energia
energia
Agente in grado di produrre effetti sulla materia quali: aumento di temperatura, spostamento, deformazione, trasformazione. In fisica e. è la capacità di un corpo o di un sistema di compiere lavoro.
Fonti di energia
Le fonti di e. possono essere: rinnovabili (➔ rinnovabili, fonti), come l’e. solare, idraulica, eolica (➔ eolica, industria), geotermica e le biomasse, o non rinnovabili, come le fonti fossili (carbone, gas naturale, petrolio) e l’e. nucleare (➔ nucleare, industria). Ci sono fonti di e. tradizionali o convenzionali (➔ fonti energetiche), impiegate secondo tecniche consolidate fino alla seconda rivoluzione scientifica (1945-60) che ha introdotto l’e. nucleare, come le fonti fossili, l’e. idraulica (impianti di grande taglia) e l’utilizzo diretto di biomasse, e fonti di e. non tradizionali (o non convenzionali o alternative), che sono tutte le altre.
Per il principio di conservazione, l’e. totale di un sistema isolato è costante (l’e. non si produce, ma, soltanto, si trasforma). Ogni processo mediante il quale l’e. passa da una forma all’altra (conversione), comporta perdite sotto forma di e. non utilizzabile (per es., l’e. termica a bassa temperatura o calore degradato). Il rapporto tra l’e. utile e l’e. convertita è il rendimento. La conversione del calore in lavoro avviene con un rendimento <1 (secondo principio della termodinamica).
Consumi di energia nel mondo
I dati 2011 della «Statistical Review of World Energy» riportano che la domanda mondiale di e., nel 2010, è stata pari a circa 12.000 Mtep (milioni di t equivalenti di petrolio), soddisfatta per il 33,6% da petrolio, 29,6% da carbone, 23,8% da gas naturale, 6,5% da e. idroelettrica, 5,2% da e. nucleare e 1,3% da altre fonti rinnovabili. Cinque Paesi hanno consumato oltre il 50% del totale (Cina 20,3%, USA 19%, Russia 5,4%, India 4,4%, Giappone 4,2%); l’Unione Europea ha consumato il 14,4 % (Italia 1,5%). Il rapporto tra consumi energetici e PIL è definito intensità energetica del PIL ed è di norma espresso in tep/1000 dollaro USA; la media mondiale è di circa 0,19 (0,47 Cina, 0,16 USA, 0,11 UE, 0,09 Italia). Le fasi dello sviluppo economico dettano l’intensità energetica. In una prima fase, fondata sull’industria pesante, l’intensità è elevata (come nel caso della Cina). Poi diminuisce man mano che si allarga il settore dei servizi. A parità di fasi, tuttavia, è in corso un abbassamento strutturale dell’intensità energetica legato al progresso tecnico che consente risparmi di energia.
Commercio e controllo del fabbisogno
Il controllo e il commercio mondiale delle fonti di e., per la loro rilevanza economica e strategica, sono materia di politica estera e causa di tensioni, conflitti e contese territoriali (geopolitica). Il mercato del petrolio è condizionato dal cartello (➔) di alcuni Paesi produttori, l’OPEC (➔), fondato nel 1960. Per ridurre la dipendenza energetica (rapporto tra importazioni e consumi totali) dai Paesi produttori, e per fronteggiare le situazioni di crisi (politiche o accidentali), i Paesi consumatori hanno posto in atto politiche per diversificare sia le fonti di e. utilizzate, sia le aree di provenienza. Sono state costituite scorte strategiche di petrolio e, nel 1974, è stata fondata l’Agenzia Internazionale di Energia (➔ AIE).
Produzione e distribuzione
L’e. elettrica, ovvero l’e. associata a una distribuzione fissa o, più comunemente, a una corrente di cariche elettriche, è prodotta in impianti distinti in base alla fonte di e. o al tipo di conversione. Gli impianti termoelettrici utilizzano fonti di e. per produrre calore, che è convertito in e. meccanica attraverso motori o turbine e quindi in e. elettrica attraverso alternatori (corrente alternata) o dinamo (corrente continua). Gli impianti termoelettrici utilizzano fonti fossili, calore di origine endogena (impianti geotermoelettrici), biomasse, rifiuti (inceneritori con recupero energetico o termovalorizzatori), e. solare o e. nucleare. I principali impianti commerciali di produzione di e. elettrica non termoelettrica sono gli impianti idroelettrici, eolici e fotovoltaici (➔ anche impianto). Il trasporto in corrente alternata ha prevalso su quello in corrente continua per il minore costo. Nei cavi (o in presenza di apparecchi utilizzatori) si produce una differenza di fase tra la corrente totale e la tensione, compensabile con idonei dispositivi (rifasamento). L’e. reattiva (associata alla corrente in controfase) non è un’e. utile (o attiva) ma un’e. scambiata tra produttore e utilizzatore. L’attività di trasporto dell’e. elettrica e del gas naturale (➔), in seguito alla liberalizzazione (➔ p) dei due mercati attuata dalla UE, è stata regolata e separata. La modifica dell’assetto, prima basato su soggetti integrati (power utilities nell’e. elettrica), ha indotto un’evoluzione del ruolo degli utenti a clienti o consumatori, e della fornitura, da attività che coincideva con la vendita, a un insieme di prestazioni (del venditore e del distributore) che qualificano il servizio.
Efficienza e risparmio
L’efficienza energetica (o uso razionale dell’e.) è l’insieme delle tecnologie idonee a ottenere la stessa e. utile con un minore consumo di fonti di energia. Il risparmio energetico (➔) è, invece, l’insieme delle misure per ridurre il consumo di e. attraverso un cambiamento degli stili di vita. Le imprese che offrono servizi di efficienza energetica sono chiamate ESCO (Energy Saving Company). La vendita di elettrodomestici è sottoposta nella UE all’obbligo di esporre un’etichetta dove si indica l’e. consumata all’anno e un simbolo cui è associato il rendimento (etichettatura energetica). Sono in corso ricerche su combustibili (come l’idrogeno) producibili anche da fonti alternative che consentano il trasporto, l’accumulo e l’utilizzo diffuso anche nella trazione (vettori energetici).
