InquietaMente: il potere dell'energia

transcript

IIIIIIaa C PNI Liceo Scientifico “Arturo C PNI Liceo Scientifico “Arturo IsselIssel” di Finale Ligure SV” di Finale Ligure SV

maggio 201maggio 2012 (agg.to giugno 2012)

tema 2012tema 2012

inquietudine & potereinquietudine & potere

Relazioni:

� Risparmio energetico

� Carbone: combustibile dimenticato

� CCS: Carbon Capture & Storage� CCS: Carbon Capture & Storage

� Dual Use

Programma di studi e ricerche, sviluppato da gruppi di lavoro formati da studenti della III C

PNI, coordinato dal prof. Claudio Romeni

Presentazione del programma allaFesta dell’Inquietudine 2012

prof. Claudio Romeniprof. Claudio Romeni

� IEA World Energy Outlook 2011 presentation

� Le foto di “inquietamente 2012” sono di Emilio

Rescigno, fotografo creativo http://emiliorescigno.com/

� IEA World Energy Outlook 2011 presentation www.ret.gov.au/energy/.../12DecCanberraWE...

� IPCC (Intergovernmetal Panel for Climate Change): Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation 2011 http://srren.ipcc-wg3.de/report

� IAEA-International Atomic Energy Agency http://www.iaea.org/

� Progetto Porto Tolle www.portotolleproject.com

� La Carbon Capture and Storage (CCS) e lo stoccaggio sicuro della CO2 (enelvideo)

� IPCC ( Intergovernmental Panel on Climate Change) www.ipcc.ch

� CCS: cattura e sequestro di CO2 (Tiziana Zerlia_ SSC)� CCS: cattura e sequestro di CO2 (Tiziana Zerlia_ SSC)

� MIT: The Future of Coal 2007

� www.zeroemission.eu

� J. Cirincione, BombScare - The History & Future ofNuclear Weapons, Columbia University Press, 2007.

� R. Garwin G. Charpak, Megawatts and Megatons, Knopf2001

Più con Meno

Teoria e pratica del risparmio

Una realtà inquietante

� Bosio, Lorenzo

� Felice, Luca

� Fossati, Michele

� Hoxha, Sanie

Marin, Giulia� Marin, Giulia

� Novella, Noemi

� Pezzoli, Amedeo

� Scarrone, Francesca

� Il fabbisogno mondiale di energia sarà di circa il 30% superiore rispetto a quello del 2010.

� La produzione di energia elettrica rappresenterà più del 40% dei consumi mondiali di energia.più del 40% dei consumi mondiali di energia.

� I miglioramenti delle tecnologie di risparmio energetico aiuteranno a contenere le emissioni.

Fonte: Exxon Mobil

� Italiano medio: 15 Kwh/giorno

� Finale Ligure: 195.000 Kwh/giorno

� Milano: 75.000.000 Kwh/giorno

� ITALIA: 900.000.000 Kwh/giorno

� Un italiano = 25 barili di petrolio/anno

� Italia = 1.500.000.000 barili/annobarili/anno

� Con un risparmio energetico di solo il 15% si salvano 250.000.000 di barili

(Smil, Energy in nature and society, MIT Press 2008)

250.000.000 barili =

In Italia con un risparmio energetico del 15% si salvano 250.000.000 di barili

Per rendere l’idea …Per rendere l’idea …

250.000.000 barili =

10 petroliere

Risparmio energetico:ridurre i consumi di energia necessaria peri nostri bisogni e le i nostri bisogni e le nostre attività.

Evitaregli sprechi

Miglioraretecnologie

Risparmio

Grande differenza

Produzione a nuovo:

consumo 5 MJ

Produzione da riciclo:

consumo 0,5 MJ

� La centrale di Vado Ligure produce circa 20 Gwh/giorno alla massima potenza.

� Per alimentare la sola città di Milano occorrono 4 centrali di questa capacità di produzionecentrali di questa capacità di produzione

� Ogni anno UNA SOLA centrale produce 5.000.000 Tonnellate di sostanze a grande impatto ambientale.

Il Carbone: estrazione e uso

Tipologie di carbone

Perché parlare del carbone?

� Martina Carzolio

� Daniele De Vincenti

� Andrea Gagliardo

� Elisabetta Galluzzo� Elisabetta Galluzzo

Fonte: World Energy Outlook 2011

The The powerpower ofof EnergyEnergy

� Il carbone è un combustibile fossile estratto:◦ in miniere sotterranee ◦ in miniere a cielo aperto

� Impieghi principali:◦ Riscaldamento pubblico e privato◦ Produzione di energia elettrica◦ Produzione di filtri

� Pericoli:◦ Crolli, incendi e allagamenti

nelle gallerie◦ Rischi per gli operai

Vantaggi:

� Pericoli:◦ inquinamento dovuto a

polveri◦ Impatto ambientale

� Vantaggi:

Miniere sotterranee Miniere a cielo aperto

� Vantaggi:◦ Minor inquinamento◦ Riduzione di impatti

ambientali

� Vantaggi:◦ Minori costi di mantenimento◦ Minori rischi dovuti a crolli

� Lignite:◦ formazione recente◦ potere calorifico di

4500-6000 kcal/kg.

� Torba:◦ Deriva da piante

erbacee in decomposizione◦ potere calorifico di

5000 kcal/kg.5000 kcal/kg.

� Antracite:◦ Di qualità superiore◦ Utilizzato per

riscaldamento◦ potere calorifico di

� Litantrace:◦ Più diffuso◦ Utilizzato nella

produzione elettrica◦ potere calorifico di ◦ potere calorifico di

8500 kcal/kg◦ potere calorifico di

7000-8500 kcal/kg.

� Ne esistono grandi giacimenti.

� È necessario per la vita dell’uomo.

� Ha un enorme potenziale inquinante, che va � Ha un enorme potenziale inquinante, che va necessariamente limitato.

I primi 5 paesi: 1.Cina, 2.USA, 3.India, 4.Australia, 5.Indonesia

Estrazione CarboneEstrazione Carbone

� L’80% dell’energia mondiale deriva dai combustibili fossili.

� La Cina costruisce l’equivalente di 2 centrali da 500 MW a settimana.

� Una centrale da 500 MW produce circa 3 milioni di tonnellate all’anno di CO2.

� Gli USA producono 1.5 miliardi di tonnellate di CO2 per anno.

� centrale di Vado Ligure (660MW): circa 4 milioni di tonnellate di CO2all’anno.

� a pressione ambiente hanno un � a pressione ambiente hanno un volume di 2 miliardi di metri cubi (un cubo di 1,3 km di lato!)

� se resa liquida, occupa comunque uno spazio pari a un cubo di 160 metri di lato.

Incremento di COIncremento di CO22 a partire dal 1750 a partire dal 1750

(Rivoluzione Industriale)(Rivoluzione Industriale)

Presentazione dello studio alla Festa dell’Inquietudine 2012

Il potere dell’EnergiaIl potere dell’Energia

Cosa è la CCS?

Stoccaggio in/off-shore

Progetti CCS

� Cecilia Aicardi

� Luigi Costa

� Lara Ferruccio

� Beatrice Pitton

Tecnologia mirata a impedire il rilascio nellaatmosfera di grandi quantità di CO2 derivantidall’impiego di combustibili fossili mediante lacattura e il successivo stoccaggio del gas in sitiopportuni.opportuni.

CCS: come funziona

CatturaCattura di COdi CO22dada fonti puntualifonti puntuali di grandi dimensionidi grandi dimensioni (come le (come le

centralicentrali elettriche a combustibili fossili). Stoccaggio permanente elettriche a combustibili fossili). Stoccaggio permanente

nel sottosuolonel sottosuolo al fine di rimuoverla dal ciclo atmosfericoal fine di rimuoverla dal ciclo atmosferico

Stoccaggio offStoccaggio off--shore della CO2shore della CO2

Stoccaggio Stoccaggio inin--shoreshore della CO2della CO2

ccs_projects.jpg, iea.org

Progetti CCS nel mondoProgetti CCS nel mondo

Progetto CCS Enel di Porto Tolle (RO)

L’impianto Enel Porto Tolle (Ro) prevede, oltre alla cattura della CO2 dai fumi della centrale, la compressione, il trasporto e lo stoccaggio geologico

in un acquifero salino. Obiettivo del progetto è il retrofit di un gruppo da 660MW della centrale a carbone di Porto Tolle, usando tecnologie per la

cattura in post-combustione.38

Fonte: http://www.portotolleproject.com

An American Coalition for Clean Coal Electricity-funded study entitled “DOE Clean Coal Technology Programs Offer Highest Return on Offer Highest Return on Investment” reports that by 2020, American taxpayers will see a return of $13 for every dollar the government invests in these technologies.

La protezione dell'ambiente rimane un problema cruciale che viene un problema cruciale che viene affrontato fissando limiti di tolleranza per gli inquinanti sempre più stringenti.

� Daniela Celentano

� Beatrice Forte

� Francesca Lanuara

Gruppo di lavoro IIIC PNI

� Francesca Lanuara

� Federica Roascio

La sigla PM10 identifica polveri, fumo, micro gocce di sostanze liquide in sospensione nell'atmosfera sotto forma di particelle

microscopiche, il cui diametro è uguale o inferiore a 10 µm (10 millesimi di millimetro). 42

� Principali fonti di PM10

◦ fonti naturali: incendi, erosione suolo, eruzioni vulcaniche, polline, sale marino;

◦ fonti antropiche: combustione nei motori a scoppio, negli impianti di riscaldamento e nelle attività

PM10: Fonti e Nocività

negli impianti di riscaldamento e nelle attività industriali;

� La nocività delle polveri sottili è tanto maggiore quanto più piccole sono le polveri riescono a oltrepassare le difese dell'apparato respiratorio.

Modalità di Modalità di funzionamento dei filtrifunzionamento dei filtri

� Una media centrale a carbone produce ogni anno circa 70.000 tonnellate di ceneri incombuste.

� … e i Filtri …� Intercettano solo il particolato

presente nei fumi e evitano fenomeni del genere

� Ottime efficienze per

particolato di qualsiasi

dimensione;

� Efficienze di rimozione

� Alti costi di installazione e

di manutenzione;

� Rischi di incendi ed

esplosioni;

Vantaggi Svantaggi

elevate (99%);

� Perdite di carico

modeste.

� Impegno notevole di

spazio

Presentazione dello studio alla Festa dell’Inquietudine 2012

Il potere dell’EnergiaIl potere dell’Energia

Dual Use: la bomba atomica

Potenziale distruttivo di un’arma atomica

Proliferazione nucleare

� Nicolò Bielli,

� Giulia Marini,

� Jonathan Pepe,

� Sofia Saffirio, � Sofia Saffirio,

� LeonardfoScanavino,

� Maicol Stracci,

� Aldo Zhupa

Dual-use è un termine usato in politica, in diplomazia, nel business e nell’industria per riferirsi a tecnologie che possono essere usate per scopi pacifici e militari.

� Per quanto riguarda il nucleare, l’Agenzia Internazionale per l’Energia Atomica (IAEA -

Internazionale per l’Energia Atomica (IAEA -International Atomic Energy Agency ) ha il compito di monitorare il dual-use nei paesi firmatari del Trattato di non proliferazione nucleare, per assicurarsi che il materiale, utilizzato per la fissione, non sia deviato a funzioni militari.

� Iran e Nord Corea sono accusati di avere sviluppato armi nucleari utilizzando tecnologie dual-use.

� 1945: costruzione della prima bomba atomica da parte di un team statunitense (Progetto Manhattan)

� 1945: 06 e 09 agosto bombardamento di Hiroshima e Nagasaki

� 1949-1964: Russia, Inghilterra, Francia e Cina ottengono la bomba

� 1957: creazione IAEA

� anni ’80: trattati Start I e

Start II tra USA e Russia

Potenziale distruttivo di un’arma Potenziale distruttivo di un’arma

atomicaatomica

"Little Boy" nome in codice della bomba atomica sganciatasu Hiroshima il 06 Agosto1945, dalla Superfortress Enola Gay,

Boeing B-29.

Nome ordigno: Little Boy, Potenziale: 15 Nome ordigno: Little Boy, Potenziale: 15 ktkt

Bomba termonucleare che equipaggiava i bombardieri e i caccia bombardieri tattici NATO in Europa nel periodo 1962-72.

Nome ordigno: B28, Potenziale: 1,5 Nome ordigno: B28, Potenziale: 1,5 mtmt

Tsar, nome in codice Ivan, è stata la più potente bomba all’idrogeno sperimentata. Fu progettata in URSS da un team guidato da Andrej

Sacharov nel 1961. Il test venne eseguito con una versione depotenziata da 50 mt il 30 ottobre 1961, con effetti devastanti.

Nome ordigno: Nome ordigno: TsarTsar, Potenziale: 100 , Potenziale: 100 mtmt

1974 ???? ????

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

1945 1960

Fonte:”Bomb Scare-The History & Future Of Nuclear Weapons”. 2008

Disponibilità Disponibilità di ordigni di ordigni nucleari: USA vs. Russianucleari: USA vs. Russia

Fonte:”Bomb Scare -The History & Future of Nuclear Weapons”

Paesi con disponibilità di ordigni nucleariPaesi con disponibilità di ordigni nucleari

Proliferazione nucleare

Il Potere dell’EnergiaIl Potere dell’Energia

Israele

India – Pakistan

Corea del Nord

1970: inizio programma atomico.1970: inizio programma atomico.Novembre 2011: IAEA dichiara che l’Iran possiede Novembre 2011: IAEA dichiara che l’Iran possiede

tecnologie necessarie per costruire un bomba atomica. tecnologie necessarie per costruire un bomba atomica. AhmadinejadAhmadinejad, ribadisce fini civili., ribadisce fini civili.

Israele

Secondo l’IAEA possiede la bomba nucleare.Secondo l’IAEA possiede la bomba nucleare.Non ha mai smentito né confermato.Non ha mai smentito né confermato.

Non ha firmato il trattato per il disarmo nucleare.Non ha firmato il trattato per il disarmo nucleare.

India – Pakistan

Dal 2009 dichiarano di essere in possesso di ordigni Dal 2009 dichiarano di essere in possesso di ordigni nucleari.nucleari.

Test nucleari: 5 dell’India e 6 del Pakistan.Test nucleari: 5 dell’India e 6 del Pakistan.Nel 2011 firmato un bando sui test nucleari.Nel 2011 firmato un bando sui test nucleari.

Corea del Nord

Dal 1998 porta avanti test missilistici,ultimo test fallito nel Dal 1998 porta avanti test missilistici,ultimo test fallito nel 2011. Sanzionata dall’ ONU.2011. Sanzionata dall’ ONU.

Costruzione avanzata di una centrale nucleare nella Costruzione avanzata di una centrale nucleare nella regione di North regione di North PyonganPyongan

Futuro energetico inquietante

Il Potere dell’EnergiaIl Potere dell’Energia

� Inquinamento globale: CO2

� Inquinamento locale: polveri sottili

Obiettivo � fare più con meno.

� Meno inquinamento più energia

Lato Lato luminoso (o forse luminoso (o forse solo meno oscuro) solo meno oscuro)

polveri sottili

� Nucleare per scopi bellici

energia

� Meno CO2 più carbone

Lato oscuro Lato oscuro

InquietaMente: il potere dell'energia

Education