Mentre scrivo la situazione a Fukushima Daiichi è in miglioramento, ma ancora non è arrivata l'ora di tirare le somme e parlare al passato. Indipendentemente da come andrà a finire, l'incidente è stato per me il movente per iniziare a informarmi e a documentarmi su una delle sfide del futuro, l'approvvigionamento energetico. E anche per sentirmi un imbecille per non averlo fatto prima.
Da fisico e "intellettuale di merda" quale sono, non ho paura del nucleare di per se e non credo che le scelte strategiche per il futuro di tutti possano essere prese sulla base di emozioni e impulsi. Mettiamo sul tavolo pro e contro, problemi e soluzioni tecniche, quadro economico e sostenibilità ambientale.
Le possibilità
La maggior parte delle fonti energetiche che sono credibili ad oggi si dividono in tre gruppi:
- energia solare "storica" concentrata in energia chimica: tutti i combustibili fossili
- energia solare "attuale": legna da ardere, idroelettrico, fotovoltaico, solare, eolico e moto ondoso
- energia nucleare (relitto dell'energia di altre stelle, ma qui divago)
Rimangono fuori l'energia geotermica e quelle delle maree e forse qualche altra fonte di nicchia. Oltre alla "fusione nucleare" controllata che allo stato non è proprio credibile.
I combustibili fossili
Allo stato attuale quasi l'85% della produzione mondiale di energia viene da combustibili fossili come petrolio, carbone e gas, e il motivo è che sono i materiali in cui l'energia solare è stata concentrata meglio e per più a lungo. Gli alberi hanno concentrato energia solare, di per se a bassa intensità, in energia chimica ad intensità molto più alta, lo hanno fatto per anni prima di finire sotto terra dove i processi di fossilizzazione hanno ulteriormente concentrato l'energia chimica per millenni.
Sfortunatamente l'energia "tradizionale" da combustibili fossili ha dei problemi molto seri:
- il combustibile fossile finirà. Non è chiaro quando, ma il fatto che trivellare il golfo del Messico a 1.500m di profondità fosse considerata una buona idea non fa ben sperare,
- a forza di bruciare roba si immette tanta CO2 nell'aria da alterare la composizione dell'atmosfera e conseguentemente da rischiare di alterare il clima.
Mettiamo da parte i miglioramenti di efficienza nell'uso dell'energia a tutti i livelli e la possibilità di diminuire la domanda di energia nei Paesi ricchi, in entrambi i casi si guadagna tempo, ma non si "risolvono" i due problemi di cui sopra. Serve comunque almeno una fonte di energia "alternativa".
Le fonti rinnovabili
Tolti pochi casi le cosiddette fonti rinnovabili consistono nello sfruttamento dell'energia solare "attuale" direttamente (solare e fotovoltaico) o a valle di qualche fenomeno naturale che ne concentri l'intensità (idroelettrico, biomasse, eolico e moto ondoso).
Con le fonti rinnovabili apparentemente si risolvono in un colpo solo sia il problema di approvvigionamento che quello del CO2. Basta convertire al più presto il mondo ad utilizzare esclusivamente energie rinnovabili e il gioco è fatto.
Perché allora le fonti rinnovabili sono ferme al 5% della produzione mondiale, con l'idroelettrico che fa la parte del leone? Perché non decollano nonostante gli investimenti e gli incentivi a pioggia?
Sorprendentemente la chiave per capire il problema di fondo delle energie rinnovabili è molto semplice: l'energia solare "attuale" ha già un'intensità puntuale piuttosto bassa,
dell'ordine delle centinaia di W/m², che si riduce a
poche decine di W/m² di energia elettrica realmente utilizzabile. Anche sfruttando i vari fenomeni che concentrano naturalmente l'energia parlare di megawatt (MW) significa parlare di decine di ettari se non di km². Per poter sfruttare le fonti rinnovabili bisogna attingere ad una risorse che non è affatto rinnovabile: la terra.
Tanto per dare un'idea dei numeri di cui stiamo parlando: la domanda di
energia elettrica di picco in Italia è di circa 50.000 MW che con le migliori tecnologie di oggi corrisponderebbe a una superficie di centrali rinnovabili tra i 5.000 e i 50.000 km², ossia dimensioni comparabili con i
105.000 km² di terre coltivate. Per capirci, la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili è in competizione con l'agricoltura per lo stesso territorio.
Ma c'è di peggio. Per loro natura l'impatto ambientale delle centrali elettriche da fonti rinnovabili è massiccio a causa della necessità di realizzare strutture permanenti in cemento e acciaio su aree con estensione geografica. Nel caso di solari e fotovoltaico l'impatto di una centrale sul territorio è quasi paragonabile all'urbanizzazione dell'intera area. È importante capire che la quantità di materiale da costruzione necessaria, e quindi di rifiuti industriali che dovranno un giorno essere smaltiti, è enorme e si tratta di un elemento non rinnovabile nel ciclo di produzione. Per chi avesse voglia sul sito
BraveNewClimate.com citato prima c'è
una intera sezione interamente dedicata all'impatto ambientale delle varie fonti rinnovabili.
Se non bastasse, l'energia elettrica rappresenta circa il 12% del fabbisogno globale di energia poiché il grosso della domanda è costituito da energia termica per riscaldamento e trasporti.
In conclusione
Le considerazioni fatte fin qui si reggono su due semplici concetti, la bassa intensità dell'energia solare "attuale" che implica la dimensione geografica delle centrali e la necessità di realizzare strutture permanenti che implica un impatto ambientale importante e una significativa non-rinnovabilità nella costruzione delle centrali. Le innovazioni tecnologiche che sicuramente ci saranno difficilmente potranno scardinare l'impianto nel medio periodo e anche nel lungo periodo la situazione è tutt'altro che rosea.
Il nucleare ha la sua bella collezione di problemi ingegneristici, politici e sociali, ma non si può buttare alle ortiche a cuor leggero perché tanto abbiamo già un'altra soluzione. L'altra soluzione al momento non è una soluzione.
Aggiornamenti: ho aggiornato i numeri e gli ordini di grandezza del paragrafo sulle fonti rinnovabili, non cambia molto nella sostanza.
