'efficienza media dei pannelli solari è al 20%, ma l'innovazione tecnologica sta spostando l'asticella anno dopo anno. L'eterogiunzione è al 24,63%, la multigiunzione ha già superato il 40%.

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Una risorsa scalabile

Dai tetti di casa per uso domestico alle centrali solari per i fabbisogni energetici nazionali: l'energia solare può rispondere ai più svariati tipi di esigenze.

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Emissioni zero, anche acustiche

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L'energia solare è una fonte di energia verde inesauribile, oltre che la sorgente principale di energia sulla Terra. Scopri la sua storia, come si produce e i vantaggi.

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Elabora nel Q.D. il paragrafo Come funziona l’energia idroelettrica e copia lo schema di centrale

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Vantaggi dell'energia idroelettrica

Un'energia efficiente e duratura

Flessibilità ed efficienza

La potenza degli impianti può essere adattata velocemente alle nuove esigenze. Inoltre, l'energia prodotta ha un costo per kilowattora molto competitivo.

Lunga durata

Una centrale idroelettrica ha una vita operativa potenziale di un secolo: un tempo sufficiente per produrre una grande quantità di energia sostenibile.

Meno CO2

Le centrali idroelettriche non producono anidride carbonica: un vantaggio per l'ambiente e la salute dell'uomo.

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C'è un legame che unisce il mulino settecentesco di Cromford, in Inghilterra, e la Diga delle Tre Gole, in Cina. Anche se in apparenza non hanno nulla in comune, si tratta di due espressioni della stessa capacità: quella dell'uomo di ricavare energia dall'oro blu, l'acqua.

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Elabora nel QD il paragrafo Viaggio al centro della Terra e copia lo schema di centrale

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Scopri le Energie Rinnovabili

Vantaggi dell'energia geotermica

Il calore verde

Un potenziale incredibile

Sin dal 2006 un report del Massachusetts Institute of Technology evidenzia come il potenziale geotermico presente sulla Terra potrebbe fornire energia verde al pianeta per 4000 anni.

Ininterrotta e costante

Giorno, notte, sole, pioggia: nessuna di queste situazioni influisce sull'esistenza dell'energia geotermica. Il calore della Terra è sempre pienamente disponibile.

Bassi costi di gestione

Una volta realizzata, una centrale geotermica ha costi di gestione nettamente inferiori rispetto ad altre tecnologie.

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currentSearchSuggestions.title}} {{computedCategories[0].dropdownLabel ? computedCategories[0].dropdownLabel : 'Countries'}}: Scopri le Energie Rinnovabili Vantaggi dell'energia geotermica Sin dal 2006 un report del Massachusetts Institute of Technology evidenzia come il potenziale geotermico presente sulla Terra potrebbe fornire energia verde al pianeta per 4000 anni. Giorno, notte, sole, pioggia: nessuna di queste situazioni influisce sull'esistenza dell'energia geotermica.

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Elabora nel QD il paragrafo Le due strade del mare e copia lo schema

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Scopri le Energie Rinnovabili

Vantaggi dell'energia marina

Un oceano di opportunità

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Prevedibile e calcolabile

Onde e maree sono sempre presenti e le variazioni sono maggiormente quantificabili: i calcoli sulla produzione di energia marina sono molto più accurati

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Tante tecnologie

La grande varietà di tecnologie per generare energia marina consente di adattarsi a contesti differenti.

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Vicina ai luoghi di utilizzo

Città portuali o costiere sono molto vicine alla fonte e possono godere rapidamente dei benefici dell'energia rinnovabile.

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Il fascino delle maree e la potenza delle onde: fenomeni naturali sinonimo di libertà e potenza, dai quali è possibile ricavare una quantità esponenziale di energia a emissioni zero. La più giovane delle rinnovabili ha una storia ancora tutta da scrivere.

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Le fattorie del vento sono le case dell’energia eolica. Ogni parco eolico è collegato autonomamente alla rete elettrica e occupa una porzione di suolo molto ridotta in proporzione alle capacità produttive di energia rinnovabile.

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Pala eolica

I mulini a vento del terzo millennio: ecco come le pale eoliche riescono a produrre elettricità sfruttando le correnti d'aria.

Parco eolico

Le fattorie del vento sono le case dell' energia eolica. Ogni parco eolico è collegato autonomamente alla rete elettrica e occupa una porzione di suolo molto ridotta in proporzione alle capacità produttive di energia rinnovabile.

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I mulini a vento del terzo millennio: ecco come le pale eoliche riescono a produrre elettricità sfruttando le correnti d’aria.

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Come funziona una centrale idroelettrica

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Come funziona una centrale idroelettrica

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Incorpora il video nel QD oppure crea un link che si colleghi al video attraverso un'immagine

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Come funziona una centrale idroelettrica | Edison

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Il futuro dell'eolico offshore... è sulla terraferma

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L'eolico offshore ha il vento in poppa in Europa

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Visitiamo il nuovo parco eolico offshore nelle acque del Mediterraneo, in Puglia - Play Digital

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La svolta Green del Marocco: euronews nella centrale solare più grande al mondo

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Crea la mappa sul Q.D. all'inizio dell'argomento Centrali Elettriche

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La centrale elettrica è un impianto per la produzione di energia elettrica quasi sempre in corrente alternata (in Russia vi sono anche centrali in corrente continua). Le centrali elettriche si caratterizzano per la potenza, cioè l’energia per unità di tempo che una centrale è in grado di erogare, e per il tipo di energia che viene convertita per ottenere Energia elettrica. In linea di massima le fonti di energia utilizzabili possono essere non rinnovabili (carbonio, gas naturale, derivati del petrolio, in parte energia nucleare) e rinnovabili (Acqua, sole , vento, geotermia, riciclo materiali).

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ERG - Come funziona un parco eolico - ERG

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Inizia il viaggio alla scoperta di come funziona un parco eolico!

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Parchi Eolici in Italia Parchi Eolici in Italia Mappa Interattiva dei Parchi Eolici in Italia Naviga la mappa e scopri i parchi eolici italiani scelti da Legambiente .embed-container {position: relative; padding-bottom: 65%;

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Parchi Eolici nel Mondo Parchi Eolici nel Mondo Parco eolico offshore di Middelgrunden, Copenaghen, Danimarca Middelgrunden è un parco eolico offshore nell'Øresund, di fronte a Copenaghen, in Danimarca. Quando è stato costruito nel 2000, era il più grande parco offshore del mondo, con 20 turbine da 2

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Lo cerchiamo nelle calde giornate estive e lo evitiamo in quelle fredde d’inverno. Parliamo del vento, con cui abbiamo sempre avuto un rapporto controverso, fatto di odio e amore, mistero e stupore, fino a una vera e propria venerazione da parte di alcune società antiche.

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Grafico andamento annuale della potenza eolica installata dal 1996 al 2014

Questa è la lista dei maggiori parchi eolici del mondo. Questa lista è suscettibile di variazioni e potrebbe non essere completa o aggiornata.

Alla fine del 2017 l' energia eolica - prevalentemente prodotta in parchi eolici e in minor misura in impianti isolati - aveva raggiunto a livello mondiale una potenza nominale installata (capacità di produttiva) di 514 GW, pari al 23% di tutte le fonti rinnovabili.

Qui sotto c'è la lista (parzialmente aggiornata) dei più grandi parchi eolici su terraferma ( onshore) attualmente in attività in ordine alfabetico, con l'indicazione della potenza nominale totale installata in MW.

Parco eolico Smoky Hills Kansas

Turbine nel Stateline Wind Farm

Vista del Twin Groves Wind Farm

Turbine del Brazos Wind Farm, Texas

Fowler Ridge Wind Farm

Alcune delle 4000 turbine del Altamont Pass Wind Farm

In esercizio

In costruzione

Proposti o in progetto

Qui sotto, alcuni grandi parchi eolici proposti (o in progettazione).

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Questa è la lista dei maggiori parchi eolici del mondo. Questa lista è suscettibile di variazioni e potrebbe non essere completa o aggiornata. Alla fine del 2017 l' energia eolica - prevalentemente prodotta in parchi eolici e in minor misura in impianti isolati - aveva raggiunto a livello mondiale una potenza nominale installata (capacità di produttiva) di 514 GW, pari al 23% di tutte le fonti rinnovabili.

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Quanta energia solare si produce in Italia e dove

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Ogni anno oltre 20 TWh sono prodotte con il solare. Il nord Italia ha il maggior numero di impianti, ma in termini di energia pro capite primeggiano le regioni del centro-sud.

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Elabora nel QD i paragrafi Centrale solare fotovoltaica e Centrale solare termodinamica

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Fotovoltaico e termodinamico, le due strade del Sole. Ecco come le centrali solari producono energia rinnovabile.

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Copia sul QD l'immagine della produzione mondiale

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Energia solare: cos’è, come si converte in elettricità e calore, pro e contro

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Quella del Sole è una forma di energia rinnovabile. In questo articolo parleremo di impianti fotovoltaici e termici e ne valuteremo vantaggi e svantaggi

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Gli impianti solari a concentrazione, anche chiamati solare termodinamici o solare termoelettrici, sono sistemi ad alta temperatura che convertono l' energia solare in energia elettrica. Questi impianti sono tipicamente di grandi dimensioni e sfruttano delle superfici riflettenti - degli specchi - per inviare i raggi luminosi in un unico ricevitore. In questo ricevitore i raggi scaldano un fluido, convertendo l'energia solare in energia termica, successivamente in meccanica ed, infine, in elettrica. Vediamo insieme che tipi di impianti esistono e alcuni esempi in Italia e nel mondo.

Il funzionamento degli impianti a concentrazione

Gli impianti a concentrazione si chiamano così perché focalizzano la luce solare in un punto tramite l'uso di uno o più collettori. Questi collettori non sono altro che superfici riflettenti che evitano di assorbire energia e di disperderla sotto forma di calore. L'energia solare viene quindi focalizzata su un tubo non riflettente all'interno del quale scorre un fluido chiamato termovettore (solitamente olio diatermico o sali fusi) che assorbe la radiazione luminosa e si scalda.

Il calore recuperato dal fluido termovettore viene poi trasferito ad un secondo fluido tramite uno scambiatore di calore. Il secondo fluido, infine, alimenta una turbina a vapore, dove l'energia termica viene trasformata in energia meccanica e, successivamente, in energia elettrica grazie ad un alternatore. Essendo impianti di grandi dimensioni e avendo serbatoi termici che accumulano calore, questi impianti possono produrre energia anche di notte o con cielo coperto.

Tipologie di collettori

Esistono vari tipi di collettori: dai collettori parabolici lineari, ai collettori a riflettore Fresnel, dai collettori a torre a quelli parabolico-lineari.

Collettori parabolici lineari

I collettori parabolici lineari sono pannelli ricurvi che riflettono la luce su di un asse centrale, dove scorre il fluido termovettore. Il fluido viene riscaldato dall'energia solare fino a raggiungere circa 150-300 ºC. Questi pannelli ricurvi seguono il Sole durante la giornata per massimizzare l'energia prodotta.

Collettori a riflettore Fresnel

Esistono poi i collettori a specchi lineari a riflettore Fresnel. Sono composti da diverse file di specchi piani inclinati che focalizzano la radiazione solare su tubi sopraelevati. Sfruttano il principio della lente di Fresnel, inventata da Augustin-Jean Fresnel nel 1827, che permette di costruire ottiche meno ingombranti e spesso impiegate nei fari. All'interno dei tubi scorre il fluido termovettore che alimenta una turbina vapore come descritto in precedenza. I vantaggi sono molteplici: hanno una maggiore superficie riflettente a parità di superficie utilizzata rispetto alla soluzione precedente e gli specchi piani sono più economici dei precedenti.

Collettori a torre

I collettori a torre sono sistemi di specchi riflettenti che focalizzano la radiazione in un solo ricevitore centrale, posto sulla sommità di una torre. Anche in questo caso i collettori inseguono il Sole per massimizzare l'efficienza.

Collettori parabolico-circolari

Infine i collettori parabolico-circolari sono costituiti da pannelli a forma di calotta sferica - dove il fluido termovettore è focalizzato in un solo punto, chiamato fuoco. I pannelli inseguono il Sole per massimizzare l'efficienza e poiché concentrano l'energia in un solo punto, raggiungono temperature più elevate.

Gli impianti nel mondo e in Italia

In funzione dal 1970, il forno solare di Odeillo situato nei Pirenei Orientali francesi può raggiungere temperature di 3500 °C. Questo impianto sfrutta dei collettori parabolici e il calore fornito può essere utilizzato per generare elettricità, produrre idrogeno o nanomateriali, e fondere l'acciaio.

In California è in funzione uno dei sistemi più grandi al mondo: il( SEGS), un impianto a che comprende quasi un milione di collettori parabolici lineari. Dal 1984 in poi si sono costruiti diversi impianti in tre zone, per un totale di 354 MW.

Sempre in California c'è il Ivanpah Solar Electric Generating System che sfrutta i collettori a torre. Questo impianto è operativo dal 2014 e ha una potenza netta di 377 MW.

E in Italia? Dal 2010 a Priolo Gargallo, in provincia di Siracusa, è operativa la centrale solare termodinamica Archimede, presso la Centrale Elettrica ENEL Archimede. Si tratta di un impianto di piccole dimensioni, 5 MW, con collettori parabolico-lineari per soddisfare il fabbisongo di 4000 famiglie. Questo impianto è il primo al mondo ad utilizzare la tecnologia dei sali fusi integrata con un impianto a ciclo combinato a gas.

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Come funziona il solare a concentrazione e dove si trovano gli impianti nel mondo

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Gli impianti a concentrazione solare permettono di convertire l'energia solare in energia termica, meccanica e infine elettrica

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Nel QD fai uno schema dei pro e dei contro delle centrali solari

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Centrale solare a specchi Solucar PS10

Una centrale solare è una centrale elettrica che utilizza l' energia solare per produrre corrente elettrica. Esistono due tipi di centrali solari: la centrale a concentrazione e la centrale termodinamica.

Pannelli fotovoltaici nella Nellis Air Force Base

Questo tipo di centrale elettrica utilizza dei moduli fotovoltaici per convertire direttamente la luce solare in energia elettrica tramite l' effetto fotovoltaico, quindi è differente dalla maggior parte delle centrali perché non utilizza il gruppo turbina-alternatore.

Può avere un'efficienza compresa tra il 10% e il 15% a seconda delle caratteristiche tecniche dei componenti utilizzati, soprattutto dei moduli. I moduli con altissima efficienza tuttavia non vengono normalmente utilizzati in strutture estese come quelle di una centrale per via del loro elevato costo. In Italia le centrali fotovoltaiche sono regolamentate dal Decreto attuativo n. 181 del 5 agosto 2005, noto anche come Conto energia.

Indipendentemente da questa normativa, alcuni interventi a fondo perduto vengono saltuariamente deliberati dalle istituzioni. Tra questi il più recente è stato il bando per le Piccole e Medie Imprese per la promozione delle fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica e/o termica, emanato dal Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare congiuntamente con Medio Credito Centrale S.p.A. e pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 12 del 16 gennaio 2007.

Attualmente (2009) la Spagna e la Germania hanno posizioni leader nella costruzione di questo tipo di centrali: tra le 50 più grandi del mondo, ben 45 si trovano in questi due paesi che hanno fatto gli investimenti maggiori in questo tipo di tecnologia. Nel 2016 la centrale fotovoltaica più grande del mondo era il NOOR di Ouarzazate in Marocco..

Pannelli solari

Centrale elettrica termica (collettori parabolici)

Questo tipo di centrale solare immagazzina l'energia solare attraverso dei pannelli solari che provvedono a convogliare la luce solare nell'olio minerale. Questo liquido assorbendo l'energia solare si riscalda fino a giungere temperature di alcune centinaia di gradi Celsius. Quindi attraverso uno scambiatore cede calore all'acqua che vaporizzando viene convogliata in una turbina collegata a un alternatore. La turbina sottrae energia cinetica al vapore acqueo e la converte in energia meccanica che viene utilizzata dall'alternatore per produrre corrente elettrica. Esiste un secondo tipo di centrale che non utilizza pannelli solari ma specchi. Gli specchi vengono puntati verso un serbatoio posto alla sommità di una torre. La luce concentrata dagli specchi fa evaporare il liquido contenuto nel serbatoio che inviato alla turbina e all' alternatore per generare energia elettrica. Questo secondo tipo di centrale termica consente di raggiungere temperature maggiori e quindi consente di utilizzare come liquido altri elementi oltre all'acqua innalzando l'efficienza complessiva del sistema.

Siccome la radiazione solare media è di circa 1.000 watt/m ², il rendimento termodinamico è altissimo rispetto a quello fotovoltaico. La quantificazione espressa da Carlo Rubbia, Nobel per la fisica, chiarisce i vantaggi del sistema termodinamico:

" Come esperimento pilota i 20 megawatt raggiunti dalle tecnologie solari alla centrale di Priolo non sono da buttar via: bastano a una città di 20 mila abitanti, consentono di risparmiare 12.500 tonnellate equivalenti di petrolio l'anno ed evitano l'emissione di 40 mila tonnellate l'anno d'anidride carbonica. Il bello è che questo tipo di energia è conveniente: ai prezzi attuali, l'impianto si ripaga in 6 anni e ne dura 30. Oltretutto, una volta avviata la produzione di massa, i prezzi di costruzione tenderanno al dimezzamento".

Centrali di questo tipo sono usate da anni negli Stati Uniti, e più di recente in Spagna se n'è autorizzata la costruzione. Nel dicembre 2007 anche il governo italiano ha approvato un piano industriale per costruire dieci centrali da 50 MWatt nel sud Italia.

Gli impianti più moderni prevedono di stoccare il fluido ad alta temperatura in appositi serbatoi isolati, che permettono di far funzionare le turbine durante la notte, in alcuni casi con una autonomia di alcuni giorni in caso di cattivo tempo. Questi impianti hanno comunque la possibilità di essere alimentati anche a gas nel caso le condizioni sfavorevoli perdurino.

Gli specchi solari attuali per funzionare correttamente richiedono di essere correttamente puntati rispetto al Sole e quindi sono presenti sistemi motorizzati che provvedono a far mantenere l'orientamento corretto. In questo modo si può sfruttare appieno l'energia solare.

Grossi passi in avanti hanno fatto negli ultimi anni gli studi sulla Non imaging Optics "ottica senza ricostruzione dell'immagine" che permettono già ora di costruire concentratori parabolici fissi, (in inglese CPC Compound Parabolic Concentrator) che accettano angoli di ingresso per la radiazione solare anche di 55 gradi.

Gli impianti di ultima generazione, come quello di Priolo in Sicilia ( Progetto Archimede), utilizzando dei sali fusi come liquido convettore, riescono a raggiungere temperature di 550 gradi permettendo l'utilizzo delle stesse tecnologie delle centrali tradizionali e quindi esiste sia la possibilità di affiancamento ad impianti esistenti, sia una riduzione dei costi grazie all'utilizzo di componenti standard.

La Spagna ha recentemente accolto Rubbia, dopo che lo stesso è stato allontanato dalla guida dell'ENEA ed ha avviato la realizzazione industriale della centrale che doveva essere realizzata in Italia. Lo spazio occupato da centrali di questo tipo dipende dalla potenza delle stesse, e può quindi risultare piuttosto consistente.

Le centrali solari, e in particolare quelle con tecnologia fotovoltaica, devono far fronte alla non continua presenza (o "aleatorietà") della fonte energetica, questa forma di energia è infatti dipendente dalle condizioni atmosferiche come la presenza di nubi o pioggia. Per lo stesso motivo, la fonte solare viene definita "non programmabile".

Altro problema è relativo alle grandi superfici necessarie rispetto ad altri tipi di centrali, a parità di produzione. La Germania, che fra i paesi europei è quello più ricco di centrali solari, riesce a rispondere solo allo 0,4% del proprio fabbisogno energetico con la fonte fotovoltaica, secondo i dati disponibili al 2008.

Infine, gli impianti fotovoltaici, ove occupino grandi superfici, possono avere un impatto negativo sul paesaggio, specie se installati in contesti collinari e su aree vocate all'agricoltura.

Tuttavia sono notevoli anche i lati positivi di questa fonte di energia:

non ci sono emissioni inquinanti o di gas serra, fatto salvo quelle relative al processo di produzione dei moduli;

non occorre estrarre, trasportare, processare combustibili: operazioni spesso assai complesse, e connesse con rischi ed oneri sia ambientali che socio-sanitari anche notevoli;

la fonte energetica è assicurata per miliardi di anni e gratuita, mentre i prezzi di combustibili fossili e uranio sono variabili e presumibilmente destinati ad un andamento crescente col ridursi delle riserve totali e il progressivo esaurimento di quelle economicamente e tecnicamente più convenienti da sfruttare.

lo sfruttamento dell'energia solare è libero, non intermediato e prescinde dall'instaurazione e dal mantenimento di rapporti commerciali o dalla stabilità delle relazioni internazionali,

non si producono come nel caso del nucleare scorie per il cui smaltimento non sono disponibili siti adatti,

il processo produttivo è relativamente semplice e scevro da rischi legati a errori umani o malfunzionamenti.

la centrale è intrinsecamente innocua per gli abitanti nei dintorni, né si presta a attentati terroristici per la natura "diffusa" e "scalabile" della modalità di produzione.

Anche il fattore costo, che attualmente arriva dai 1000 euro ai 20000, ancora non competitivo (sebbene in calo), se riveduto con quello che è il costo ambientale delle fonti fossili, (tensioni geopolitiche, inquinamento, effetto serra, cambiamento climatico), può essere riconsiderato e valutato sulla base degli scenari futuri.

Attualmente la maggior parte delle ricerche vertono sul perfezionamento delle celle fotovoltaiche. Si sta cercando di ottenere celle con un'efficienza maggiore di quelle attuali e nel contempo si sta cercando di rendere le celle fotoelettriche ad alta efficienza più economiche in modo da ridurre i costi di costruzione delle centrali elettriche. Un'altra via più radicale è la costruzione di centrali solari orbitali. Queste centrali sono già realizzabili con la tecnologia odierna, ma avrebbero un costo elevatissimo per via dell'enorme quantità di denaro necessario per mandare in orbita la centrale. In ogni caso alcuni studi sono a buon punto e alcune nazioni (il Giappone in particolare) intendono costruire una di queste centrali entro il 2040.

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Elabora nel QD: Centrali idroelettriche, esempi nel mondo e L'impatto sull'ambiente dell'energia dell'acqua

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Per scoprire in poche parole cos'è l'energia idroelettrica, come generano energia le centrali e dove sono quelle più grandi al mondo, leggi l'articolo!

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Energia mareomotrice. Come funzionano le centrali e a che punto siamo in Italia?

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Come FUNZIONA una DIGA? Tutti i SEGRETI delle CENTRALI IDROELETTRICHE ⚡️

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Come si estrae il gas naturale dal sottosuolo?

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Energia termoelettrica: cos'è, vantaggi e svantaggi | Sorgenia

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L'energia termoelettrica può essere green e prodotta con fonti ecologiche. Scopri i processi degli impianti low carbon e quali sono tutti i pro e i contro.

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Cosa sono le centrali termoelettriche? Come funzionano?

Una centrale termoelettrica è un impianto che trasforma energia termica in energia elettrica.

Per approfondire questo tema, guarda il video Centrali termoelettriche in 5 minuti del canale youtube Tecnologia Duepuntozero e il video del canale Edison Channel oppure leggi l'articolo. Verifica i tuoi apprendimenti con gli esercizi interattivi che trovi più in basso.

Se può esserti utile, scarica lo schema in formato pdf

4300_Centrali termoelettriche schemi funzionamento 02

Esercizi interattivi

Esistono diverse tipologie di centrali termoelettriche:

Le centrali termoelettriche a vapore

Nelle centrali termoelettriche a vapore, l'energia termica viene ricavata attraverso la combustione di carbone, olio combustibile o gas metano. Il calore sviluppato viene utilizzato per trasformare l'acqua di una caldaia in vapore. Il vapore mette in rotazione la girante di una turbina a vapore, che è collegata ad un alternatore. L'alternatore è un generatore di corrente: trasforma l'energia meccanica in energia elettrica sfruttando il principio di induzione elettromagnetica. La tensione della corrente prodotta dall'alternatore viene aumentata dal trasformatore. La corrente in uscita dal trasformatore viene inviata alle linee di trasporto.

Il vapore in uscita dalla turbina passa all'interno di un condensatore e torna allo stato liquido: l'acqua viene successivamente pompata all'interno della caldaia e ricomincia il ciclo.

Le centrali termoelettriche a turbogas

Nelle centrali termoelettriche a turbogas, l'energia termica viene ricavata attraverso la combustione di gasolio o gas metano.Il calore sviluppato viene utilizzato per mettere in movimento la girante di una turbina a gas.

Una turbina a gas è composta da una camera di combustione, e da un compressore e una turbina montati sullo stesso albero. La turbina a gas trasforma l' energia termica del carburante in energia meccanica di rotazione. Infatti, l'aria entra nel compressore, che la comprime e surriscalda. Successivamente entra nella camera di combustione, dove viene immesso anche il carburante, Quest'ultimo, incendiandosi a causa dell'aria compressa e surriscaldata, fa espandere i gas combusti che mettono in moto le pale della turbina e contemporaneamente, tramite un albero di trasmissione, fanno ruotare quelle del compressore, che immette nuova aria all'interno della camera di combustione.

La turbina è collegata ad un alternatore, che è un generatore di corrente: trasforma l'energia meccanica in energia elettrica sfruttando il principio di induzione elettromagnetica. La tensione della corrente prodotta dall'alternatore viene aumentata dal trasformatore. La corrente in uscita dal trasformatore viene inviata alle linee di trasporto.

Le centrali termoelettriche a ciclo combinato

Il funzionamento di una centrale a ciclo combinato può essere fisicamente interpretato come l'accoppiamento di due centrali più semplici: una centrale termoelettrica a turbogas e una centrale termoelettrica tradizionale a vapore.

In una centrale a turbogas, infatti, il fluido operativo (aria) opera a temperature molto elevate, e quindi anche i gas di scarico prodotti dalla combustione, dopo aver ceduto energia alla turbina a gas, hanno un contenuto termico ancora considerevole. Questi gas vengono sfruttati per alimentare un generatore di vapore, e trasformare l'acqua in vapore, che metterà in rotazione la girante di una turbina a vapore.

Le due turbine, a vapore e a gas, sono collegate ad un alternatore. L'alternatore è un generatore di corrente: trasforma l'energia meccanica in energia elettrica sfruttando il principio di induzione elettromagnetica. La tensione della corrente prodotta dall'alternatore viene aumentata dal trasformatore. La corrente in uscita dal trasformatore viene inviata alle linee di trasporto.

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Cosa sono i combustibili fossili? Come si sono formati? Che vantaggi e svantaggi hanno?

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Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

Centrale termoelettrica A2A di Piacenza a ciclo combinato (foto 2021)

Di seguito una lista delle centrali elettriche in Italia.

Questa lista è suscettibile di variazioni e potrebbe essere incompleta o non aggiornata.

Centrali disattivate (32)

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Da Wikipedia, l'enciclopedia libera. Di seguito una lista delle centrali elettriche in Italia. Questa lista è suscettibile di variazioni e potrebbe essere incompleta o non aggiornata.

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Le non richiedono investimenti economici troppo elevati, hanno un buon rendimento energetico e possono essere costruite ovunque. Tuttavia, queste centrali presentano anche alcune centrali termoelettriche e termonucleari gravi problematiche.

Guarda questa videolezione del Prof. P. D. Fischer oppure leggi l'articolo sottostante, e svolgi gli esercizi interattivi che trovi più in basso.

Vero o falso?

Le centrali termoelettriche e termonucleari non richiedono investimenti economici troppo elevati, hanno un buon rendimento energetico e possono essere costruite ovunque (preferibilmente vicino a corsi d'acqua o mari, dato che hanno bisogno di grandi quantità ).

Tuttavia, queste centrali presentano anche alcune rilasciano gravi problematiche: agenti inquinanti nocivi per l'ambiente e sostanze pericolose per la salute dell'uomo, e per quanto riguarda le centrali termonucleari lo smaltimento delle scorie alla fine della produzione e delle radiazioni emesse in caso di incidenti

I principali effetti sull'ambiente causati dalle centrali termoelettriche sono i seguenti:

1. L'aumento dell' , dovuto alle emissioni di effetto serra anidride carbonica, di metano e di altri gas nell'atmosfera. Questo sta causando al nostro pianeta un aumento della temperatura, che provoca lo scioglimento dei ghiacciai polari, l'innalzamento del livello dei mari e la desertificazione nelle zone temperate.

2. L'inquinamento dell'aria, causato dalle emissioni di sostanze di scarico frutto della combustione dei fossili impiegati, come anidride carbonica, monossido di carbonio, ossidi di zolfo, ossidi di azoto, idrocarburi incombusti, particolato e polveri sottili.

3. I , dovuti agli scambi termici delle acque utilizzate per il raffreddamento e al conseguente danni all'ecosistema innalzamento della temperatura del sistema idrico, con danneggiamento della flora e della fauna acquatica. Inoltre, quando gli ossidi di zolfo e di azoto si combinano con l'acqua piovana, formano degli acidi che, cadendo al suolo con la pioggia (nel fenomeno delle "piogge acide"), danneggiano gli ecosistemi e gli organismi.

4. Il degrado paesaggistico, dovuto all'impatto sull'ambiente che questi grandi impianti provocano nei territori in cui sono collocati .

Per molti anni l 'energia nucleare è stata considerata la migliore alternativa ai combustibili fossili per rispondere al fabbisogno energetico. Nella seconda metà del Novecento, diverse nazioni hanno costruito centrali nucleari: è il caso, per esempio, degli Stati Uniti, della Gran Bretagna e della Francia, che oggi conta il maggior numero di impianti.

Negli anni successivi hanno cominciato a emergere i problemi legati a queste centrali: dopo in Giappone, provocato nel 2011 da un maremoto, molti paesi hanno deciso di interrompere i programmi nucleari e chiudere gli impianti tra cui anche l l'incidente nucleare di Černobyl', avvenuto nell'ex Unione Sovietica nel 1986, e in seguito al 'Italia danneggiamento della centrale di Fukushima, .

I problemi delle centrali nucleari derivano dall'impiego di materiali altamente radioattivi, che hanno gravi ripercussioni sulla salute dell'uomo, danneggiano i tessuti biologici e possono provocare tumori e mutazioni genetiche anche a distanza di anni.

I rischi immediati sono rappresentati dalle anomalie che potrebbero verificarsi nel funzionamento degli impianti che possono portare all'emissione di radiazioni, alla contaminazione del terreno e alla fuoriuscita dall'impianto dell' acqua contaminata usata per il raffreddamento del reattore.

Ma le maggiori problematiche delle centrali nucleari derivano dal combustibile esausto, la cui radioattività si conserva per millenni, prima che i valori scendano entro i limiti di sicurezza. Le scorie nucleari rimaste alla fine del processo devono essere isolate in contenitori ad alta resistenza che non lascino fuoriuscire le radiazioni, e vanno sotterrate in luoghi sicuri a grandi profondità. A oggi solo pochi paesi hanno previsto depositi geologici sotterranei e schermati; nella maggior parte delle centrali, invece, le scorie sono conservate in prossimità degli impianti. Questo sistema di smaltimento non offre però la sicurezza di un isolamento totale del materiale radioattivo, che potrebbe fuoriuscire in seguito a eventi geologici come un terremoto.

Testo, video e schemi a cura del Prof. P. D. Fischer

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La Diga delle Tre Gole è, al momento, l'impianto per la produzione di energia idroelettrica più grande al mondo. Si trova in Cina, nella provincia di Hubei, lungo il corso del fiume Yangtze (o Fiume Azzurro). La diga è alta 181 metri e lunga 2309,5 metri. Il bacino idrico a monte della struttura si estende per circa 630 km lungo il corso del fiume Yangtze e, a piena capacità, può raggiungere una superficie di . La diga si chiama così perché lungo il corso del fiume sono presenti tre gole (cioè tre canyon) e la struttura è costruita proprio su una di queste, cioè la gola Xilingxia (le altre due sono la gola di Qutang e la Gola di Wuxia).
Nonostante il grande beneficio in termini energetici, la struttura è stata (ed è tutt'ora) ampiamente criticata non solo per aver costretto oltre un milione di persone a trasferirsi , ma anche per il suo impatto ambientale. Ma come funziona questo progetto mastodontico? E di che tipo di problemi ambientali si parla?

Il progetto della Diga delle Tre Gole

La diga, costruita a 44 km di distanza dalla città di Yinchang, si trova al termine di una serie di ripidi canyon e forma un bacino lungo circa 630 km, con un'ampiezza media di 1,3 km e una capacità di circa 39,3 miliardi di metri cubi. La costruzione della diga iniziò nel 1994 e le operazioni di riempimento del bacino presero il via nel 2003. Nel 2012 la struttura entrò ufficialmente in funzione, con una capacità di 22500 MW, cioè circa 3 volte quella della Diga di Grand Coulee e 20 volte quella della Diga di Hoover.

in foto: Sezione di una diga a gravità.

Quella delle Tre Gole può essere classificata come una diga a gravità, cioè una diga capace di contrastare la spinta del bacino alle sue spalle grazie alla sua grande massa. Per intenderci, si tratta di un meccanismo diverso rispetto alla diga del Vajont: in quel caso si tratta di una diga a doppio arco, nella quale la spinta dell'acqua veniva contrastata non tanto dalla massa della diga stessa quanto dalla sua forma curva.
La Diga delle Tre Gole, oltre che per l'energia, è stata anche costruita per arginare le periodiche alluvioni dell'area. Il bacino infatti è stato realizzato in modo tale da avere sufficiente capienza per riuscire anche a gestire l'acqua delle piene e, di conseguenza, riuscire a controllarle meglio, limitando i danni ambientali. Questo ha anche permesso di migliorare la navigazione del fiume Yangtze nel suo tratto superiore, visto che ora sono presenti acque più profonde e calme per oltre 600 km.

Come è fatta la Diga delle Tre Gole?

Prendendo come riferimento l'immagine sottostante, la diga è quella struttura che taglia il corso del fiume e, in particolare, la scritta " flood discharge dam section" corrisponde alla sezione della diga nella quale le acque vengono scaricate da un livello all'altro. Ai suoi fianchi sono situati i due impianti per la produzione di energia elettrica (" powerhouse"), più un terzo sotterraneo indicato come " underground powerhouse". Ancora più in alto è presente un'area dedicata al passaggio delle navi tramite un sistema di chiuse (" ship lift" e " five-step ship lock") che permette la navigabilità anche in questo tratto di fiume.

in foto: Rappresentazione in pianta della Diga delle Tre Gole (Niu, 2016).

Volendo fare un focus sulla diga vera e propria, possiamo dire che la parte più interessante è proprio quel tratto lungo 483 metri che permette all'acqua di scorrere dal bacino idrico della diga a quello sottostante. Come si vede dall'immagine in basso, questa porzione di diga è stata realizzata accostando tutta una serie di strutture verticali, ciascuna dotata di una "finestra" per permettere il passaggio dell'acqua. Come avrete notato, però, questi scarichi sono disposti a tre diverse quote: è un'operazione necessaria per riuscire a produrre energia sia nei momenti in cui il livello del bacino è più basso, sia quando si verificano piene che lo riempiono improvvisamente. Partendo dal basso, questi scarichi si trovano rispettivamente a circa 56, 90 e 158 metri dalla base della diga.

in foto: Rappresentazione schematica della Diga delle Tre Gole (Niu, 2016).

Quanta energia produce la diga?

Stando ai dati forniti dal governo cinese, la capacità installata dell'impianto è di 22.5 milioni di kW ed è in grado di generare mediamente in un anno 88,2 miliardi di kWh di energia elettrica. Nel 2020, però, la produzione è stata ancora maggiore e sono stati raggiunti i 103,1 miliardi di kWh di energia, stabilendo un nuovo record per la quantità di energia elettrica prodotta in un anno da un singolo impianto idroelettrico. Questa quantità di energia è equiparabile a quella di 31,71 milioni di tonnellate di carbone, con un risparmio di circa 86,71 milioni di tonnellate di CO ₂, 20600 tonnellate di SO ₂ e 19600 tonnellate di NO x.

in foto: Carta con le dighe costruite lungo il Fiume Azzurro (Cheng et al., 2018).

Problemi ambientali

Come tutte le grandi opere di questo tipo, anche la Diga delle Tre Gole è accompagnata da un'infelice serie di aspetti negativi. Il primo di tutti è, ovviamente, lo sfratto di oltre un milione di persone che un tempo abitavano le valli e che ora sono state ricollocate altrove. Ma oltre ad un impatto "umano", sono da segnalare anche diversi problemi di tipo ambientale, sia a monte che a valle della struttura.

in foto: Impatti ambientali causati dalla Diga delle Tre Gole (Yang et al., 2013).

A monte, ad esempio, uno tra i principali problemi della struttura è quello delle frane (figura 1 nell'immagine sopra). Il periodico innalzamento e abbassamento del livello del bacino provoca infatti una instabilità dei versanti montani: uno studio del 2013 ha stimato che nel solo periodo 1997-2012 (quindi durante la fase di riempimento del bacino, ancor prima dell'effettiva messa in funzione della diga) si verificarono 430 frane e 2900 incidenti di portata minore. Oltre alle frane, è stato registrato un aumento dei terremoti indotti, anche se nella maggior parte dei casi si parla di sismi con magnitudo bassa.
Con l'aumentare del livello del bacino si sono venute a creare anche aree di acqua stagnante dove, in molti casi, si è assistito ad una crescita esponenziale di alghe (figura 2 dell'immagine in alto), rendendo quella risorsa inutilizzabile da parte delle popolazioni locali.

A valle, invece, la costruzione della diga ha creato una barriera insormontabile che, in pochi anni, ha drasticamente ridotto la biodiversità acquatica, specialmente quella relativa ai cetacei di acqua dolce (figura 3 dell'immagine in alto). Un altro problema a valle è l'aumento della siccità in alcune aree (figura 5 dell'immagine in alto), oltre che alla carenza di sedimenti con conseguente aumento dell'erosione di argini e coste (figura 6 dell'immagine in alto).

Niu, Xinqiang. "Key Technologies of the hydraulic structures of the Three Gorges project." Engineering 2.3 (2016): 340-349. Bibliografia
Cheng, Lin, et al. "Managing the Three Gorges Dam to implement environmental flows in the Yangtze River." Frontiers in Environmental Science 6 (2018): 64.
Executive Office of the Three Gorges Project Construction Committee, tate Council of the PRC.The Three Gorges Project[J].Engineering,2015,1(1):11-13.

Yang, Xiankun, and X. X. Lu. "Ten years of the Three Gorges Dam: a call for policy overhaul." Environmental Research Letters 8.4 (2013): 041006.

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La geotermia è l'utilizzo dell' energia geotermica, quindi del calore naturalmente presente nel sottosuolo, per la produzione di energia. È una fonte d'energia considerata rinnovabile e pulita e che presenta un ventaglio di applicazioni estremamente ampio, dalla produzione di energia elettrica a quella del calore. Vediamo quindi come è distribuita nel mondo e quali sono alcune tra le sue principali applicazioni.

La produzione di energia geotermica a livello mondiale

La temperatura nella crosta terrestre aumenta con la profondità (il cosiddetto gradiente geotermico) in media di circa 30˚C ogni 1000 m. Tuttavia, ci sono regioni dove queste temperature sono più alte grazie a condizioni geologiche favorevoli che hanno permesso lo sviluppo di attività magmatica o vulcanica e la formazione di campi geotermici ad alta temperatura. In queste zone i fluidi geotermici che vengono estratti da pozzi profondi dai 1500 ai 5000 m, raggiungono temperature superiori ai 200˚C. Parliamo di zone come l'Islanda, la Nuova Zelanda, l'Indonesia, le Filippine, il Giappone (solo per menzionarne alcune) ma anche zone relativamente insospettabili come la California, la Turchia e, arrivando in Italia, la Toscana meridionale.

Come viene sfruttata l'energia geotermica?

L 'energia geotermica può essere sfruttata sia per la produzione di calore (prevalentemente in ambiente domestico) sia per la produzione di elettricità.

La geotermia per il calore

Il calore presente nel sottosuolo può essere sfruttato per la produzione di calore sia a livello domestiche che per il teleriscaldamento.
A livello domestico questo viene solitamente fatto attraverso pompe geotermiche, cioè impianti al cui interno circola un fluido refrigerante e che sono in grado di riscaldare gli ambienti in inverno e di rinfrescarli in estate. Quindi. se pensiamo che a livello globale circa il 50% della domanda di energia è legata all'approvvigionamento di calore, è facile pensare che la geotermia possa giocare un ruolo importante. Tuttavia, è solo a partire degli ultimi 5-10 anni che gli utilizzi termici delle risorse geotermiche sono in forte espansione. In Europa Francia e Germania rappresentano due esempi ideali per dimostrare il potenziale della geotermia quando le temperature delle risorse geotermiche tecnicamente e economicamente accessibili sono a temperature inferiori rispetto a quelle necessarie per la produzione di elettricità.

Per la produzione di calore le temperature in gioco si aggirano attorno ai 70-150˚C, le cosiddette risorse a media temperatura, reperibili a profondità tra i 2000 e i 5000 m. In Germania, la zona della Bavaria e in particolare di Monaco di Baviera è estremamente attiva nello sviluppo di progetti geotermici per la produzione di calore attraverso la valorizzazione di risorse a temperatura compresa tra i 40 e 160˚C, temperature ideali per alimentare reti di teleriscaldamento.

Mappa con la posizione dei principali impianti geotermici a Monaco di Baviera (Keil et al., 2021).

A Parigi, i pozzi producono acqua a temperature tra i 56 e gli 86˚C ad una profondità compresa tra i 1600 e i 1800 m. Nella regione parigina si conta il maggior numero di centrali a media-bassa temperatura al mondo, con 46 centrali che forniscono calore a circa il 6-7% della popolazione totale di 11 milioni di persone. La singola centrale permette di produrre calore e acqua calda sanitaria per circa 4.000-6.000 abitazioni.

In Italia, la città di Ferrara rappresenta un vero e proprio fiore all'occhiello dell'utilizzo delle risorse geotermiche per il riscaldamento della città. Infatti, sin dagli anni '50 la zona di Ferrara fu interessata di perforazioni esplorative per idrocarburi, che invece portarono, letteralmente, alla "scoperta dell'acqua calda" a 100˚C a circa 2000 metri di profondità: questo contrisce a fornire calore per circa 25.000 unità abitative e a ridurre le emissioni di CO₂ in atmosfera rispetto a un impianto di teleriscaldamento alimentato da fonti fossili. Inoltre, la geotermia è stata integrata con la produzione di energia da rifiuti solidi urbani creando una perfetta sinergia di fonti d'energia complementari e sostenibili.

La geotermia per l'elettricità

Nei Paesi dove la temperatura nel sottosuolo cresce molto più rapidamente rispetto al normale gradiente geotermico, è possibile realizzare delle vere e proprie centrali geotermiche. Si tratta di impianti che prelevano direttamente fluidi caldi dal sottosuolo e, facendo scorrere il vapore attraverso una turbina, sono in grado di generare elettricità.
Gli Stati Uniti in questo senso sono la nazione con la maggiore potenza installata: parliamo di 3,7 GW, pari allo 0.4% della produzione elettrica di tutto il Paese Il pozzo più caldo che sia mai stato realizzato e che è ora impiegato per alimentare una centrale geotermoelettrica è invece il pozzo IDDP-1 in Islanda che ha raggiunto una temperatura di 452 ̊C a 2096 m di profondità. Tuttavia, si trova in Toscana il pozzo Venelle 2, dove sono state misurate le temperature più alte, superiori a 500˚C a una profondità di 2900m.
Ma è sempre l'Italia, grazie agli investimenti esteri di Enel Green Power, che detiene il record della centrale geotermica operativa alla quota più alta del mondo: parliamo dell'impianto di Cerro Pabellon in Cile, posto a 4500 m sul livello del mare.

La geotermia per l'estrazione di litio

Al momento sono in fase di studio anche progetti innovativi per altri utilizzi dei fluidi geotermici a media-bassa temperatura. In particolare, il bacino del fiume Reno, che separa Francia e Germania, presenta condizioni geotermiche estremamente interessanti non solo per la produzione di energia, ma anche per l' estrazione di metalli dai fluidi geotermici, in particolare di litio, tali da poter fornire materie prime prodotte localmente all'industria di produzione di batterie e dei trasporti.

E in Italia? L'Italia è la culla della produzione di elettricità da fonte geotermica, dove tutto è nato e dove tutto è ancora in forte evoluzione. Infatti risalgono al 1904 i primi esperimenti di utilizzo dei fluidi geotermici per la produzione di energia elettrica fino a oggi, in cui l'elettricità prodotta in Toscana fornisce quasi il 30% del fabbisogno della regione a circa all'1% dell'intero Paese. Litio geotermico italiano? Certo che sì... Recentemente è stato firmato un accordo per la valutazione delle risorse il litio geotermico nel nord del Lazio, nella zona di Cesano dove il pozzo Cesano 1, profondo 1.390 metri, presenta temperature interessanti per la produzione di energia geotermica (circa 200 °C) ma anche un elevato contenuto di litio nel fluido.

Ma la geotermia in Italia non è formata solamente da grossi progetti industriali. Sempre in Toscana tutta una serie di utilizzi a cascata sono stati sviluppati in collaborazione tra industria, municipalità, artigiani, agricoltori e imprenditori locali, creando una vera e propria filiera che va "dalla fumarola alla forchetta", partendo dalla centrale geotermica per arrivare a prodotti gastronomici come la birra e il pecorino - esempi virtuosi replicabili a scala globale.

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continua su: https://www.geopop.it/scorie-nucleari-si-possono-gestire/

https://www.geopop.it/

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Quando si menzionano le centrali nucleari si sente spesso dire che " nessuno sa come gestire le scorie radioattive che producono ". In realtà questa è una cosa in buona parte falsa. D'altra parte è vero che ciò che esce da un reattore nucleare non si può certo gettare nella spazzatura con l'umido! In questo articolo cercheremo di fare chiarezza, andando a vedere non solo cosa sono e quante ne produciamo, ma anche come funziona il loro stoccaggio e la situazione in Italia.

La differenza tra scorie nucleari e rifiuti radioattivi

I rifiuti radioattivi sono materiali solidi o liquidi contaminati da sostanze radioattive. Occorre precisare che le scorie nucleari non coincidono con l'insieme dei rifiuti radioattivi: questi ultimi vengono infatti prodotti, oltre che dagli impianti nucleari, anche dalla medicina, da alcune industrie e da alcuni centri di ricerca.

Tipi di rifiuti radioattivi

I rifiuti radioattivi sono classificati in vari modi, a seconda della loro durata e dell'energia che emettono:

I rifiuti di basso livello, ad esempio, richiedono di essere stoccati separatamente solo per un periodo limitato di tempo (pochi anni o decenni), poi sono diventati quasi del tutto inerti e si possono smaltire come rifiuti comuni.

I rifiuti radioattivi di livello intermedio hanno attività più elevate e per questo vanno schermati anche durante il loro trasporto. Alcuni hanno tempi di dimezzamento molto brevi, altri possono richiedere anche qualche secolo di stoccaggio in sicurezza. Sia i rifiuti di basso livello che quelli di livello intermedio vengono abitualmente prodotti anche da quei Paesi che non fanno uso di energia nucleare, e infatti tutti i Paesi europei tranne l'Italia hanno uno o più depositi attrezzati per gestire questi rifiuti particolari.

I rifiuti di alto livello sono quelli con livelli di attività tali da richiedere, oltre alla schermatura, anche un raffreddamento, almeno nelle fasi iniziali. Si tratta di materiali prodotti esclusivamente dalle centrali nucleari, e sono quelli a cui ci si riferisce abitualmente come "scorie". Sono di difficile gestione perché contengono diversi elementi transuranici, caratterizzati da tempi di dimezzamento molto lunghi (anche di decine di migliaia di anni) e da emissioni prevalentemente di tipo alfa: questo significa che anche se l'attività è bassa (in Bq) l'energia emessa è comunque molto alta (in Gy). In Francia, dove l'energia nucleare fornisce il 70% del fabbisogno elettrico nazionale, le scorie nucleari sono poco più dell'1% del totale dei rifiuti radioattivi, ma contengono il 99% di tutta la radioattività artificiale.

Nessuno sa come risolvere il problema dei rifiuti radioattivi?

Se per i rifiuti radioattivi di livello basso e intermedio, lo stoccaggio temporaneo è più che sufficiente - si tratta, al più, di qualche secolo, meno di quanto restano nell'ambiente alcune plastiche - per le scorie nucleari propriamente dette si pone il problema di una gestione a lunghissimo termine, addirittura per centinaia di migliaia di anni. Filosoficamente, l'idea di lasciare in eredità al pianeta un rifiuto pericoloso per un tempo così lungo può comprensibilmente far storcere il naso. Ma dal punto di vista scientifico in realtà la soluzione esiste: si tratta semplicemente di trovare dei luoghi geologicamente stabili e isolati e seppellire lì questa spazzatura millenaria.
Sembra un'impresa impossibile, ma in realtà non lo è: i tempi-scala della litosfera sono infatti parecchio lunghi, tanto che i mutamenti geologici avvengono su scale di milioni, quando non decine di milioni di anni. Si tratta di un approccio che in realtà noi seguiamo già con moltissimi rifiuti di altro tipo: le scorie radioattive non sono infatti più pericolose di moltissimi rifiuti tossici non trattabili che vengono prodotti in varie attività di tipo industriale, e che noi oggi seppelliamo in luoghi sicuri, dove resteranno per sempre (notare che, a differenza dei rifiuti radioattivi, quelli che hanno una tossicità di tipo chimico non hanno un livello di pericolosità destinato a ridursi nel tempo).

Stoccaggio: c'è chi dice che "non è una soluzione!"

A chi non è familiare con quello che è il back-end dei beni di cui facciamo uso come specie (inclusa l'energia), la soluzione di uno stoccaggio così a lungo termine può facilmente sembrare un " nascondere il problema". Quando pensiamo ad un problema "risolto", in effetti, non pensiamo a qualcosa di accantonato, pensiamo a qualcosa che non c'è più. In realtà l'approccio del confinamento è quello che seguiamo con quasi tutti i rifiuti che produciamo: li mettiamo in discariche più o meno isolate dall'ambientee aspettiamo che i processi naturali facciano il loro corso, che in alcuni casi può anche richiedere tempi lunghissimi.
Di recente però come specie abbiamo sviluppato il concetto di " economia circolare", per cui invece di aspettare i tempi-scala della natura siamo noi stessi a far rientrare nei nostri processi produttivi i materiali di cui ci liberiamo. Questo concetto è applicabile anche alle scorie nucleari: la maggior parte degli elementi transuranici di cui abbiamo parlato prima sono infatti fissili (quindi possono essere rotti per ottenere energia) o fertili (possono essere trasmutati in elementi fissili tramite bombardamento neutronico). Dunque quantomeno la componente a lunga emivita delle scorie nucleari è completamente riciclabile. Oggi però questa via è ancora poco praticata e i reattori a spettro veloce (quelli in grado di smaltire gli elementi transuranici delle scorie nucleari) sono ancora poco diffusi, principalmente per via del fatto che sono abbastanza costosi: la situazione cambierà probabilmente in futuro, man mano che sempre più Paesi investiranno nei reattori di quarta generazione.
Una volta che gli elementi transuranici sono stati fissionati, gli unici prodotti di scarto rimanenti sono i frammenti di fissione, cioè gli atomi generati dalla rottura dei nuclei di Uranio, Plutonio, etc. Si tratta ancora di elementi altamente radioattivi, ma con tempi di dimezzamento molto più brevi e modalità di decadimento principalmente beta e gamma, che pertanto richiedono di essere stoccati per molto meno tempo (alcune centinaia di anni invece di alcune centinaia di migliaia).
Il problema dei costi dell'economia circolare è peraltro trasversale alle fonti energetiche: anche i pannelli solari, ad esempio, potrebbero essere riciclati al 99%, ma al momento non viene fatto quasi da nessuna parte, perché costa troppo.

Quante scorie produciamo? La vita in una lattina

L'ultimo aspetto importante che va menzionato quando si parla di scorie nucleari, è quante ne produciamo. L' Uranio ha una densità energetica estremamente alta, e questo fa sì che si possa ottenere moltissima energia con poco materiale, e quindi che il volume di scorie prodotte sia abbastanza ridotto. Un reattore moderno consuma all'incirca 25-30 tonnellate di Uranio all'anno per produrre 13 TWh di energia. Se dividiamo questo valore per il consumo medio annuale di una persona e poi lo moltiplichiamo per la sua aspettativa di vita, otteniamo un volume pari a quello di una lattina di alluminio. Questo è dunque l'ammontare di scorie nucleari che produrremmo in una vita se utilizzassimo solo energia nucleare per tutte le nostre esigenze. Moltiplicando questo numero per tutti gli abitanti del pianeta, quello che otterremmo è un cubo di alcune decine di metri di spigolo, in cui starebbe tutta la spazzatura energetica dell'umanità di un secolo. Quando si parla di scorie nucleari si parla quindi di materiali pericolosi, la cui difficile gestione viene però molto semplificata dal fatto che si tratta di quantità molto piccole. Anche per questo motivo, fino ad ora non si sono mai verificati casi di contaminazioni ambientali o di danni alla salute di persone dovute a scorie nucleari (mentre si sono avuti casi analoghi dovuti a rifiuti radioattivi di origine diversa).

La situazione in Italia

Anche il nostro Paese, come praticamente tutti quelli industrializzati, produce varie tipologie di rifiuti radioattivi: abbiamo quelli di origine medica e industriale, quelli dovuti alle attività di ricerca (in Italia abbiamo ben 4 reattori nucleari di piccola taglia destinati alla ricerca e non alla produzione di energia) e quelli che derivano dalle ex centrali nucleari che sono state operative in Italia tra il 1962 e il 1987. Questi ultimi comprendono sia le scorie radioattive (ovvero il combustibile irraggiato), che in totale ammontano ad appena 400 metri cubi (un cubo di 7 metri e mezzo di spigolo), sia i rifiuti provenienti dallo smantellamento degli ex-impianti nucleari.
I rifiuti radioattivi di medio e basso livello italiani si trovano attualmente in una serie di depositi temporanei sparsi per tutto il territorio nazionale (in tutto sono una ventina); le scorie radioattive italiane si trovano invece in Francia e in Inghilterra, dove sono state sottoposte a riprocessamento (che consiste nella separazione di alcuni isotopi fissili per riciclarli): dovranno però rientrare nel nostro Paese entro qualche anno. Dal momento che le normative europee prevedono che ogni Paese debba gestire i propri rifiuti radioattivi in autonomia, è indispensabile che anche l'Italia si doti al più presto di un deposito definitivo per i suoi rifiuti radioattivi. Il progetto esiste già da molti anni, ma è andato incontro a numerosi ritardi, in gran parte dovuti al fatto che si tratta di un'opera estremamente impopolare.
Il Deposito Unico Nazionale è progettato per contenere 90.000 metri cubi di materiali radioattivi, ovvero tutti quelli che l'Italia ha già prodotto e che produrrà da qui alla fine del secolo (anche supponendo infatti che l'Italia non torni ad utilizzare l'energia nucleare, continueremo a produrre rifiuti radioattivi di origine medica e industriale, che già oggi ammontano al 40% del totale); i rifiuti radioattivi resteranno stoccati nel deposito nazionale per 300 anni, un tempo sufficiente a rendere quasi inerti tutti i rifiuti di livello basso o intermedio. All'interno del deposito, i rifiuti di medio e basso livello saranno prima inseriti in una matrice cementizia, e poi in un canister cilindrico, detto "manufatto" (A). Questi barili vengono poi inseriti all'interno di un blocco di cemento (B), che poi a sua volta viene incluso in una ulteriore struttura di protezione (C). Il tutto viene poi ricoperto da un triplo strato di terreno (D).

I rifiuti ad alta attività, invece, resteranno nei cask di massima sicurezza in attesa che venga approvata la costruzione di un deposito geologico (italiano o europeo) o, chissà, che qualcuno in futuro non decida di riciclarli in qualche reattore veloce.

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La gestione di scorie nucleari e rifiuti radioattivi è possibile?

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Quando si menzionano le centrali nucleari si sente spesso dire che " nessuno sa come gestire le scorie radioattive che producono ". In realtà questa è una cosa in buona parte falsa. D'altra parte è vero che ciò che esce da un reattore nucleare non si può certo gettare nella spazzatura con l'umido!

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Il Deposito Nazionale dei rifiuti radioattivi

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Il Deposito Nazionale dei rifiuti radioattivi

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Il Deposito Nazionale dei rifiuti radioattivi sorgerà in una di queste 51 aree idonee: la mappa

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L'Italia deve riprendere le sue scorie nucleari da Francia e UK: perché e dove metterà i rifiuti

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Che cos'è l'energia nucleare? Come si produce? Che differenza c'è tra fusione e fissione nucleare?

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4400_Energia nucleare schema

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Fonti energetiche

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Che cos'è l'energia nucleare? Come si produce? Che differenza c'è tra fusione e fissione nucleare? Scarica gli schemi in formato pdf , guarda i video proposti sotto.

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Le ma con una differente fonte di energia. Il calore necessario per mettere in movimento la turbina a vapore non viene generato attraverso l'uso dei combustibili fossili, ma attraverso la reazione di centrali nucleari, o e lettro fissione nucleare di materiali radioattivi come l' nucleari, sfruttano lo stesso principio di quelle termoelettriche, uranio.

Guarda questa videolezione sulle centrali nucleari del Prof. P. D. Fischer oppure leggi l'articolo sottostante, e svolgi gli esercizi interattivi che trovi più in basso.

Vero o falso?

Le centrali nucleari, o e lettro nucleari, sfruttano lo stesso principio di quelle termoelettriche, ma con una differente fonte di energia. Il calore necessario per mettere in movimento la turbina a vapore non viene generato attraverso l'uso dei combustibili fossili, ma attraverso la reazione di fissione nucleare di materiali radioattivi come l' uranio.

L' uranio è un metallo radioattivo, dal colore bianco-argenteo, diffuso in natura in concentrazioni molto basse. L'estrazione avviene in miniere a cielo aperto.

Per ottenere le 160 tonnellate di uranio necessarie a far funzionare una centrale nucleare per un anno, partendo dalla roccia uranifera, occorrono ben 160 000 tonnellate di materiale.

Le centrali nucleari sono formate da un reattore nucleare e dal gruppo turbina-alternatore.

Il reattore nucleare è costituito da:

un nocciolo, all'interno del quale si sviluppa la reazione di fissione nulceare

un sistema di regolazione della reazione di fissione nucleare

una schermatura dalle radiazioni prodotte dalla fissione

un sistema di raffreddamento del nocciolo

Il nocciolo

Il nocciolo è un sistema complesso che gestisce l'innesco, l'alimentazione e il controllo della reazione. La reazione è innescata da pastiglie di uranio contenute in piccoli cilindri all'interno del nocciolo.

Il sistema di regolazione

La velocità della reazione, invece, è regolata tramite delle barre di controllo, che vengono inserite nel reattore per assorbire i neutroni liberati durante la fissione: in questo modo, si può controllare la reazione di fissione e - in caso di problemi critici - arrestarla.

La schermatura

Il nocciolo del reattore è inserito all'interno di un cilindro in acciaio inossidabile contenuto in una struttura in cemento armato di alcuni metri di spessore, in modo da evitare fuoriuscite di radiazioni. All'interno del reattore è immesso un fluido refrigerante vettore, che assorbe il calore prodotto durante la reazione e lo trasporta all'acqua contenuta in una caldaia; l'acqua viene così trasformata in vapore ad alta pressione che è inviato alla turbina.

Il sistema di raffreddamento

Le fasi successive sono analoghe a quelle delle centrali termoelettriche, regolate da un alternatore, un trasformatore, un condensatore e una torre di raffreddamento.

Quali sono le trasformazioni energetiche che si verificano nelle centrali nucleari?

1. l' energia nucleare del combustibile fissile genera energia termica che riscalda l'acqua contenuta in una caldaia

2. il vapore prodotto fornisce l' energia cinetica necessaria ad azionare la turbina.

3. l' energia meccanica della turbina viene trasformata in energia elettrica dall'alternatore .

Al termine del processo il combustibile esausto continua a emettere radiazioni pericolose per lungo tempo, e pertanto deve essere immagazzinato in depositi sicuri e schermati. Anche le barre di controllo, dopo il loro uso, emettono radioattività; per ragioni di sicurezza, vengono immerse in vasche di raffreddamento piene d'acqua, dove sono lasciate per almeno un anno, prima di essere immagazzinate nei depositi sicuri.

Sono in corso ricerche mirate ad ottenere una centrale a fusione nucleare controllata.

La difficoltà è dovuta al fatto che la fusione richiede temperature molto alte, di milioni di gradi centigradi, che non possono essere contenute da alcun materiale attualmente conosciuto. Nelle sperimentazioni effettuate fino a oggi, per contenere il calore prodotto sono stati impiegati campi elettromagnetici, ma tale tecnologia non è ancora applicabile a una centrale vera e propria ed è molto costosa. E' in costruzione in Francia un reattore sperimentale a fusione nucleare controllata denominato ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) finanziato dall' Unione europea , la Russia , la Cina , il Giappone , gli Stati Uniti d'America , l'India e la Corea del Sud .

La realizzazione di una centrale a fusione nucleare fornirebbe un'elevata quantità di energia elettrica senza l'utilizzo di combustibili fossili e i rischi di scorie nucleari disperse nell'ambiente, riducendo così i problemi legati all' inquinamento. L'unica scoria prodotta sarebbe l' elio, un gas pulito e non radioattivo.

Tratto da:

Tecnologia, progettazione, ambiente - S. Rosa,o, D. Cirilli, F. Guglielmi, N. Pertici - Zanichelli

Testo, schemi e video a cura del Prof. P.D. Fischer

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Le ma con una differente fonte di energia. Il calore necessario per mettere in movimento la turbina a vapore non viene generato attraverso l'uso dei combustibili fossili, ma attraverso la reazione di centrali nucleari, o e lettro fissione nucleare di materiali radioattivi come l' nucleari, sfruttano lo stesso principio di quelle termoelettriche, uranio.

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L'energia nucleare è una forma di energia associata alla disposizione delle particelle all'interno del nucleo.

Guarda il video sulle reazioni nucleari del Prof. P. D. Fischer, se può esserti utile scarica gli schemi in formato pdf, e svolgi gli esercizi interattivi.

Esercizi interattivi

Vero o falso?

Scegli la risposta corretta tra le due disponibili

L'energia nucleare

L'energia nucleare è una fonte di energia primaria. E' considerata una alternativa ai combustibili fossili ed è una fonte non rinnovabile.

Le reazioni nucleari non producono emissioni di anidride carbonica, ma presenta problemi rispetto all'ambiente per lo stoccaggio delle scorie e di sicurezza in caso di incidenti.

Che la materia possa trasformarsi in energia fu scoperto dallo scienziato Albert Einstein nel 1905 tramite la formula della relatività: E = m x c² che stabilisce la relazione tra l'energia e la massa di un sistema fisico. In questa formula

Questa formula afferma che quando la massa m finale è minore di quella iniziale, la massa scomparsa si è trasformata in energia E

I processi attraverso i quali è possibile produrre energia nucleare sono due: la fissione nucleare e la fusione nucleare, ed entrambi producono un'elevata energia termica.

La fissione nucleare

La fissione o scissione nucleare (fissione deriva dal termine latino , cioè spaccare) fu ottenuta per la prima volta nel 1942 da un gruppo di scienziati diretti dall'italiano Enrico Fermi, tramite una reazione a catena controllata.

Nella fissione nucleare si utilizza un metallo, l'uranio che viene viene "bombardato" da un neutrone. La collisione provoca la rottura del nucleo, che si divide in due nuclei più leggeri. I prodotti della fissione hanno una massa più piccola di quella del nucleo originale: ciò significa che durante il processo una parte della materia si è trasformata in una grande quantità di energia. I neutroni che si liberano nella fissione colpiscono a loro volta altri nuclei di uranio dando vita a una reazione a catena, che se è incontrollata, è esplosiva come nella bomba atomica.

Questa reazione viene utilizzata in modo controllato nelle centrali elettronucleari per la produzione di energia elettrica.

La fusione nucleare

ltro metodo per ottenere energia dall'atomo è la fusione, un sistema opposto alla fissione. Due nuclei di deuterio e trizio (due isotopi dell'idrogeno) si urtano ad elevate pressioni e altissime temperature (milioni di gradi centigradi) fondendosi in un unico nucleo di elio (un gas naturale presente nell'universo in grandi quantità) e liberando un neutrone. La massa ottenuta è minore dei due nuclei originali e la materia scomparsa si è trasformata in energia.

Questa reazione esiste in natura ed è quella che produce l'energia del Sole e delle stelle a temperature di oltre 10 milioni °C.

L'uomo è riuscito a riprodurla ma solo in modo incontrollato costruendo la bomba ad idrogeno detta bomba H .

Sono in corso ricerche mirate ad ottenere una fusione controllata in un reattore sperimentale in costruzione in Francia chiamato ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).

Schemi e testo a cura del Prof. P.D. Fischer

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L’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile è un programma d’azione per le persone, il pianeta e la prosperità sottoscritto nel settembre 2015 dai governi dei 193 Paesi membri dell’ONU. I 17 Obiettivi per lo Sviluppo Sostenibile (Sustainable Development Goals, SDGs) riguardano tutti i Paesi e tutti gli individui.

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§ Energia verde: presente e futuro dell’elettricità

(fino a principali fonti)

§ Natura e innovazione per lo sviluppo sostenibile

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Energie rinnovabili

Natura e progresso viaggiano sullo stesso binario per dare un nuovo respiro al Pianeta, grazie allo sviluppo delle energie rinnovabili.

Cosa sono le energie rinnovabili

Energia verde: presente e futuro dell'elettricità

Le energie rinnovabili sono fonti di energia che si rigenerano naturalmente nel tempo e non si esauriscono. Sono la parte più importante della transizione verso un sistema energetico che abbandoni i combustibili fossili, contrastando così il riscaldamento globale. E sono energie pulite, che salvaguardano la salute umana e l'ambiente.

Le principali fonti di energia rinnovabile sono:

energia solare;

energia eolica;

energia idroelettrica;

energia geotermica;

energia delle biomasse;

energia marina.

Produrre sempre più energia rinnovabile e abbandonare le fonti convenzionali è una necessità condivisa da tutti i Paesi del mondo. Secondo i dati dell'ultimo report dell' International Renewable Energy Agency (IRENA), nel 2022 ben l'83% di tutta la capacità elettrica aggiunta lo è stata ottenuta da fonti rinnovabili. Mentre nel 2021, in base a un rapporto pubblicato dal think tank indipendente sul clima Ember, le rinnovabili hanno generato il 38% dell'elettricità mondiale.

Il destino delle rinnovabili è di diventare la fonte di energia elettrica più vantaggiosa per il Pianeta e lo sviluppo economico. Perché l'energia rinnovabile, quando viene prodotta grazie a una visione integrata in grado di attraversare tutta la catena del valore - dal sito di produzione sino ai fornitori - e in un'ottica di mitigazione degli impatti sul territorio e sulle comunità, risulta essere realmente e totalmente sostenibile. Creazione di valore condiviso, approccio di economia circolare e impegno nei confronti degli Obiettivi di sviluppo sostenibile dell'Onusono i modi attraverso i quali le rinnovabili rinsaldano la propria risposta ad un'unica, grande domanda: qual è l'energia del futuro?

Vantaggi dell'energia rinnovabile

Natura e innovazione per lo sviluppo sostenibile

Produrre energia rinnovabile fa bene all'ambiente, all'economia e alle persone

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Rispettosa dell'ambiente

Produrre energia da fonti rinnovabili riduce drasticamente le emissioni di CO ₂ nell'atmosfera

Impiego dell'energia rinnovabile

Mix energetico ed elettrificazione dei Paesi in via di sviluppo

L'utilizzo dell'energia rinnovabile va principalmente in due direzioni: produrre energia da fonti green - per spostare la bilancia del mix energetico globale a favore delle rinnovabili - e aiutare le persone di ogni angolo del mondo ad avere un accesso costante e sicuro all'elettricità.

L'innovazione tecnologica viene in aiuto su tutti e due i fronti. L'uso sempre più diffuso delle rinnovabili è dovuto al continuo miglioramento delle tecniche di produzione: gli impianti di generazione diventano sempre più efficienti e rendono questo tipo di energia elettrica conveniente e competitiva sul mercato. Ricorrere all'utilizzo di energia sostenibile è vantaggioso sia per gli utilizzi industriali che per quelli abitativi.

Nei Paesi in via di sviluppo, l'energia rinnovabile è spesso l'unico modo di provvedere all'elettrificazione di intere aree rurali. Una soluzione innovativa e a prova di futuro, in grado di fornire alle comunità più svantaggiate un accesso stabile e sicuro alla rete elettrica. Per colmare i gap in termini di accesso all'energia e garantire a tutto il mondo le stesse possibilità di sviluppo.

Le energie rinnovabili in Italia

Burlington, la prima città 100% green

Alimentare abitazioni e servizi di 42 mila residenti in maniera completamente sostenibile. È questa la sfida che è stata lanciata e vinta già nel 2014 dalla città americana di Burlington, nello Stato del Vermont, la prima città al mondo a dipendere esclusivamente dall'energia sostenibile.

Un mix di energia proveniente da diverse fonti rinnovabili - prevalentemente vento, acqua e sole - frutto di una strategia di lunga data, portata a termine in 10 anni di visione ed investimenti mirati. Burlington è un esempio virtuoso per tutto il Vermont che, sulla scia dell'esempio del suo centro più popoloso, punta ad ottenere il 90% dell'energia di tutto lo Stato da fonti rinnovabili.

"L'onda verde" sta cambiando le prospettive di approvvigionamento energetico di tutto il mondo. A fine 2018 erano più di 100 le città in grado di alimentare i propri consumi con almeno il 70% di energia rinnovabile e circa 40 di queste - tra cui Basilea in Svizzera e Reykjavík in Islanda - sono diventate 100% green.

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Solare, Geotermica, Idroelettrica, Eolica o Marina: si tratta di energie rinnovabili. Ma cosa significa "Rinnovabile"? E quali sono i vantaggi di sfruttare questa tipologia di energia?

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(+ guarda il video)

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Vantaggi dell'energia eolica

Una risorsa dalle tante prospettive

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Costi al ribasso

Il costo di generazione del megawattora degli impianti eolici si è abbassato notevolmente negli ultimi anni: il vento è una risorsa inesauribile e generalmente diffusa sul nostro Pianeta.

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Green jobs

Circa 1,2 milioni di persone lavorano nel settore eolico. La richiesta di manodopera qualificata è in forte incremento: entro il 2030 saranno 18 milioni i posti generati su scala globale dalla green economy.

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Una seconda vita

La durata media degli impianti eolici è tra i 20 e i 25 anni: in fase di dismissione è possibile riciclare e donare una seconda vita a gran parte dei materiali di cui è composta una turbina.

Guarda e scarica tutte le foto dei nostri impianti
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Dalle prime barche degli Antichi Egizi - spinte dalla brezza lungo il corso del Nilo - passando per i mulini a vento che hanno ispirato Cervantes e il suo Don Chisciotte, fino ad arrivare alle moderne pale eoliche: l'energia del vento ha una storia ricca di ispirazioni e suggestioni.

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§ Dove conviene posizionare un impianto eolico

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Lo cerchiamo nelle calde giornate estive e lo evitiamo in quelle fredde d’inverno. Parliamo del vento, con cui abbiamo sempre avuto un rapporto controverso, fatto di odio e amore, mistero e stupore, fino a una vera e propria venerazione da parte di alcune società antiche.

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§ Parco eolico

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Le fattorie del vento sono le case dell’energia eolica. Ogni parco eolico è collegato autonomamente alla rete elettrica e occupa una porzione di suolo molto ridotta in proporzione alle capacità produttive di energia rinnovabile.

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§ Come funziona l’energia fotovoltaica

(+ Impianti a concentrazione)

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Vantaggi dell'energia solare

Potente, sostenibile e silenziosa

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Ampi margini di sviluppo

L'efficienza media dei pannelli solari è al 20%, ma l'innovazione tecnologica sta spostando l'asticella anno dopo anno. L'eterogiunzione è al 24,63%, la multigiunzione ha già superato il 40%.

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Una risorsa scalabile

Dai tetti di casa per uso domestico alle centrali solari per i fabbisogni energetici nazionali: l'energia solare può rispondere ai più svariati tipi di esigenze.

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Emissioni zero, anche acustiche

Un impianto fotovoltaico non emette nessun rumore durante il suo esercizio. Zero emissioni di CO 2 e zero decibel mentre si crea nuova energia sostenibile.

Guarda e scarica tutte le foto dei nostri impianti
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L'energia solare è una fonte di energia verde inesauribile, oltre che la sorgente principale di energia sulla Terra. Scopri la sua storia, come si produce e i vantaggi.

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§ Pro e contro

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Centrale solare a specchi Solucar PS10

Una centrale solare è una centrale elettrica che utilizza l' energia solare per produrre corrente elettrica. Esistono due tipi di centrali solari: la centrale a concentrazione e la centrale termodinamica.

Pannelli fotovoltaici nella Nellis Air Force Base

Questo tipo di centrale elettrica utilizza dei moduli fotovoltaici per convertire direttamente la luce solare in energia elettrica tramite l' effetto fotovoltaico, quindi è differente dalla maggior parte delle centrali perché non utilizza il gruppo turbina-alternatore.

Può avere un'efficienza compresa tra il 10% e il 15% a seconda delle caratteristiche tecniche dei componenti utilizzati, soprattutto dei moduli. I moduli con altissima efficienza tuttavia non vengono normalmente utilizzati in strutture estese come quelle di una centrale per via del loro elevato costo. In Italia le centrali fotovoltaiche sono regolamentate dal Decreto attuativo n. 181 del 5 agosto 2005, noto anche come Conto energia.

Indipendentemente da questa normativa, alcuni interventi a fondo perduto vengono saltuariamente deliberati dalle istituzioni. Tra questi il più recente è stato il bando per le Piccole e Medie Imprese per la promozione delle fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica e/o termica, emanato dal Ministero dell'Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare congiuntamente con Medio Credito Centrale S.p.A. e pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 12 del 16 gennaio 2007.

Attualmente (2009) la Spagna e la Germania hanno posizioni leader nella costruzione di questo tipo di centrali: tra le 50 più grandi del mondo, ben 45 si trovano in questi due paesi che hanno fatto gli investimenti maggiori in questo tipo di tecnologia. Nel 2016 la centrale fotovoltaica più grande del mondo era il NOOR di Ouarzazate in Marocco..

Pannelli solari

Centrale elettrica termica (collettori parabolici)

Questo tipo di centrale solare immagazzina l'energia solare attraverso dei pannelli solari che provvedono a convogliare la luce solare nell'olio minerale. Questo liquido assorbendo l'energia solare si riscalda fino a giungere temperature di alcune centinaia di gradi Celsius. Quindi attraverso uno scambiatore cede calore all'acqua che vaporizzando viene convogliata in una turbina collegata a un alternatore. La turbina sottrae energia cinetica al vapore acqueo e la converte in energia meccanica che viene utilizzata dall'alternatore per produrre corrente elettrica. Esiste un secondo tipo di centrale che non utilizza pannelli solari ma specchi. Gli specchi vengono puntati verso un serbatoio posto alla sommità di una torre. La luce concentrata dagli specchi fa evaporare il liquido contenuto nel serbatoio che inviato alla turbina e all' alternatore per generare energia elettrica. Questo secondo tipo di centrale termica consente di raggiungere temperature maggiori e quindi consente di utilizzare come liquido altri elementi oltre all'acqua innalzando l'efficienza complessiva del sistema.

Siccome la radiazione solare media è di circa 1.000 watt/m ², il rendimento termodinamico è altissimo rispetto a quello fotovoltaico. La quantificazione espressa da Carlo Rubbia, Nobel per la fisica, chiarisce i vantaggi del sistema termodinamico:

" Come esperimento pilota i 20 megawatt raggiunti dalle tecnologie solari alla centrale di Priolo non sono da buttar via: bastano a una città di 20 mila abitanti, consentono di risparmiare 12.500 tonnellate equivalenti di petrolio l'anno ed evitano l'emissione di 40 mila tonnellate l'anno d'anidride carbonica. Il bello è che questo tipo di energia è conveniente: ai prezzi attuali, l'impianto si ripaga in 6 anni e ne dura 30. Oltretutto, una volta avviata la produzione di massa, i prezzi di costruzione tenderanno al dimezzamento".

Centrali di questo tipo sono usate da anni negli Stati Uniti, e più di recente in Spagna se n'è autorizzata la costruzione. Nel dicembre 2007 anche il governo italiano ha approvato un piano industriale per costruire dieci centrali da 50 MWatt nel sud Italia.

Gli impianti più moderni prevedono di stoccare il fluido ad alta temperatura in appositi serbatoi isolati, che permettono di far funzionare le turbine durante la notte, in alcuni casi con una autonomia di alcuni giorni in caso di cattivo tempo. Questi impianti hanno comunque la possibilità di essere alimentati anche a gas nel caso le condizioni sfavorevoli perdurino.

Gli specchi solari attuali per funzionare correttamente richiedono di essere correttamente puntati rispetto al Sole e quindi sono presenti sistemi motorizzati che provvedono a far mantenere l'orientamento corretto. In questo modo si può sfruttare appieno l'energia solare.

Grossi passi in avanti hanno fatto negli ultimi anni gli studi sulla Non imaging Optics "ottica senza ricostruzione dell'immagine" che permettono già ora di costruire concentratori parabolici fissi, (in inglese CPC Compound Parabolic Concentrator) che accettano angoli di ingresso per la radiazione solare anche di 55 gradi.

Gli impianti di ultima generazione, come quello di Priolo in Sicilia ( Progetto Archimede), utilizzando dei sali fusi come liquido convettore, riescono a raggiungere temperature di 550 gradi permettendo l'utilizzo delle stesse tecnologie delle centrali tradizionali e quindi esiste sia la possibilità di affiancamento ad impianti esistenti, sia una riduzione dei costi grazie all'utilizzo di componenti standard.

La Spagna ha recentemente accolto Rubbia, dopo che lo stesso è stato allontanato dalla guida dell'ENEA ed ha avviato la realizzazione industriale della centrale che doveva essere realizzata in Italia. Lo spazio occupato da centrali di questo tipo dipende dalla potenza delle stesse, e può quindi risultare piuttosto consistente.

Le centrali solari, e in particolare quelle con tecnologia fotovoltaica, devono far fronte alla non continua presenza (o "aleatorietà") della fonte energetica, questa forma di energia è infatti dipendente dalle condizioni atmosferiche come la presenza di nubi o pioggia. Per lo stesso motivo, la fonte solare viene definita "non programmabile".

Altro problema è relativo alle grandi superfici necessarie rispetto ad altri tipi di centrali, a parità di produzione. La Germania, che fra i paesi europei è quello più ricco di centrali solari, riesce a rispondere solo allo 0,4% del proprio fabbisogno energetico con la fonte fotovoltaica, secondo i dati disponibili al 2008.

Infine, gli impianti fotovoltaici, ove occupino grandi superfici, possono avere un impatto negativo sul paesaggio, specie se installati in contesti collinari e su aree vocate all'agricoltura.

Tuttavia sono notevoli anche i lati positivi di questa fonte di energia:

non ci sono emissioni inquinanti o di gas serra, fatto salvo quelle relative al processo di produzione dei moduli;

non occorre estrarre, trasportare, processare combustibili: operazioni spesso assai complesse, e connesse con rischi ed oneri sia ambientali che socio-sanitari anche notevoli;

la fonte energetica è assicurata per miliardi di anni e gratuita, mentre i prezzi di combustibili fossili e uranio sono variabili e presumibilmente destinati ad un andamento crescente col ridursi delle riserve totali e il progressivo esaurimento di quelle economicamente e tecnicamente più convenienti da sfruttare.

lo sfruttamento dell'energia solare è libero, non intermediato e prescinde dall'instaurazione e dal mantenimento di rapporti commerciali o dalla stabilità delle relazioni internazionali,

non si producono come nel caso del nucleare scorie per il cui smaltimento non sono disponibili siti adatti,

il processo produttivo è relativamente semplice e scevro da rischi legati a errori umani o malfunzionamenti.

la centrale è intrinsecamente innocua per gli abitanti nei dintorni, né si presta a attentati terroristici per la natura "diffusa" e "scalabile" della modalità di produzione.

Anche il fattore costo, che attualmente arriva dai 1000 euro ai 20000, ancora non competitivo (sebbene in calo), se riveduto con quello che è il costo ambientale delle fonti fossili, (tensioni geopolitiche, inquinamento, effetto serra, cambiamento climatico), può essere riconsiderato e valutato sulla base degli scenari futuri.

Attualmente la maggior parte delle ricerche vertono sul perfezionamento delle celle fotovoltaiche. Si sta cercando di ottenere celle con un'efficienza maggiore di quelle attuali e nel contempo si sta cercando di rendere le celle fotoelettriche ad alta efficienza più economiche in modo da ridurre i costi di costruzione delle centrali elettriche. Un'altra via più radicale è la costruzione di centrali solari orbitali. Queste centrali sono già realizzabili con la tecnologia odierna, ma avrebbero un costo elevatissimo per via dell'enorme quantità di denaro necessario per mandare in orbita la centrale. In ogni caso alcuni studi sono a buon punto e alcune nazioni (il Giappone in particolare) intendono costruire una di queste centrali entro il 2040.

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Una centrale solare è una centrale elettrica che utilizza l' energia solare per produrre corrente elettrica. Esistono due tipi di centrali solari: la centrale a concentrazione e la centrale termodinamica. Questo tipo di centrale elettrica utilizza dei moduli fotovoltaici per convertire direttamente la luce solare in energia elettrica tramite l' effetto fotovoltaico, quindi è differente dalla maggior parte delle centrali perché non utilizza il gruppo turbina-alternatore.

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Vantaggi dell'energia idroelettrica

Un'energia efficiente e duratura

Flessibilità ed efficienza

La potenza degli impianti può essere adattata velocemente alle nuove esigenze. Inoltre, l'energia prodotta ha un costo per kilowattora molto competitivo.

Lunga durata

Una centrale idroelettrica ha una vita operativa potenziale di un secolo: un tempo sufficiente per produrre una grande quantità di energia sostenibile.

Meno CO2

Le centrali idroelettriche non producono anidride carbonica: un vantaggio per l'ambiente e la salute dell'uomo.

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C'è un legame che unisce il mulino settecentesco di Cromford, in Inghilterra, e la Diga delle Tre Gole, in Cina. Anche se in apparenza non hanno nulla in comune, si tratta di due espressioni della stessa capacità: quella dell'uomo di ricavare energia dall'oro blu, l'acqua.

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§ Centrali idroelettriche, esempi nel mondo e L'impatto sull'ambiente dell'energia dell'acqua

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Per scoprire in poche parole cos'è l'energia idroelettrica, come generano energia le centrali e dove sono quelle più grandi al mondo, leggi l'articolo!

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Come funziona una centrale idroelettrica

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Come funziona una centrale idroelettrica

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Come funziona una centrale idroelettrica | Edison

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§ Efficienza energetica: cos'è e come migliorarla

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La crescente consapevolezza dei cambiamenti climatici e delle sfide legate alla disponibilità di risorse energetiche ha spinto governi, imprese e individui a cercare modi per ridurre il consumo energetico e massimizzare i benefici ottenuti dall'energia utilizzata.

La promozione dell'efficienza energetica è diventata una priorità, non solo per ridurre l'impatto ambientale, ma anche per migliorare la sostenibilità economica e ridurre i costi operativi. In questo articolo, dopo aver compreso cos'è l'efficienza energetica, vengono discussi alcuni metodi per migliorarla e quali incentivi prevede il governo per la sua crescita.

Cos'è l'efficienza energetica?

In un'epoca in cui il consumo di energia è in costante aumento e le preoccupazioni ambientali sono sempre più rilevanti, l'efficienza energetica è un tema di crescente importanza. Ma che cos'è l'efficienza energetica?

Il termine si riferisce all'ottimizzazione dell'uso dell'energia per ottenere un determinato risultato o servizio, riducendo al minimo gli sprechi. In altre parole, l'obiettivo dell'efficienza energetica è ottenere la massima produzione o il massimo risultato con il minimo consumo di energia possibile. Non significa quindi sacrificare l'impiego energetico ma, piuttosto, sfruttare le risorse a propria disposizione in maniera più razionale e intelligente.

L'efficienza energetica è un aspetto chiave per ridurre l'impatto ambientale delle attività umane e per gestire in modo più sostenibile le risorse energetiche. Riducendo il consumo di energia e migliorando l'efficienza energetica, è possibile contribuire a ridurre le emissioni di gas serra e a preservare le risorse naturali. In molte giurisdizioni, tra cui quella italiana, esistono normative e incentivi volti a promuovere l'efficienza energetica, per incoraggiare le imprese e i consumatori ad adottare pratiche e tecnologie più efficienti dal punto di vista energetico.

L'efficienza energetica è un concetto fondamentale per diversi settori, tra cui l'industria, il trasporto, l'edilizia e, naturalmente, la produzione di energia. Alcuni esempi di misure per migliorare le efficienze energetiche includono l'adozione di tecnologie più efficienti dal punto di vista energetico, l'isolamento termico negli edifici per ridurre le perdite di calore, l'ottimizzazione dei processi industriali per ridurre gli sprechi di energia e l'uso di veicoli elettrici o ibridi nel settore dei trasporti. Esistono anche diverse soluzioni per incrementare l' efficienza energetica della casa .

Come migliorare l'efficienza energetica

Esistono numerose strategie che possono essere adottate per ottimizzare l'uso delle risorse energetiche e ridurre l'impatto ambientale. L'efficientamento energetico si esprime attraverso una serie di interventi in diversi contesti, dai settori industriali all'edilizia e al trasporto. Ecco alcune misure chiave per migliorare l'efficienza energetica:

isolamento termico: migliorare l'isolamento termico degli edifici significa ridurre le perdite di calore durante l'inverno e diminuire l'afflusso del caldo esterno durante l'estate. In questo modo, l'utilizzo dei sistemi di riscaldamento e di ventilazione viene notevolmente diminuito, favorendo il risparmio energetico;

fonti rinnovabili : per ottimizzare l'efficienza energetica una delle soluzioni più diffuse ed efficaci riguarda l'utilizzo di fonti rinnovabili. Per esempio, installare pannelli solari in un edificio per generare autonomamente parte dell'energia necessaria al proprio fabbisogno permette di diminuire il dispendio energetico garantendo, al contempo, un risparmio economico ma anche una maggiore sostenibilità ambientale. Energie rinnovabili ed efficienza energetica, dunque, rappresentano un binomio decisivo nella lotta alla crisi economica ed ecologica;

tecnologie efficienti dal punto di vista energetico: utilizzare apparecchiature, macchinari e sistemi caratterizzati da un basso consumo di energia consente di migliorare l'efficienza energetica. Questo può includere l'adozione di elettrodomestici a basso consumo energetico, lampade a LED, veicoli elettrici e attrezzature industriali efficienti. In particolare, in ambiente casalingo, si consiglia di utilizzare elettrodomestici di classe energetica alta e lampadine a LED ;

ottimizzazione dei processi industriali: nel contesto industriale, l'ottimizzazione dei processi può ridurre gli sprechi di energia. Questo può includere la revisione dei processi produttivi, l'uso di tecnologie avanzate di controllo e monitoraggio, e la manutenzione regolare delle attrezzature;

gestione dell'energia: è importante monitorare e gestire attentamente il consumo energetico per identificare le opportunità di risparmio.

Infine, oltre all'adozione delle misure elencate, per ottenere una migliore efficienza energetica è fondamentale cercare di ridurre al minimo gli sprechi attraverso attività come evitare di tenere le luci accese quando non ve n'è la necessità, evitare perdite d'aria compressa nei sistemi industriali o perdite di calore negli edifici.

Sorgenia è un'azienda operante nel settore energetico che si impegna attivamente per promuovere e sostenere l'efficienza energetica in Italia. Tra le principali iniziative di Sorgenia per migliorare l'efficienza energetica si trovano la produzione di energia da fonti rinnovabili, la promozione dell'autoconsumo, l'analisi dei consumi energetici per comprendere come migliorarne l'efficienza e molto altro.

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Efficienza energetica: cos'è e come migliorarla

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