Nucleare o Energia rinnovabile?

Fonte: http://newapocalypse.altervista.org/blog/tag/centrale/ 

Eccoci al nostro secondo appuntamento del ciclo di convegni OIKOS organizzato dagli studenti della Facoltà di Ecologia ed Evoluzione. Il tema di ieri è stato “L'energia e politiche energetiche”. Sono intervenuti questa volta tre ingegneri ed un fisico: i primi tre sono stati il dott. Michele Pinelli, il dott. Mauro Venturini e il dott. Pier Ruggero Spina tutti del Dipartimento di Ingegneria parlandoci rispettivamente dell'energia proveniente da fonte fossile e nucleare, le centrali nucleari nello specifico e delle biomasse mentre il dott. Cesare Malagù, fisico del Dipartimento di Fisica ci ha esposto qualcosa sul fotovoltaico.

Ha iniziato il convengo il dott. Pinelli fornendoci delle nozioni di base utili per capire tutti gli altri interventi successivi. Eccone alcuni:

• Energia: capacità di un corpo di compiere un lavoro. L'unità di misura è il kWh (chilowatt per ora);
• Potenza: lavoro compiuto nell'unità di tempo. L'unità di misura è il kW o come ultimamente viene usato il CV (cavallo vapore). Il Cavallo Vapore non è altro che la capacità di sollevare in un secondo un corpo di 75 Kg;
• Rendimento: rapporto tra energia messa a disposizione dalla macchina (UTILE) e quella messa a disposizione della macchina (LORDA).
• Potere calorifero: di un combustibile è l'energia sviluppata dalla combustione di un'unità di combustione.

Questi alcuni dei concetti fondamentali che ci ha esposto l'ingegnere sottolineando l'importanza di non confondere l'energia con la potenza che sono due cose diverse. 

Per sostenere la qualità di vita l'uomo ha bisogno di entrambi questi due elementi fondamentali. Questo è un dato certo dettatoci dalla storia. Infatti, come ci è stato sottolineato, il 66% della popolazione del 1861 lavorava i campi e l'età media all'epoca era di 35 anni mentre la mortalità infantile pari al 25%. Appena sono stati scoperti i combustibili fossili e quindi le fonti di energia l'età media della popolazione salì a 80 anni mentre quella della mortalità scese allo 0,6%. Ci rendiamo conto che per sostenere la qualità della vita abbiamo bisogno di energia ed ecco perchè ultimamente questa è sempre più richiesta.

Eccone alcuni esempi:

• uno scolaro utilizza 400 kWh/anno;
• un universitario 1700 kWh/anno;
• un letto d'ospedale 3000 kWh/anno;
• un carcerato 7000 kWh/anno.

Noi italiani consumiamo troppa energia e potremmo benissimo usarne di meno ed avere comunque una qualità di vita ottimale.

Ma quali sono le fonti energetiche utilizzate oggi?

Ce ne sono di vario genere, da quelle FOSSILI (petrolio, gas e carbone) a quelle RADIOATTIVE e NUCLEARI, dalla RADIAZIONE SOLARE (fotovoltaico, termodinamico, idroelettrico, eolico e biomasse) ad ALTRE come i rifiuti e le maree.

E quali sono le tecnologie utilizzate?

Anche qui ne abbiamo parrecchie:

1. A combustione esterna: metodo che separa l'impianto di combustione dal motore primario e consente in questo modo la combustione di combustibili di varia origine (impianti termoelettrici a vapore, motori stirling);
2. A combustione interna: dove il combustibile viene iniettato direttamente all'interno del motore primo; necessita quindi di combustibile “pulito” ed ha il vantaggio di avere un maggior rendimento (turbine a gas, motori alternativi);
3. Conversione chimica: trasformazione dell'energia chimica di un combustibile in energia elettrica; avviene direttamente mediante radiazioni elettrochimiche e può essere estremamente efficiente in quanto non deve sottostare alle limitazioni di rendimento imposte dal rendimento di Carnot; 
4. Ciclo combinato: costituito da un motore primo e da un utilizzatore dell'energia termica, utilizzati entrambi per produzione di energia elettrica; questo ha un rendimento del 60%, il secondo motore sfrutta il calore perso dal primo aumentandone così l'efficienza.

Il dott. Pinelli ha poi concluso il suo discorso introducendoci le tattiche di una buona politica energetica. Ci ha spiegato come questa si deve basare su 4 pilatri fondamentali quali: AMBIENTE, SOCIALE, ECONOMICA e TERMICA.

“Bisogna porsi degli obiettivi tenendo conto di questi 4 pilastri”.

Esiste poi un metodo per poter produrre energia elettrica e meccanica attraverso un unico processo. Questo avviene con la COGENMERAZIONE.

Ecco che si inserisce ora il dott. Venturini che entra più nello specifico iniziando a bombardarci di dati sul rendimento delle varie tecnologie. Un ciclo a Vapore acqueo ad esempio arriva al 40%, le turbine a gas al 36% mentre quello combinato arriva fino al 54%.

Ha toccato poi un tema più che attuale dato il vicino referendum italiano e quello che purtroppo sta succedendo in Giappone. Perchè SI al nucleare? Perchè SI in ITALIA? Perchè NO?

Ecco un'analisi sintetica e non di parte, dove ognuno può riflettere attentamente sul problema e magari non andando impreparati a votare al referendum:

SI:

• le scorte di combustibili finiranno a breve e quindi bisognerà cercare altri metodi;
• problemi politici;
• aumento della richiesta di energia;
• peggioramento condizioni atmosferiche con l'emissione di anidride carbonica (le centrali nucleare non ne emettono);
• riscaldamento globale;
• limitati incentivi all'uso di fonti rinnovabili.

Fonte: http://www.lineaquotidiano.net/node/14896 

SI IN ITALIA:

• consumiamo troppi fossili;
• ci sono centrali nei vicini paesi europei quindi...perchè non da noi?
• Paghiamo troppo per importare energia (ben l'80% proviene dall'estero);

NO:

• rischio contaminazione ed incidenti catastrofici;
• non ancora chiaro dove smaltire i rifiuti e le scorie;
• disponibilità limitata combustibile nucleare (si stima ancora per 50 anni);

Insomma quello che più è evidente è che le centrali nucleari non inquinano dal punto di vista di emissione di gas serra e farebbero risparmiare all'ITALIA l'80% dell'energia che importa dall'estero. Dall'altra parte però il rischio di contaminazione e di incidenti catastrofici, am io parere, prevale e tocca maggiormente la sensibilità di molti cittadini italiani e non solo. Proprio ora in Germania il nuovo programma nucleare è stato fermato e 2 centrali vecchie sono state chiuse. Si muovono intanto anche in Italia le associazioni ambientaliste per rafforzare il NO al programma nucleare italiano che ormai da più di 2 anni è stato pensato.

Fonte: http://www.lealidiermes.net/centrali_nucleari_ed_energia_elettrica.htm 

Concludendo l'ingegnere ci ha esposto il meccanismo di funzionamento di una centrale nucleare e di cosa questa è composta (nucleo, moderatore, barre di controllo, refrigerante, VESSEL, ecc...) che però ora non illustrerò.

Quello che salta fuori e che tengo a precisare è che una centrale giapponese standard è stata progettata per durare dai 40 ai 60 anni. Quella che ora ha problemi seri di fuori usicita di scorie radioattive ha proprio 40 anni.

Sempre l'ingegnere ci ha illustrato i maggiori possessori di combustibile nucleare, perchè è quello che ci vuole per far vivere una centrale. In pole abbiamo l'Australia seguita dal Canada.

Una domanda che magari molti di voi arrivati a questo punto si saranno posti è stata fatta durante il convegno: dove va a finire il combustibile una volta chiusa una centrale nucleare? L'esperto ci ha fatto presente che fin quando è possibile questo lo si tiene all'interno della centrale, posto migliore dato che è stata progetta per poterlo tenere. Oltre a questo ovvio motivo ve ne sono altri: spostarlo è pericolosissimo e, sopratutto, una volta chiusa una centrale l'energia prodotta non è che si esaurisce in pochi minuti ma continua e potrebbe, e così avviene, essere utilizzata per produrre energia (seppur minore) mediante il Riprocessamento. Si stanno comunque cercando posti dove eventualmente mettere il combustibile quando quest'ultimo non potrà più essere contenuto nelle centrali.

Dato il rischio che sta corrento il Giappone vi porto a conoscienza, per chi non lo sapesse, della scala di pericolosità delle centrali nucleari INES. Questa va dall'1 al 7 e si divide in 2 parti (0-3 e 4-7): 

0. Deviazione (non significativo per la sicurezza);
1. Anomalia;
2. Guasto;
3. Guasto grave;
4. Incidente con conseguenze locali (situazione attuale in Giappone);
5. Incidente con conseguenze significativa;
6. Incidente grave;
7. Incidente catastrofico.

Il terzo intervento è stato quello del dott. Morini che ci ha parlato delle biomasse. Premetto che la mia attenzione, a causa di una giornata intensa, in questa parte del convegno si è abbassata di molto e non sarò così preciso come lo sono stato prima.

Le biomasse sono fonti rinnovabili da cui si possono ricavare combustibili da utilizzare in sistemi energetici.

Perchè quindi si dovrebbero usare?

Semplicemente perchè sono rinnovabili, programmabili e hanno una maggiore attrattiva per il territorio (es.: riconversione di una società agricola in energetica).

Perchè SI in ITALIA?

Semplicemente per l'enorme disponibilità di terreni.

Ma perchè NO?

Il trasporto di queste fonti è di difficile attuazione, troppo costoso, e quindi bisogna tenerle dove sono e adattarsi, i costi di produzione sono elevati e la taglia del sistema è medio-piccola (< 20 MW). Quindi dato che che la taglia del sistema è funzione dell'energia emessa (più piccolo è il sistema e meno energia si ricava) si deduce che non è così conveniente.

Ma quanta disponibilità disponiamo?

Ben 300 000 GWh ovvero utile a soddisfare il 20% del nostro fabbisogno.

Dopo questa introduzione l'ingegnere ci ha speigato cosa è una filiera di biomassa, quali sono i processi biochimici e termodinamici, metodi meccanici elencandoci qualche problematica delle biomasse tra le quali spicca quella dell'emissione di anidride carbonica.

Conclude il convegno il fisico Malagù che ci ha parlato del fotovoltaico. Nel 2009 abbiamo consumato ben 70 000 tonnellate nel mondo di polysilicon ovvero il materiale usato per fare i pannelli fotovoltaici. In Italia il consumo annuo è di 300 Gwh e, dati i costi, questo non è per niente sostenibile anche perchè questo serve solo per coprire il 2 o 3% del nostro fabbisogno.

Si stanno studiando altri metodi per rendere questa fonte molto più sostenibile e qualcosa si sta ottenendo, ci spiega il fisico. La CONCENTRAZIONE è una soluzione che potrebbe in futuro far prendere piede questa energia alternativa. L'obiettivo è quello di convogliare l'intensità dei raggi solari di una superficie molto grande in un unico pannello fotovoltaico di dimensioni molto più piccole mediante altro materiale non così costoso come il polysilicon. Si arriva a convogliare l'intensità dei raggi solari fino a 200 volte più di prima su un piccolo pannello.

C'è da dire che questa tecnologia era già conosciuta negli Usa negli anni '70 ma nn c'erano le conoscenze giuste per metterla in atto. La temperatura che raggiunge il pannello è molto alta e ci vogliono particolari accorgimenti e metodi di raffreddamento che solo oggi forse si possono usare. 

Si conclude così il secondo giorno OIKOS. Devo dire molto interessante, un'iniziativa veramente unica con l'unico aspetto negativo il poco tempo a disposizione di ogni singolo intervento. Chissà che in un futuro anche questo piccolo difetto non venga risolto. 

Fonti: al di fuori delle immagini ho preso il materiale dal convegno OIKOS svolto al MAMMUT presso l'Università degli Studi di Ferrara (almeno quello che ho capito e assimilato).