Risorse energetiche rinnovabili per un pianeta più sano

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Il nostro ambiente è caratterizzato dalla presenza di fondamentali sistemi di risorse idriche ed energetiche che consentono lo sviluppo e il mantenimento degli equilibri necessari per la crescita della vita umana. Purtroppo molte di queste risorse, come l’acqua e le energie di derivazione fossile, sono in drammatico esaurimento e il massivo utilizzo delle seconde hanno provocato danni pressoché irreversibili per il nostro pianeta.

Nei prossimi anni probabilmente la temperatura media del globo salirà e questo comporterà sconvolgimenti climatici con diversi gradi di sviluppo: un aumento anche di un grado provocherebbe maggiori scioglimenti dei ghiacci presenti ai poli e un innalzamento del livello del mare consistente, così come l’avanzata delle aree desertiche e sconvolgimenti a livello degli ecosistemi presenti sul nostro pianeta. Queste situazioni sarebbero esponenzialmente aggravate in caso di aumenti maggiori e reiterati delle temperature.

L’effetto serra

Molto spesso si è sentito parlare di effetto serra, ovvero un fenomeno controllato in grado di mantenere stabili le condizioni climatiche di un luogo. Questo consente infatti di avere temperature più calde rispetto al non verificarsi di questo fenomeno di interazione tra i raggi solari e le molecole dei gas serra (che appunto consentono al calore di rimanere negli strati della nostra atmosfera e non di disperdersi altrove).

L'effetto serra porta al surriscaldamento globale.

L'effetto serra porta al surriscaldamento globale.

L’eccessiva presenza di questi gas, in particolare dell’anidride carbonica, invece definisce un processo non più controllato che non consente più di mantenere una temperatura precisa (a cui il nostro pianeta è abituato) ma di arrivare a temperature pericolosamente più alte. Ridurre i gas serra dunque è fondamentale per il mantenimento dei nostri ecosistemi e per il mantenimento del nostro pianeta in condizioni ottimali.

Le Risorse energetiche rinnovabili

In parallelo è molto importante adoperarsi per sfruttare invece le risorse rinnovabili che hanno la caratteristica di ricostituirsi indefinitamente, al contrario, ad esempio, del metano e del petrolio che sono risorse in fase di esaurimento poichè la loro ricostituzione ha tempi troppo lenti per sopportare i carichi delle richieste da parte dell’uomo.

Invece la radiazione solare, l’energia eolica e quella delle acque è ciclicamente rinnovata e inoltre non contribuisce ad emettere sostanze dannose nell’ambiente. Vediamo di individuare i più importanti sistemi di gestione e sfruttamento delle risorse naturali per la produzione di energie rinnovabili.

L’energia idroelettrica

L’energia idroelettrica è impiegata da diversi anni in Italia ed ha costituito un importante fattore di sviluppo per l’economia del nostro paese. In questo momento però l’energia idroelettrica produce circa il 15% dell’energia elettrica globale. Pochi sono i grandi impianti in funzione mentre si prediligono i piccoli sistemi di approvvigionamento locale (sopratutto nelle zone del nord Italia).

L’energia solare

L’energia solare nel corso degli anni invece ha registrato una forte ascesa ed è certamente la tecnologia rinnovabile più conosciuta e attuale. Si tratta dunque di una tecnologia in grado di produrre energia elettrica mediante sistemi fotovoltaici e riscaldare l’acqua mediante pannelli solari termici.

In Italia ogni anno vengono installati circa 30 chilometri quadri di nuovi pannelli solari; queste cifre se confrontate con ciò che accade in altre zone del nostro continente (in particolare il Nord Europa) sono decisamente basse anche in relazione al fatto che nelle zone nordiche l’apporto del sole è sostanzialmente più scarso che da noi. Le ragioni di questo sottosfruttamento riguardano il sistema legislativo non lungimirante, politiche ambientali poco mirate e una cultura diffusa di legalità e ambiente poco solida.

L’energia biotermica

L’energia biotermica invece è un tipo di energia estrattiva proveniente dal sottosuolo che poi può essere convertita in energia elettrica. Il calore viene estratto dalle acque sotterranee surriscaldate dal magma terrestre che porta ad arrivare a temperature superiori ai trecento gradi centigradi. Questo tipo di sfruttamento consente di abbattere in maniera decisa le emissioni di gas serra rispetto agli impianti a gas e a carbone.

Negli ultimi anni questo tipo di energia ha conseguito uno sviluppo discreto e crescente arrivando ad una produzione di importanti dimensioni. L’energia prelevata da sistemi geotermici si divide in due grandi categorie: l’energia a bassa entalpia viene impiegata maggiormente per il riscaldamento, il raffrescamento degli edifici mentre l’energia ad alta entalpia viene normalmente utilizzata per la produzione di energia elettrica (con cicli convenzionali).

L’energia eolica

Un altro sistema molto conosciuto è l’utilizzo di generatori eolici in grado di convertire l’energia cinetica del vento in energia meccanica per la produzione di energia elettrica. I principali impianti si trovano nelle zone meridionali e nelle isole del nostro paese. Si tratta delle cosidette pale eoliche, una moderna evoluzione dei sistemi dei mulini a vento.

energia eolica

Il generatore eolico.

La biomassa

Altra fonte rinnovabile importante, forse la meno conosciuta,  è data dalla biomassa, convertita in energia mediante la combustione o la produzione di biocombustibili.

La produzione di biomassa avviene attraverso il trattamento di materiali di natura diversa ma di matrice organica (ad esclusione delle plastiche e dei materiali fossili).

La produzione di queste energie mediante processi di combustione non aumenta la quantità di carbonio nell’atmosfera ma ne mantiene le quantità costanti. Questo significa che aumentando la produzione di energia mediante l’utilizzo di biomasse può contribuire alla diminuzione dell’anidride carbonica totale.

Cerchiamo di capire quali siano i principali sistemi di conversione energetica delle biomasse.

Le BIOMASSE: sistemi di conversione energetica

Un primo processo riguarda la conversione biochimica mediante reazioni chimiche dovute al contributo di enzimi, funghi e microorganismi che si formano nelle biomasse a particolari condizioni. Sono interessate a questi processi le colture acquatiche, alcuni prodotti agricoli, i reflui zootecnici e scarti di lavorazione.

I processi di conversione termochimica invece sono basati sull’azione del calore che permette reazioni chimiche necessarie a trasformare materia in energia. Normalmente questo avviene mediante la combustione del legno e dei suoi derivati.

biomassa

La produzione di energia è possibile anche attraverso composti organici.

Ma esistono anche altri processi termochimici come la carbonizzazione, la pirolisi (mediante la decomposizione di materiali organici sotto l’effetto di temperature elevate), la gassificazione (l’ossidazione incompleta di una sostanza in ambienti ad alte temperature per la produzione di gas combustibile)la digestione anaerobica e aerobica (produzione di biogas), la fermentazione alcolica, l’estrazione di oli e la produzione di biodiesel e la steam explosion( pretrattamento di separazione delle frazioni dei substrati vegetali).

Esiste anche un altro sistema di produzione energetica che non si può definire prettamente di produzione energetica “pulita” che è quello legato allo sfruttamento per la produzione di energia termica dai rifiuti solidi urbani.

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