Definizione: con il termine energie rinnovabili si intendono forme di
energia che si rigenerano in tempi brevi se confrontati con i tempi
caratteristici della storia umana. Le fonti di tali forme di energia sono
dette risorse energetiche rinnovabili.
Fonti di energia:
Solare: l'energia solare può essere utilizzata per generare elettricità
(fotovoltaico) o per generare calore (solare termico). Sono tre le
tecnologie principali per trasformare in energia sfruttabile l'energia del
sole:
il pannello solare termico sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido
con speciali caratteristiche, contenuto nel suo interno, che cede
calore, tramite uno scambiatore di calore, all'acqua contenuta in
un serbatoio di accumulo.
il pannello fotovoltaico sfrutta le proprietà di particolari
elementi semiconduttori per produrre energia elettrica quando
sollecitati dalla luce.
Il pannello solare a concentrazione sfrutta una serie di specchi
parabolici a struttura lineare per convogliare i raggi solari su un tubo
ricevitore in cui scorre un fluido termovettore o una serie di specchi
piani che concentrano i raggi all'estremità di una torre in cui è
posta una caldaia riempita di sali che per il calore fondono. In
entrambi i casi "l'apparato ricevente" si riscalda a temperature
molto elevate (400 °C ~ 600 °C) (solare termodinamico)
Idroelettrico: L'energia idroelettrica viene ricavata dal corso di fiumi
e di laghi grazie alla creazione di dighe e di condotte forzate.
Esistono vari tipi di diga: nelle centrali a salto si sfruttano grandi
altezze di caduta disponibili nelle regioni montane. Nelle centrali ad
acqua fluente si utilizzano invece grandi masse di acqua fluviale
che superano piccoli dislivelli; per far questo però il fiume deve
avere una portata considerevole e un regime costante.
La produzione di energia idroelettrica può avvenire anche
attraverso lo sfruttamento del moto ondoso, delle maree e delle
correnti marine. In questo caso si parla di energia mareomotrice.
Eolico: Il vento passa su entrambe le facce della pala, più
velocemente sul lato superiore, creando un area di bassa
pressione: questa differenza di pressione tra le due superfici ha come
risultato una forza chiamata portanza aerodinamica. La potenza
generata da un aerogeneratore dipende essenzialmente dall'area
spazzata dal rotore e dal cubo della velocità del vento.
Geotermica: Il principio su cui si basa la geotermia è che
la temperatura del suolo aumenta man mano che si scende in
profondità: in media ogni 100 metri la temperatura delle rocce cresce
di +3° C.
L’energia geotermica si forma quindi dalle acque sotteranee che a
contatto con rocce ad alte temperature si riscaldano trasformandosi
in vapore. L’energia prodotta tramite questo processo è destinata al
riscaldamento urbano, le coltivazioni in serra e il termalismo.In alcune
particolari zone questa caratteristica naturale del pianeta si accentua
con temperature nel sottosuolo leggermente più alte della media, ad
esempio a causa di fenomeni vulcanici o tettonici. Qui l’energia può
essere facilmente recuperata anche a basse profondità, tramite
appunto la geotermia. Come? Convogliando i vapori provenienti
dalle sorgenti d’acqua del sottosuolo verso apposite turbine adibite
alla produzione di energia elettrica e riutilizzando il vapore acqueo per
il riscaldamento urbano, le coltivazioni in serra e il termalismo.
Ma quando non c’è acqua? Per alimentare la produzione del vapore
acqueo si ricorre spesso all’immissione di acqua fredda in profondità,
una tecnica utile per mantenere costante il flusso del vapore.
In questo modo si riesce a far lavorare a pieno regime le turbine e
produrre calore con continuità. Se si vuole ottenere il riscaldamento di
edifici o serre viene messa in atto l’azione di un fluido a bassa
temperatura, se invece si vuole ricavare energia elettrica si fa uso di
un fluido ad alte temperature.
Le energie non rinnovabili sono quelle fonti di energia che derivano
da risorse che tendono ad esaurirsi, diventando troppo costose o
troppo inquinanti per l'ambiente, al contrario di quelle rinnovabili,
che vengono reintegrate naturalmente in un periodo di tempo
relativamete breve.
Le fonti non rinnovabili sono quelle più sfruttate dall'umanità perché in
grado di produrre le maggiori quantità di energia con impianti
tecnologicamente semplici e collaudati. Spesso, l'utilizzo di tali fonti
porta con sé problemi di inquinamento ambientale quali la
produzione di gas serra o scorie radioattive.
Fonti di energia:
Petrolio: Il petrolio (dal termine tardo latino petroleum, composto
di petra, "roccia", e oleum, "olio", cioè "olio di roccia"), anche detto oro
nero, è un liquidoinfiammante, viscoso, di colore che può andare dal
nero al marrone scuro, passando dal verdognolo fino all'arancione,
che si trova in alcuni giacimenti dentro gli strati superiori della crosta
terrestre.È detto greggio o grezzo il petrolio così come viene estratto
dai giacimenti, cioè prima di subire qualsiasi trattamento teso a
trasformarlo in successivi prodotti lavorati. Quasi sempre ha una massa
volumica inferiore a quella dell'acqua. È composto da una miscela di
vari idrocarburi, sostanze formate solo da idrogeno e carbonio (in
prevalenza alcani, ma con variazioni nell'aspetto, nella composizione
e nelle proprietà fisico-chimiche).
Carbone: Il carbone (o carbone fossile) è un combustibile fossile o
roccia sedimentaria estratto da miniere sotterranee, a cielo aperto o
prodotto artificialmente. La formazione del carbone risale a circa 345
milioni di anni fa, quando un clima caldo ed umido ed un'elevata
concentrazione di CO2 favorirono la crescita di alberi giganti: la loro
morte (favorita da inondazioni) e la successiva degradazione, assistita
da funghi e batteri, hanno portato a quelli che conosciamo come
carboni fossili.
È un combustibile pronto all'uso, formatosi entro rocce sedimentarie di
color nero o bruno scuro; composto principalmente da carbonio,
tracce di idrocarburi, oltre a vari altri minerali accessori assortiti,
compresi alcuni a base di zolfo. Esistono vari metodi di analisi
per caratterizzarlo. L'inizio del suo massiccio sfruttamento è spesso
associato alla Rivoluzione Industriale, ancor oggi il carbone rimane un
combustibile assolutamente importante, e un quarto dell'elettricità di
tutto il mondo viene prodotta usando il carbone. Negli Stati Uniti circa
la metà dell'elettricità è generata dal carbone. In Italia la quota è del
10%. In passato era utilizzato anche per alimentare alcuni mezzi di
trasporto - quali le locomotive e le navi a vapore - e
per riscaldamento degli edifici.
L'uso del carbone per la produzione di energia è globalmente uno dei
fattori principali dell'emissione di anidride carbonica nell'atmosfera
terrestre, principale causa dell'effetto serra e del riscaldamento
globale. Dal carbone si può ottenere il carbone attivo usato
in chimica. Dal lavaggio del gas di carbone si ottiene inoltre come
sottoprodotto il catrame di carbone.
Gas: Il gas naturale è un gas prodotto
dalla decomposizione anaerobica di materiale organico.
In natura si trova comunemente allo stato fossile, insieme al petrolio,
al carbone o da solo in giacimenti di gas naturale. Viene però anche
prodotto dai processi di decomposizione correnti, nelle paludi (in
questo caso viene chiamato anche gas di palude), nelle discariche,
durante la digestione negli animali e in altri processi naturali. Viene
infine liberato nell'atmosfera anche dall'attività vulcanica.
Energia nucleare: Con energia nucleare (detta anche energia
atomica), si intendono tutti quei fenomeni in cui si ha produzione
di energia in seguito a trasformazioni nei nuclei atomici: tali
trasformazioni sono dette "reazioni nucleari". L'energia nucleare è una
forma di energia che deriva da profonde modifiche della struttura
stessa della materia. Insieme alle fonti rinnovabili e le fonti fossili, è
una fonte di energia primaria, ovvero è presente in natura e non
deriva dalla trasformazione di un'altra forma di energia.
La Commissione europea si è espressa chiarendo che il nucleare non
è da considerarsi come rinnovabile.Benché inoltre rappresenti in gran
parte una forma di energia pulita dal punto di vista delle emissioni
di anidride carbonica (CO2) in atmosfera, presenta diversi altri
problemi ambientali e di pubblica sicurezza per quanto riguarda i
fenomeni connessi alla radioattività attraverso le scorie radioattive.
A livello internazionale l'Agenzia Internazionale per l'Energia
Atomica (IAEA, International Atomic Energy Agency) si occupa di
promuovere l'utilizzo pacifico dell'energia nucleare e di impedirne
l'utilizzo per scopi militari. Ha funzionalità di sorveglianza e controllo
sulla sicurezza degli impianti nucleari esistenti o
in progettazione/realizzazione.
