Atlante dell'Energia

18 CANADA , che va dallÕestrazione delle rocce le scorie radioattive, restano ancora grandi temi della tecnologia, zza. nucleare: nel mondo

1 SLOVENIA

4 1

4 2

10 SVEZIA

SLOVACCHIA

L’ENERGIA NUCLEARE

FINLANDIA

Produzione di energia elettrica di origine nucleare

9 GERMANIA

18 REGNO UNITO

(terawattora TWh)

33 10

RUSSIA

più di 500 da 300 a 500 da 100 a 300 da 50 a 100 da 1 a 50

1 PAESI BASSI

UCRAINA 15 2

50 2

diale degli impianti nucleari? atiche principali legate all’energia atomica?

1 ARMENIA

GIAPPONE

no fornito quasi il tta nel mondo, pari a rimaria complessiva; nque in modo ivili per scopi non nizzazione dell’acqua °C er Reactors in the iferito all’anno 2011, ibuiti in 31 paesi ; reattori in fase di tre 5 risultavano in . 175 °C l cui sfruttamento è in te industrializzazione modo Cina, India infatti, rappresenta sili , rispetto ai ortare emissioni potrebbe avere un mbiente: per questo ostruzione di nuovi e dopo l’incidente ermania, Svizzera, ionare o addirittura ssimi due decenni. /250 °C /375 °C /450 °C to a Fukushima su), diversi paesi 75 °C

Ovunque, i fatti di Fukushima hanno portato a un più intenso impegno per lo sviluppo di tecnologie e procedure di sicurezza . La scommessa energetica nucleare si basa infatti su alcuni capisaldi fondamentali: • Un corretto e sicuro smaltimento delle scorie . Il funzionamento delle centrali nucleari di seconda e terza generazione implica la REFORMING

2 ROMANIA

16 26

58 1

1 IRAN

LE FONTI ENERGETICHE FOSSILI

CINA

FRANCIA

3 2

USA 104 1 USI - Riscaldamento, cottura di cibi, produzione dimaterie plastiche, carburante per trasporti su gomma. Descrizione - Sotto forma di alcani con 1-4 atomi di carbonio:metano, etano, propano, butano; liquefatto e sotto pressione prende il nome diGPL. USI- Prodotto intermedio che viene miscelato con benzina più pesante per ottimizzare le specifche commerciali. Descrizione- Miscela di alcani, alcheni e cicloalcani con 5-7 atomi di carbonio.

6 REP.CECA

PAKISTAN

7 BELGIO

2 2

2 MESSICO Gas e GPL

BULGARIA

4 UNGHERIA

5 SVIZZERA

8 SPAGNA

20 7

• FIGURA 1 - Il planisfero rappresenta, con

ISOMERIZZAZIONE

INDIA

TAIWAN 6 2

21 5

Benzina leggera

COREA DEL SUD

tonalità di colore, gli Stati che producono energia elettrica di origine nucleare (i dati si riferiscono al 2012, anno in cui il Giappone ha ridotto drasticamente la produzione di energia nucleare; in precedenza si collocava al terzo posto nel mondo). Il simbolo evidenzia la presenza e il numero di reattori operativi e in costruzione. Si tratta di dati che nei prossimi anni potrebbero registrare significative variazioni, sia per la costruzione di nuovi impianti (soprattutto in Asia) sia per la possibile chiusura dei reattori di alcuni paesi europei, se i governi daranno seguito agli impegni politici presi dopo l’incidente di Fukushima.

USI - Prodotto intermedio che viene miscelato con benzina più leggera

per ottimizzare le specifche commerciali. Descrizione - Miscela di alcani, cicloalcani e aromatici con 8-12 atomi di carbonio.

Energia rinnovabile • Evitare in modo assoluto la cosiddetta “ proliferazione nucleare ” che favorisca idroelettrica • Un sempre più alto standard di sicurezza . Le centrali di terza generazione, che hanno cominciato a fare la loro comparsa in Giappone e Finlandia, offrono maggiori garanzie sotto il prolo della sicurezza, essendo dotate di un più ricco corredo di sistemi automatici di controllo e di un nòcciolo meglio protetto e isolato. Gasolio (diesel) ALKILAZIONE produzione di scorie radioattive e pone il tema del loro stoccaggio, che è allo stato attuale l’unico modo praticabile di smaltirli. Poiché la radioattività perdura a lungo, i siti più idonei sarebbero cavità nel sottosuolo in zone geologicamente stabili. La tecnologia attualmente a disposizione ne permette l’isolamento in appositi contenitori sigillati chiusi in camere di contenimento a 500-1.000 metri di profondità. Benzina pesante Cherosene DESOLFORAZIONE

2 1

BRASILE

USI - Carburante per aerei emezzi agricoli; materiale di partenza per ottenere altri prodotti. Parzialmente aggiunto al gasolio per ottimizzare le specifche commerciali Descrizione - Miscela di alcani con 10-18 atomi di carbonio e composti aromatici.

2 SUDAFRICA

PANORAMA ENERGIA

2 1

ARGENTINA USI - Carburante per trasporti su strada e macchinari diesel, olio combustibile;materiale di partenza per ottenere altri prodotti. Descrizione - Alcani con 12 o più atomi di carbonio.

Un’altra classicazione delle fonti energetiche le distingue in non rinnovabili e rinnovabili ( • Figura 1 ). Le fonti energetiche non rinnovabili sono quelle presenti sulla Terra in quantità più o meno abbondante e che, sfruttate nel tempo, niranno con l’esaurirsi; i combustibili fossili appartengono a questa categoria. Le stime attuali indicano risorse di petrolio superiori al doppio delle quantità no a oggi utilizzate ( vedi pag. 134-135). Il progresso tecnologico inoltre consente di scoprire nuovi giacimenti un tempo non identicabili e di produrre petrolio e gas in ambienti difcili (aree ghiacciate, profondità marine, ecc.) che no a pochi anni fa non si pensava di poter sfruttare. Le fonti energetiche rinnovabili sono quelle che potranno cambiare nell’aspetto ma non si esauriranno come il vento, la luce solare, il calore terrestre, ma anche l’acqua e le biomasse (per esempio la frazione umida dei riuti domestici o scarti agricoli). Tali caratteristiche le rendono strategiche per il futuro del mondo intero, sempre più bisognoso di energia disponibile a lungo termine ( • Figura 2 ). nati on lo scopo di metter a punto impianti sempre più efficienti di terza+ e di quarta generazione, che troveranno Appunti di... ❱ ...economia: ❱ L’Italia ha chiuso l’ultima delle sue quattro centrali nucleari nel 1990 ma partecipa a una serie di progetti e protocolli di collaborazione internazionale l’impiego di prodotti della ssione per minacciare la pace e la sicurezza del mondo.

Lo stesso eventuale smantellamento e la messa in sicurezza di un reattore a ne vita sono processi dispendiosi. Questi costi tuttavia (2-3 miliardi di euro per ogni impianto), e un tempo di ammortamento delle spese di costruzione che varia tra i 20 e i 30 anni (per impianti che possono “vivere” oltre mezzo secolo), vanno confrontati con il basso costo unitario dell’energia prodotta da una centrale nucleare .

• FIGURA 2 - Prodottiottenuti inmediadopo la raffnazionediun bariledipetrolio (circa159 litri); le quantitàdiprodottifnali variano a secondadellanaturapiùomeno pesantedelgreggiodipartenza (deducibiledalla suadensità) edai processidi raffnazioneusati. Infatti, le sceltediquestiultimi sonoguidate dalle esigenzedimercato, subase internazionale, locale e stagional . I dati sono riferitiallaproduzionedelle raffnerie italiane nel 2012.

• Aumentare l’ efcienza energetica dei singoli impianti e diminuire soprattutto i signicativi costi di costruzione e avviamento delle centrali, per garantire un bilancio economico ed energetico sempre più vantaggioso.

CRACKING

eolica

Pensaci su... ❱

biomasse ❱ La storia dello sfruttamento dell’energia nucleare a fini civili conta purtroppo alcuni drammatici incidenti. Il più grave avvenne nel 1986 a Chernobyl, in Ucraina (all’epoca parte dell’URSS), a causa di difetti strutturali o di manovre errate. Secondo l’ONU, la fuoriuscita di materiale radioattivo causò la morte di 4000 persone. Del 2011 è invece l’incidente della Residuo atmosferico

geotermica centrale giapponese di Fukushima , determinato da un devastante terremoto seguito da maremoto che ha messo fuori uso i sistemi di raffreddamento dell’impianto. È così fuoriuscita una quantità di radioattività pari a un decimo di quella liberatasi a Chernobyl, che ha contaminato soprattutto il sottosuolo e le acque marine, con effetti destinati a protrarsi ancora per lungo tempo. Carburante per aviazione 3,1% Olio combustibile 7,9% GPL e basi per industria 6,4%

Bitumi 3,1%

applicazione probabilmente non prima di due decenni. Tra questi, come membro dell’EURATOM (l’Agenzia per l’Energia Atomica dell’Unione Europea) partecipa attivamente al GIF (Generation IV International Forum), istituito nel 2001 per facilitare la collaborazione e lo scambio

di informazioni tra i paesi maggiormente impegnati nel miglioramento della tecnologia nucleare. Oltre all’EURATOM, il GIF vede coinvolti: Stati Uniti, Russia, Cina, Corea del Sud, Giappone, Canada, Francia, Gran Bretagna, Svizzera e Sudafrica (marginalmente, Brasile e Argentina).

Lubrifcanti 1,4%

uire

Bitume

eare. icate TO UM

Gasoli, carica cracki g e basi lubricanti

Gasolio 41%

Benzine 19,6%

Carica cracking, lubricanti, asfalto

DE-ASPHALTER

solare

Altro 17,5%

eolico, fotovoltaico, solare, geotermico 1%

biomasse, biogas e termovalorizzazione 10%

Appunti di... ❱

• FIGURA 1 - I combustibili fossili e l’uranio (che serve per produrre energia nucleare) sono fonti non rinnovabili; fonti rinnovabili sono invece la radiazione solare, il vento, l’energia cinetica dell’acqua, il calore interno della Terra (l’energia geotermica) e le biomasse. ...chimica: petrolio “espanso”: ❱ Raffnando un barile di petrolio greggio, contenente circa 159 litri, si verifca un fatto curioso: in media si ottengono infatti poco più di 166,5 litri di prodotti petroliferi fniti! Questa differenza, circa il 5% di volume in più (talvolta anche oltre), è dovuta ai cambiamenti della densità c mplessiva dei prodotti raffnati rispetto al petrolio di partenza. Inoltre, circa il 5-8% del petrolio lavorato viene utilizzato come fonte energetica per gli stessi processi di raffnazione. idroelettrica 2% nucleare 5% gas 21%

petrolio 32%

Consumi energetici mondiali

La cartografia e le illustrazioni Le tavole sono generalmente caratterizzate da una grande immagine centrale protagonista. Può trattarsi di una carta tematica, che guida lo studente a effettuare confronti fra aree diverse, riferendo geograficamente i fenomeni trattati; in alternativa si trova un’illustrazione, appositamente realizzata, per favorire la comprensione del tema principale.

• FIGURA 2 - Questo grafico (riferito ai consumi energetici dell’anno 2011 per fonte) ci dice che l’umanità, nel suo complesso, affida circa l’82% dei suoi consumi ai combustibili fossili e circa il 5% all’energia nucleare, tutte risorse non rinnovabili. Soltanto il restante 13% dei consumi è affidato a risorse rinnovabili.

carbone 29%

Energia intelligente... ❱

❱ Per riscaldare un edificio costruito con le tecnologie di vent’anni fa, occorre una quantità di energia pari a 20 litri di combustibile all’anno per ogni metro quadrato di superficie. Oggi una casa consuma anche meno di 1,5 litri/m 2 all’anno,

grazie all’aumento dell’efficienza energetica ( vedi pag. 126-127: scelte di materiali, tecniche costruttive, ecc.). Il solo gesto poi di abbassare il termostato di casa di 1°C, per esempio da 21°C a 20°C, fa risparmiare il 6% di energia per il riscaldamento.

Grafici e Tabelle Ogni doppia pagina è corredata da grafici e tabelle che, con l’immediatezza dei colori e delle proporzioni, rappresentano l’espressione dei dati relativi ai vari argomenti.

1,5 litri di combustibile

20 litri di combustibile

Energia intelligente... Vengono riportate indicazioni pratiche per un uso corretto e razionale dell’energia in riferimento agli ambiti più familiari ai ragazzi. Occasione di stimolo perché lo studente si renda parte attiva nel campo del risparmio energetico, considerato come investimento per il futuro.

Appunti di... Una parentesi interdisciplinare suggerita dall’argomento della tavola. Spazia dalla chimica alla fisica, a molte altre discipline scientifiche.