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Sacchetti “ecologici”: considerazioni sulla sostenibilità

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Questa tabella è tratta dal libro di Marcia e David Pimentel “Energia, Cibo e società” del 2007. Mostra le quantità di energia e materiali che sono necessari per la coltivazione del mais (“corn”) negli Stati Uniti (questi dati sono quasi certamente validi anche per l’Europa). Come si vede, circa un quarto dell’energia alimentare contenuta nel mais viene da fonti fossili in forma di carburanti, macchinario, insetticidi, erbicidi, elettricità, eccetera. Senza energia di origine fossile, non sarebbe nemmeno lontanamente possibile coltivare il mais così come lo si coltiva oggi. Data questa situazione, non possiamo considerare il mais – o prodotti derivanti dal mais – come “sostenibili”.

Poco tempo fa, su questo blog avevo manifestato delle perplessità sulle proprietà del polimero “MaterBi” a base di mais, che si sta diffondendo nei supermercati italiani per le borse usa-e-getta. La mie considerazioni hanno suscitato un certo interesse sul web e ho anche ricevuto una risposta da parte del produttore, la Novamont. A questo punto, credo di poter approfondire un po’ la faccenda.

In generale, gli imballaggi sono cose utilissime: pensate solo ai tempi antichi, quando molto di quello che si produceva in agricoltura andava perso perchè andava a male o se lo mangiavano i topi. D’altra parte, gli imballaggi moderni sono spesso a base di materiali non rinnovabili (plastiche). Anche quando sono riciclabili, per esempio alluminio, vengono riciclati solo in parte e spesso in modo poco efficiente. Inoltre, siccome costano poco, tendiamo a usarli in misura maggiore di quanto non sia necessario: questo è quello che si chiama “‘iperimballaggio”. Questa situazione ci porta a dei costi elevati, alla produzione di una grande quantità rifiuti e a dei problemi di dispersione degli imballaggi nell’ambiente: pensate solo ai danni che fanno i sacchetti del supermercato che si trovano sparsi per i boschi e le campagne.

Per evitare questi problemi, vorremmo che gli imballaggi scomparissero rapidamente dopo l’uso. Per questo si cerca di fare imballaggi che siano biodegradabili e compostabili; due proprietà strettamente correlate. Ma non basta che l’imballaggio scompaia dalla vista dopo l’uso. Bisogna che sia compatibile con un uso corretto delle risorse. Anche un polimero di sintesi come il polietilene è compostabile e biodegradabile, se gli si da abbastanza tempo (anni). Ma il polietilene si crea a partire da risorse finite ed esauribili e dalla sua decomposizione si generano gas serra che vanno a incrementare il riscaldamento globale. Quello di cui abbiamo bisogno è di imballaggi che non siano soltanto biodegradabili e compostabili ma sostenibili. Ovvero, vorremmo che sia possibile “chiudere il ciclo” della produzione partendo da materie prime rinnovabili e riciclando o riutilizzando tutto dopo l’uso.

Da qui nasce l’idea dei polimeri creati a partire da materiali di origine biologica. Questo concetto si esprime anche con il termine “bioplastiche”. In linea di principio, questi polimeri sono sostenibili; in quanto il risultato di un processo sostenibile. Ovvero, la CO2 emessa nell’atmosfera dalla loro degradazione ritorna nel normale ciclo biologico. Sono anche più facilmente biodegradabili e compostabili dei loro equivalenti artificiali. Il MaterBi, costituito principalmente da amido di mais, è uno di questi polimeri.  Teoricamente, le bioplastiche ci possono risolvere un sacco di problemi. Nella pratica, però, possiamo considerare il MaterBi e le altre bioplastiche sul mercato come veramente sostenibili? Ovvero, possono chiudere veramente il ciclo produttivo?

In generale, un prodotto si può considerare sostenibile a due condizioni: a) che nella produzione vengano utilizzati esclusivamente materiali sostenibili, ovvero riciclabili e b) che l’energia utilizzata per la produzione sia esclusivamente di origine rinnovabile. Questo viene detto anche il principio “cradle to cradle”, ovvero “dalla culla alla culla”.  Per verificare quali prodotti si possono definire sostenibili, ci sono molteplici certificazioni o “ecolabel”. La certificazione che è probabilmente la più seria e la più stringente che abbiamo oggi è quella detta “C2C” (cradle to cradle) sviluppata dalla società MBDC (McDonough Braungart Design Chemistry).

Nella lista dei prodotti certificati dalla MBDC non ho trovato nessuna bioplastica.  Non è impossibile trovare dei contenitori per alimenti sostenibili; ce ne sono due:  Be Green Packaging, LLCEarth Buddy Ltd. Entrambi, però, non sono bioplastiche, ma sostanze a base di fibre vegetali. Ci sono delle buone ragioni per la mancanza di bioplastiche nella lista; principalmente il fatto che derivano da prodotti di un’agricoltura che non è sostenibile. Questo lo vediamo bene, per esempio, nel caso del MaterBi. Dalla tabella di Pimentel riportata all’inizio di questo post vediamo che la coltivazione del mais richiede grandi quantità di combustibili fossili in varie forme.

Possiamo quantificare approssimativamente l’uso di fossili confrontando il materbi e il polietilene – che è interamente di origine fossile. Abbiamo detto che il mais richiede circa il 25% di energia fossile per la sua produzione. Consideriamo poi che un sacchetto di MaterBi pesa circa il 50% di più di uno di polietilene. Teniamo conto, infine, che il MaterBi non è tutto di origine naturale ma contiene una frazione di materiali di origine fossile. Il risultato finale è che usando un sacchetto di MaterBi si risparmia energia fossile, certamente, ma probabilmente non molto di più del 50% rispetto a un equivalente sacchetto in polietilene. E’ senz’altro un miglioramento, ma siamo lontani dalla possibilità di chiudere il ciclo utilizzando sostanze completamente naturali.

Tutto questo non vuole demolire l’idea di usare le bioplastiche come contenitori: è sempre bene evitare l’errore di rinunciare al buono in attesa del meglio. Ma, certamente, al momento attuale, le bioplastiche sono materiali lontani dall’essere completamente soddisfacenti: nel futuro dovremo fare di meglio. L’imballaggio perfetto potrebbe essere la buona vecchia borsa della spesa in fibre naturali, certamente sostenibile e anche molto economica perché riusabile un gran numero di volte. Ma potrebbe anche essere qualcosa basata sul concetto del cono che regge il gelato: un materiale sostenibile che sparisce senza lasciare nessun residuo. Un imballaggio del genere potrebbe anche essere di bioplastica, posto che questa sia veramente sostenibile. Questo dipende, a sua volta, dalla capacità che avremo di trasformare l’agricoltura attuale in un’agricoltura sostenibile. E’ una sfida immensa dalla quale dipende la nostra stessa sopravvivenza a lungo termine; ben più importante della sopravvivenza dei sacchetti del supermercato!

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Nota: un concetto che è stato espresso più volte nei commenti è il fatto che il mais andrebbe usato per scopi alimentari piuttosto che per fare imballaggi.  E’ stato detto che l’ uso improprio del mais e di altri cereali per scopi non alimentari potrebbe essere la ragione dell’attuale peggioramento della situazione alimentare mondiale. Questa critica è giusta in termini generali, ma poco rilevante nel caso del MaterBi. Tenete conto che un sacchetto di MaterBi pesa circa 15 grammi. Anche considerando di sprecarli senza troppo preoccuparsene, è difficile che una persona ne usi più di qualche chilo in un anno. Confrontate con il peso di un solo pieno di biodiesel – almeno 30-40 kg – e vedete che non è il MaterBi che può causare una carestia planetaria.


Sacchetti “ecologici”: la risposta della Novamont

Ricevo dal dr. Francesco degli Innocenti, della Novamont, una serie di considerazioni sul mio articolo sui sacchetti “biodegradabili”. Sulla base di questi nuovi dati, sono più che contento di poter rettificare alcune mie considerazioni. Va detto che avevo scritto chiaramente che il mio articolo non era diretto contro la Novamont, che mi era parsa fornire informazioni sempre corrette, ma piuttosto contro un uso assai ‘allegro’ dei termini come “ecologico” e “biodegradabile”, per esempio, ma non solo, sui sacchetti del supermercato. Non avevo nessun dubbio, come ho scritto, che il MaterBi fosse stato testato in modo corretto e completo dalla Novamont.

Qui, il Dr. Degli Innocenti mi dice che, in effetti, i sacchetti in MaterBi sono stati testati per la biodegradabilità e non solo per la compostabilità; cosa che non era chiara dai dati disponibili sul sito. Ovviamente, quasi qualunque polimero organico è biodegradabile su tempi lunghi. Il problema è il tempo necessario. Anche il polietilene è biodegradabile al 100% se si aspetta un tempo sufficientemente lungo. Quindi, scrivere sui sacchetti “biodegradabile al 100%” se non del tutto scorretto, è quantomeno fuorviante.

Mi dice anche Degli Innocenti che in alcuni mesi, i sacchetti compostano anche nelle compostiere domestiche; cosa che sembra essere confermata da alcuni commenti che avevo ricevuto dai lettori. Mi conferma che il MaterBi non è completamente a base di materiali biologici, ma mi dice anche che stanno lavorando a eliminarli completamente.

In sostanza, sembra che ci sia più che altro un problema di informazione corretta nei riguardi del consumatore che si trova davanti a termini e sigle che non sono spiegate in nessun posto. Capisco che non tutti si interessano dei dettagli di queste cose, ma se uno volesse approfondirle si trova poi davanti a una totale mancanza di informazione su cosa si intende per “biodegradabile”; qual’è la differenza con “compostabile”; il significato dei vari test, eccetera. Il MaterBi è un materiale molto interessante; è il risultato di molto lavoro e molto studio e può rappresentare un miglioramento notevole nella gestione dei rifiuti domestici. Però va usato correttamente e per questo ci vuole un’informazione corretta.

Quindi, ringrazio il dr. Degli Innocenti per questo suo messaggio che spero possa fare chiarezza sulle reali caratteristiche del polimero MaterBi. Vi passo i suoi commenti. Dice che si iscriverà al blog ed è pronto a rispondere a domande e commenti che i lettori gli vorranno fare.

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Gent.mo Professore,

torno ai discorsi fatti ieri al telefono, entrando nel merito di alcune sua affermazioni.

Uso del termine “sacchi ecologici”

Non credo che sia corretto parlare dei sacchi biodegradabili e compostabili come “sacchi ecologici”. Non mi pare che Novamont lo faccia mai. E’ un’espressione vaga e fuorviante. Ossia non vuol dire niente ma allude a molto.

I sacchi sono biodegradabili e compostabili, secondo uno standard internazionale.

“Biodegradabile al 100%, affermazione probabilmente falsa.”

Il termine “biodegradabile” non vuol dire anch’esso niente, perché anche il polietilene è biodegradabile, solo se si ha la sufficiente pazienza di allestire prove di biodegradazione lunghe e, magari, se è possibile usare del polietilene marcato con 14C per aumentare la sensibilità.

A livello accademico questo è stato fatto, specie da A.C. Albertson, una ricercatrice svedese, negli anni ’90. Risultato: il tasso di biodegradazione è dell’1% annuo…

Quindi,  evidentemente, si tratta di una biodegradazione del tutto inutile. Infatti, per poter sfruttare la biodegradabilità per scopi pratici, questa deve avere tassi comparabili ai tassi di produzione dei rifiuti. Ossia, tanti rifiuti si producono, tanto velocemente l’opzione di trattamento prescelta (in questo caso la biodegradazione) deve operare. Altrimenti si ha un accumulo.

Quindi la biodegradazione deve essere veloce per avere un valore sociale, altrimenti è puro esercizio accademico.

A livello europeo lo standard di riferimento che indica le caratteristiche che deve avere un imballaggio per poter essere definito come biodegradabile e  compostabile è l’EN 13432.  A tal proposito, ricordo che il sacchetto per asporto merci è considerato imballaggio, secondo la normativa europea.

Tra le caratteristiche indicate c’è anche la biodegradazione che, come giustamente dice lei, è misurata con il metodo di laboratorio descritto nello standard ISO 14855 (attenzione la ISO 14855 è solo un metodo, non è una “specification”.  I limiti sono indicati nella EN 13432).

Secondo la EN 13432 la biodegradabilità da raggiungere è del 90% in sei mesi. Si misura mediante la determinazione dell’evoluzione del carbonio organico, che poi viene rapportato al valore teorico raggiungibile in caso di totale conversione.

Quindi 90% vuol dire che il 90% del carbonio si è mineralizzato, ossia si è convertito in CO2. Il restante 10% è biomassa più un eventuale errore della misurazione.

Tutti i materiali Mater-Bi sono certificati, ossia sono stati testati da un laboratorio terzo, accreditato, ed i risultati validati da un ente di certificazione terzo.

In genere i nostri materiali sono certificati da Vinçotte (marchio”OK Compost”) e/o da DINCertco (Marchio: “seedling”). Si sta ora affermando in Italia il marchio CIC, rilasciato dal Consorzio Italiano Compostatori.

Tutti questi marchi sono rilasciati ai prodotti conformi allo standard EN 13432.

Quindi, i materiali certificati sono biodegradabili nelle condizioni e nei termini indicati dallo standard EN 13432.

Tutto questo per dirle che il termine “biodegradabile al 100%” è vero, perché utilizzato per indicare che il materiale è totalmente biodegradabile, ossia totalmente convertibile in CO2 .

“adatto per la raccolta dell’umido”. Affermazione probabilmente false.

I sacchi biodegradabili per la raccolta differenziata del rifiuto umido sono usati da molti anni sia in Italia, che in Europa.  E’ la maggiore applicazione delle plastiche biodegradabili e compostabili. Le posso fare avere numerosissimi studi, fatti da operatori del settore che testimoniano riguardo alla utilità dei sacchetti compostabili, non appena il collega che si occupa di waste management torna da una trasferta. Quindi la affermazione è vera e può essere circostanziata.

Il Mater-Bi non è sostenibile

Il poliestere usato nel Mater-Bi non è polietilentereftalato, ma un prodotto di policondensazione basato su monomeri derivati da oli vegetali. Il poliestere non è ancora totalmente rinnovabile, perché alcuni monomeri indispensabili alla sua produzione non possono ancora essere prodotti da Novamont a partire da fonte rinnovabile. La Novamont è impegnata nello sviluppo ulteriore della sua bioraffineria in Italia che potrà dare le alternative “bio” nei prossimi anni. In ogni caso, già oggi la sostenibilità ambientale del prodotto è elevata. Studi di Life Cycle Assessment (LCA) hanno dimostrato che l’impatto ambientale del Mater-Bi è migliorativo rispetto a quello del polimero di riferimento, il polietilene. Tuttavia al di là del semplice confronto tra prodotti, il vero “significato” del materiale Mater-Bi si rileva nel momento in cui è possibile “far valere” e sfruttare pienamente la biodegradabilità e le conseguenze di questa caratteristica in una logica di sistema e non solo di prodotto nel contesto della raccolta differenziata. Infatti, laddove il prodotto diventa “strumento” di raccolta differenziata, ossia rende possibile, oppure facilita, il riciclaggio, ebbene in quel caso la sostenibilità del sistema nel suo complesso risulta evidente. Quando parlo di riciclaggio mi riferisco al riciclaggio organico ossia al compostaggio e alla digestione anaerobica seguita da compostaggio. A questo proposito le allego uno studio in cui si evidenzia come la biodegradabilità di stoviglie monouso migliora le performance ambientali del sistema complessivo, permettendo di passare da uno smaltimento convenzionale al riciclaggio organico. L’analisi evidenzia come il salto da smaltimento (ossia discarica e incenerimento), a riciclaggio (ossia compostaggio) permette un miglioramento della sostenibilità complessiva.

Compostaggio industriale e compostaggio domestico

Lo scopo dichiarato dello standard EN 13432 è la compostabilità in impianti di compostaggio industriale. Quindi i materiali conformi alla EN 13432,  posseggono caratteristiche di biodegradabilità e disintegrabilità adeguate per un impianto industriale, ma non necessariamente sono compostabili anche in un impianto domestico.

La compostabilità domestica si differenzia dalla compostabilità industriale per due principali ragioni: 1) le temperature raggiunte dal cumulo dei rifiuti nella compostiera domestica sono solitamente poco più alte della temperatura ambiente; nel compostaggio industriale le temperature raggiungono i 50°C – con picchi di 60-70°C – per alcuni mesi); 2) le compostiere domestiche non sono generalmente controllate e le relative condizioni possono non essere sempre ottimali (gli impianti di compostaggio industriale, invece, sono gestiti da personale qualificato e mantenuti in condizioni ottimali di lavorazione).

Non abbiamo esperienza riguardo al comportamento del Mater-bi nel tipo di compostatore che lei cita nell’articolo. Lo stiamo per ordinare per conoscerne le proprietà e le potenzialità.  Le prove da noi fatte di home composting sono state fatte nei compostatori da “giardino”, dove il materiale permane per mesi. In quelle condizioni i gradi Mater-Bi certificati come “home compostable”, in quanto biodegradano a temperatura ambiente, sono in effetti spariti. Si trattava però di un periodo di mesi e non di una settimana. Conto di ritornare su questo punto non appena abbiamo fatto una sperimentazione con queste compostiere elettriche.

Detto questo, la raccolta differenziata dell’umido si basa sul conferimento del rifiuto ad impianti industriali dove il Mater-Bi è ben accettato, si composta senza problemi, e non crea quindi problematiche.

Cordiali saluti,

Francesco Degli Innocenti

Ma i sacchetti ecologici, lo sono?

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Un sacchetto “ecologico” appena arrivato dal supermercato. Notate due cose che ci sono scritte sopra: “biodegradabile al 100%” e “adatto per la raccolta dell’umido”. Entrambe le cose sono probabilmente false.

Nota aggiunta posteriormente: le conclusioni di questo post devono essere aggiornate e parzialmente modificate sulla base di nuovi dati forniti dalla Novamont, produttrice del polimero MaterBi. Trovate queste nuove considerazioni a questo link sul blog.

Di Ugo Bardi

La pubblicità ci illude di tante cose; forse l’area dove si prendono i bidoni peggiori è quella della cosiddetta “sostenibilità”. Cosa è sostenibile e cosa no dipende spesso dagli occhi del credente. Senza andare troppo lontano in questo campo, ultimamente abbiamo visto arrivare nei supermercati i sacchetti “ecologici”. Ma lo sono veramente?

Ho cercato un po’ su internet qualche dato su di questa roba. Tipicamente, si tratta di un polimero chiamato “MaterBi” . Guardando bene sui vari siti si trova che il MaterBi è un composto di amido, poliestere, e altri materiali plastificanti. Il poliestere si produce, normalmente, dal petrolio. Non ho trovato in nessun posto quale sia la frazione di poliestere nel MaterBi ma, comunque, chiaramente non è tutto di origine vegetale. Quindi, con tutta la buona volontà non lo si può definire un materiale “ecologico” o “sostenibile”. Che il MaterBi sia fatto, almeno in parte, a partire dal petrolio è confermato in un articolo di Cementero e Zanardi (link).

Cercando su internet, trovate molte lodi a questo materiale per la sua biodegradabilità. Ma si fa subito confusione fra compostabilità e biodegradabilità. Un polimero è biodegradabile se viene completamente trasformato in CO2 e H2O. Compostabile, invece, vuol dire che non lascia residui evidenti quando viene compostato; ovvero si disgrega in particelle minute. Ma questo non vuol dire che venga completamente trasformato in CO2 e H2O.

C’è una norma specifica, la ISO 14855, che definisce la biodegradabilità ma non la trovo applicata al MaterBi in nessun posto. Quindi, non c’è evidenza che lo si possa definire “biodegradabile”, come invece troviamo scritto trionfalmente sui sacchetti e un po’ ovunque su internet. Viceversa, si dice che il MaterBi è in grado di passare un test di compostabilità secondo la norma EN 13432, come si trova scritto sui sacchetti e anche sul sito della Novamont che lo produce (www.novamont.com). Sono andato a cercarmi la norma su internet e – come sempre per queste norme – se la vuoi completa te la fanno pagare, e non poco (minimo 41 Euro). Non si capisce per quale ragione queste norme devono essere tenute nascoste al pubblico come se fossero segreti di stato. Comunque, sono riuscito a trovare una descrizione abbastanza dettagliata della procedura nell’articolo di Centemero e Zanardi che ho citato prima.

In sostanza, il test di compostabilità degli imballaggi si fa in condizioni decisamente “toste”, ovvero a 50 gradi e umidità controllata, in presenza di non oltre l’1% in peso del prodotto da testare. Il resto, il 99%+ è substrato organico. In queste condizioni (alquanto estreme per un processo di compostaggio)  si richiede che venga compostato almeno il 90% (sempre in peso) del prodotto in 3 mesi. La verifica della compostabilità si fa per mezzo di  un setaccio con maglie di 2 mm. Non ho dubbi che i sacchetti di MaterBi del supermercato abbiano superato questa prova. E’ altrettanto ovvio che il MaterBi sta in una classe di compostaggio ben diversa da quella di un torsolo di mela che, in queste condizioni, composterebbe in poche ore. Ma, a questo punto, si pone la domanda: come si comporta il MaterBi al compostaggio pratico? Ovvero, che succede se lo butti in un compostatore domestico o in un impianto comunale di compostaggio?

La risposta a questa domanda non l’ho trovata su internet, a parte che in forma di esortazioni assai ottimiste che invitano a usare le buste come contenitori per la raccolta dell’organico. Allora, mi sono attrezzato per fare qualche prova sperimentale a casa mia. Ho usato il compostatore elettrico della Naturemill, di cui ho parlato altrove. L’arnese composta a 40 gradi e ottiene velocità molto superiori rispetto a quelle che si possono ottenere in un compostatore tradizionale. La frutta sparisce in una notte; materiali fibrosi spariscono al massimo in 48 ore. E’ la Ferrari dei compostatori domestici. Lo vedete qui in tutto il suo fulgore:

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Allora, come si comporta il sacchetto di MaterB al compostatore? Beh, andiamo per gradi. Ecco il sacchetto tagliuzzato messo dentro la camera di compostaggio:

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Ed ecco i risultati dopo una settimana di compostaggio accellerato:

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In questa figura, vedete un certo numero di cose: il compost “buono” derivato dai resti di cucina è la massa bruna al centro. Vedete l’agitatore meccanico e – se ci fate caso – notate anche un pezzettino di sacchetto non compostato che spunta dalla massa. La roba biancastra sui bordi è muffa: non l’avevo mai vista formarsi in questo compostatore, ma se ne è formata in grande quantità dopo averci messo i pezzetti di sacchetto di materBi. Inoltre, questo compost puzza; cosa per niente normale con questo compostatore. Attribuisco il puzzo alla presenza del MaterBi non compostato che impedisce la corretta aerazione della massa di compost

Ed ecco i risultati dopo una settimana di trattamento; quando mi sono deciso a estrarre questa robaccia dal compostatore perché mi stava appuzzando tutto e rendendo difficile compostare tutto il resto.

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Dopo una settimana, il materiale del sacchetto è rimasto più o meno intatto, anche se ha cambiato colore diventando nettamente più scuro. E’ perfettamente possibile che se ce lo avessi tenuto tre mesi, come da specifiche della prova EN 13432, avrei finito per compostarlo almeno al 90%. Però, è chiaro che questa roba è tutt’altra cosa dei residui organici domestici. Decisamente non è il caso di buttare questi sacchetti dentro un compostatore domestico di quelli comuni, probabilmente ce li ritroverete ancora, più o meno intatti%2

Il Crepuscolo dell’Era dei Combustibili Fossili: la rottamazione e il Retrofit elettrico.

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Di Massimo de Carlo

L’avevamo percepito, l’avevamo progettato, l’avevamo realizzato. L’intuizione era giusta. Un paio di anni fa un gruppo composto da associati ad ASPO Italia, sostenitori dei veicoli elettrici, professori universitari, professionisti e tecnici avevano realizzato la famosa conversione del ‘cinquino‘ per dimostrare che era possibile trasformare/convertire un veicolo esistente con motore a scoppio al termine della sua onorata vita  stradale quando era divenuto oramai troppo inquinante. Un vecchio veicolo Euro 0,  affamato di petrolcarburante poteva abbandonare il vecchio cuore pulsante con la forza energivora dei pistoni emettitori di fumo, CO2 e altre sostanze inquinanti. Poteva essere rinnovato, dandogli nuova vita, semplicemente trapiantandogli un nuovo cuore silenzioso, efficiente, divertente … “cool”.

Nel nostro sito web di ASPO-Italia, nei nostri blog, nelle nostre mailing list  possiamo ritrovare analisi e dettagli, ragioni e prove di quanto potesse concretamente realizzarsi una conversione qui ed ora delle vecchie carrette inquinanti per realizzare il passaggio indolore da un’era in cui tutto era possibile per il basso prezzo dell’energia e tutti gli obiettivi erano da considerarsi raggiungibili ad un’era in cui l’energia costa, dove conviene risparmiare, dove si impongono scelte nuove con concetti innovativi, in cui l’energia rinnovabile rappresenta una certezza piuttosto che una promessa da verificare . Occorre modificare il modo di pensare, convertire prima di tutto il nostro cervello per comprendere gli scenari futuri ed adeguare ad esso i nostri strumenti logici e materiali. Un modo, tra i tanti, per riempire di contenuti questa nuova realtà è stata  appunto la realizzazione del cinquino retrofittato elettrico che è l’oggetto simbolo della nostra conversione logica.

Si aggiunge adesso un documento d’oltre oceano che tratta l’argomento con argomenti nuovi e ancor più esaustivi. Quindi invito i nostri lettori a dare un’occhiata attenta al documento della California Cars Initiative una US-NGO (Organizazione non Governativa statunitense) per comprendere in modo ancora più esaustivo quella che è la filosofia vincente del RETROFIT elettrico, soprattutto dal punto di vista ambientale, per raggiungere la meta della riduzione dei gas climalteranti ma, allo stesso tempo, rappresenti una opportunità per creare nuovi posti di lavoro realizzabile da subito. Una analisi USA-centrica ma che potrebbe, dovrebbe essere capita anche nel Vecchio Continente e saputa sfruttare anche dai noi che siamo ai margini dell’Impero, in Italia.

“Questa analisi mette a confronto due opzioni politiche per i veicoli già in circolazione – 250 milioni negli Stati Uniti e 900 milioni a livello mondiale – che continueranno a bruciare combustibili fossili per decenni. Politiche correttamente sintonizzate su larga scala possono ridurre sostanzialmente l’impronta carbonica di questi veicoli. Due soluzioni incentrate sui veicoli a bassa efficienza sono i programmi di rottamazione, che stanno acquisendo sempre maggiore sostegno in molti paesi,  ed una nuova opzione emergente che è quella delle conversioni in veicoli ibridi plug-in (PHEVs) e in veicoli elettrici a batteria “all electric” (EV). Questa analisi modella i fattori energetici utilizzati nella costruzione dei veicoli sia come percentuale di vita in energia spesa sia come modi per conservare questa energia incorporata. Si deriva da tali confronti  una duplice strategia che combina la rottamazione di alcuni veicoli e la conversione in plug-in di mezzi di trasporto cose, pickup, camion, fuoristrada e furgoni per far emergere chiaramente il modo per ottimizzare la quantità di fondi pubblici messi a disposizione.”

“…. abbiamo sentito dire che i costi elevati vogliono significare che non c’è business per il retrofit. Anche ai prezzi della benzina di oggi, con le aspettative di costi delle batterie simili a quelle discusse da General Motors e dei suoi fornitori per la Chevy Volt, la durata del costo totale di proprietà (TCO, total cost of ownership), compresi i costi di saranno più bassi per i nuovi PHEVs che per le auto a combustione interna, motori ICE. Più in generale, i calcoli per il costo raramente contengono i costi di  esternalizzazione che vengono della dipendenza dai combustibili fossili. Gli analisti, che comprendono i costi della salute, dell’ambiente e le spese militari vedono il vero prezzo per gallone del carburante derivato del petrolio di oggi più vicino ai 10 dollari che ai 2 dollari. Guardando al futuro, è probabile che il costo del petrolio aumenti di nuovo come l’economia mondiale e la domanda di recupero dei paesi in via di sviluppo continuerà a crescere. Quando ciò accadrà, si manifesterà sempre più il costo-efficace del retrofit. E quando il payback e i calcoli costi-benefici, a partire da una prospettiva “fine del business as usual” – il factoring non solo i costi esterni del petrolio, ma anche i crediti di carbonio o di altri risultati di una cap-and-trade di carbonio o di un sistema fiscale – tutto cambia. ”

Un occasione da non perdere che deve essere recepita dai legislatori italiani, dagli imprenditori ma soprattutto spinta dalla gente comune. Leggere questo report per porsi successivamente l’obiettivo della lotta contro i cambiamenti climatici anche attraverso una facile, semplice rivoluzione il cui impatto più forte lo avrebbe sul più importante dei cambiamenti: una nuova visione del mondo. Una rivoluzione. Una conversione.

Qui il documento tradotto.

Le prospettive delle fonti energetiche rinnovabili

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Appare in questi giorni sul sito di ASPO-Italia un articolo di Domenico Coiante dove l’autore esamina la situazione e le prospettive dell’energia rinnovabile in Italia. L’articolo è una miniera di dati su tutti gli aspetti dell’energia rinnovabile, con proiezioni e calcoli sui possibili sviluppi fino al 2020. Le conclusioni di coiante sono che le potenzialità delle fonti energetiche rinnovabili sono estremamente ampie, ma che sarà necessario a breve termine cominciare a sviluppare dei sistemi di stoccaggio, pena l’impossibilità di un’espansione molto superiore all’attuale

Leggi l’articolo sul sito www.aspoitalia.it

Inerzia termica e isolamento degli edifici

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La Kasbah di Ouarzazate, in Marocco, sul bordo del deserto del Sahara. I muri molto spessi e le finestre piccole dell’edificio, che risaler al ‘600. assicuravano inerzia termica sufficiente per mantenere una temperatura sopportabile anche nel clima caldissimo del luogo.(foto dell’autore, Aprile 2009)

Dovevo avere una quindicina di anni quando mio padre, architetto, ricevette del materiale pubblicitario da una ditta che faceva pannelli isolanti, una cosa nuova per quei tempi. Fra le varie cose, c’era un modello di casettina delle dimensioni di una scatola da scarpe, tutta fatta di espanso isolante. Uno dei lati della casettina era completamente aperto e le istruzioni dicevano di inserire la mano dentro e di notare la sensazione di calore che ne risultava. Mi ricordo di averlo fatto e, effettivamente, la sensazione di calore era evidentissima.

A quell’epoca, la crisi del petrolio degli anni ’70 era ancora da venire. Tuttavia, si ragionava già di isolamento termico negli edifici sulle varie riviste di architettura che arrivavano a mio padre, di cui ero un assiduo lettore. Su queste riviste, c’era allora un dibattito se isolare le case fosse effettivamente una cosa buona. Una certa corrente di pensiero sosteneva che era controproducente. Col tempo, questa corrente sembra essere stata sconfitta e oggi si accetta che l’isolamento termico delle pareti è sempre e comunque una cosa buona. Tuttavia, va anche detto che i detrattori del concetto avevano dei punti interessanti, soprattutto nel sostenere che bisognava tener conto non solo della trasmissione del calore, ma anche dell’inerzia termica degli edifici. Un edificio massiccio e poco isolato, si sosteneva, poteva risultare più confortevole di uno leggero e bene isolato.

Oggi, questo dibattito è sostanzialmente scomparso, ma la questione dell’inerzia termica rimane poco studiata e menzionata, perlomeno nella maggior parte dei documenti che si possono trovare su internet. Un esempio della mancanza di attenzione su questo punto è la questione se i pannelli isolanti debbano stare all’interno o all’esterno dei muri? Su questo punto, due installatori diversi mi hanno detto con assoluta sicurezza che è ovvio che i pannelli devono stare fuori (secondo uno dei due) oppure che devono stare dentro (secondo l’altro).

Molto di quello che si trova su internet sulla faccenda isolamento dentro/fuori è correlato a fattori pratici e di costo. Mettere l’isolamento all’esterno può essere più facile per certi aspetti, ma richiede delle impalcature. Al contrario, l’isolamento interno può dare dei problemi per via dei mobili, impianti elettrici, termosifoni, eccetera. Ma il punto che viene considerato poco è quello dell’inerzia termica.

Ai fini del calcolo della trasmissione del calore, è vero che il fatto che l’isolamento sia dentro o fuori non cambia niente. Ma, se la casa è in mattoni, pietra o cemento non troppo sottile, per scaldare una casa con l’isolamento all’esterno occorre scaldare anche i muri, cosa che richiede un certo tempo per via della massa termica degli stessi. In altre parole, se arrivate in una casa fredda che è isolata all’esterno, passa un certo tempo da quando accendete il riscaldamento a quando la temperatura raggiunge il livello voluto. Questo l’avete notato sicuramente se avete provato a scaldare una vecchia casa in pietra. Prima che la temperatura raggiunga valori confortevoli, ci vuole un bel pezzo.

La casa isolata all’interno si riscalda molto più rapidamente. Somiglia molto di più in questo comportamento alle baite montane in legno che, infatti, sono fatte come sono fatte probabilmente proprio per poter essere scaldate con una certa rapidità. Ci sono altre differenze, per esempio la casa isolata all’interno è molto più sensibile a spifferi e correnti d’aria e bisogna stare attenti a gestirsi la ventilazione in modo ottimale per evitare di perdere i vantaggi dell’isolamento ma anche per evitare problemi di inquinamento interno.

Se si guarda solo il riscaldamento invernale, la casa a bassa inerzia termica, ovvero con l’isolamento all’interno ha dei vantaggi sulla soluzione opposta. Il principale è che permette di usare il riscaldamento soltanto quando ce n’è veramente bisogno; ovvero spegnerlo quando uno esce di casa e riaccenderlo quando rientra. Ma bisogna anche notare che la casa che ha una buona inerzia termica può aver meno bisogno di energia per il riscaldamento in quanto “smorza” le variazioni termiche dell’ambiente esterno.

Le cose cambiano radicalmente quando si parla dell’estate. E’ vero che l’isolamento termico protegge sia dal caldo che dal freddo ma, nella pratica, siccome la casa deve comunque essere ventilata, se l’isolamento è interno, la temperatura dell’aria interna raggiunge rapidamente quello dell’aria esterna. In altre parole, è possibile gestirsi una casa del genere in estate solamente se c’è un impianto di aria condizionata, altrimenti è un forno. Si comporta come quella casettina modello di cui vi parlavo all’inizio, dove infilavi la mano e sentivi caldo – piacevole in inverno, ma fastidioso in estate. Per il caldo estivo, l’isolamento esterno combinato con una certa massa termica di una casa in mattoni o in pietra ha dei notevoli vantaggi nel senso che protegge i muri dal riscaldamento solare e li lascia agire da “volano termico” riducendo le escursioni di temperatura fra notte e giorno. Al limite, se i muri sono molto spessi, si potrebbe fare a meno del tutto dell’aria condizionata, come si poteva fare negli edifici antichi a mura molto spesse, come la kasbah di Ouarzazate che si vede nella foto all’inizio.

Allora, possiamo tirare le somme sulla questione dell’isolamento termico esterno o interno. La scelta dipende dalla situazione climatica e pratica di dove uno vive. Nel sud-centro Italia il problema del caldo estivo è prevalente rispetto a quello del freddo invernale, specialmente tenendo conto del riscaldamento globale in atto. In questo caso, l’isolamento esterno è preferibile e sarebbe bene costruire case con muri spessi, ma questo non si fa più per risparmiare. Al Nord o in montagna, è forse preferibile la soluzione opposta, ovvero isolamento interno.

In tutti i casi, non sarebbe male ricordarsi che l’isolamento termico non è il solo modo di controllare la temperatura di un ambiente, conta molto anche l’inerzia termica e se uno riesce a sfruttare la naturale inerzia del mondo esterno, allora può risparmiare energia altrettanto e forse di più che con l’isolamento.

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Considerazioni simili a quelle riportate qui si trovano a questo sito:

http://www.crsoft.it/user/articoli/n17/inerzia.asp

oppure anche a questo blog

http://www.mygreenbuildings.org/

La strada del sole

di Ugo Bardi
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L’autore con il “sonnenbahnindikator”, un semplice strumento che misura le ombreggiature stagionali per calcolare la resa di un pannello fotovoltaico.

Tempo fa, ho fatto venire a casa mia un rappresentante di una delle più grandi ditte di installazioni di impianti fotovoltaici in Italia; o almeno che così si definiscono nei loro depliant. Gli ho fatto vedere il mio giardino e il punto dove avevo pensato che forse si poteva installare un estensione dell’impianto che ho già sul tetto. Ho domandato al buon uomo se pensava che fosse un luogo adatto oppure se le ombreggiature erano eccessive. Lui mi ha guardato con aspetto bovino e mi ha detto: “mah? veramente non saprei proprio”

Devo dire che mi sono leggermente alterato a questa risposta. Ho risposto in modo non completamente urbano che mi aspettavo che il rappresentante di una ditta che installa in tutta Italia non mi avrebbe dovuto rispondere semplicemente “boh?” ma, piuttosto, qualcosa come “Le mando qualcuno che farà delle misure e poi le dirà dove e se vale la pena installare un impianto”. Al che, il brav’uomo mi ha detto che si, mi avrebbe subito mandato qualcuno che avrebbe fatto le misure del caso. Questo è avvenuto ormai svariati mesi fa e – ovviamente – non si è visto nessuno.

Questa piccola storia illustra il discreto livello di pressappochismo che c’è tuttora in Italia per quanto riguarda il fotovoltaico. Non ne faccio una critica generalizzata, anzi, conosco tanti installatori competenti e coscenziosi. Tuttavia, il mercato del fotovoltaico in Italia per ora si è sviluppato su numeri talmente piccoli che per la maggior parte degli installatori è stato più facile selezionare locazioni del tutto prive di ombreggiature piuttosto che impegnarsi nell’impresa di acquisire una competenza sulla misura e il calcolo dell’effetto delle ombreggiature. La situazione è molto diversa in Germania e nei paesi nordici. Una ragione è che con lo sviluppo delle installazioni si comincia a dover considerare anche siti non perfettamente soleggiati. Un’altra è che in paesi dove il sole è più basso, l’ombreggiatura è un problema molto più difficile: molto al nord, in Inghilterra o in Irlanda, i pannelli si installano addirittura verticali ed evitare completamente le ombreggiature può essere molto difficile.

Quindi, esistono sistemi di misura delle ombre anche molto sofisticati e costosi (qualche migliaio di euro). C’è stato un articolo recente su “Photon internazional” che ne ha preso in esame un buon numero. Ci sono sistemi fotografici accoppiati con dei software specifici che vi calcolano automaticamente per un certo sito quanto si perde per le ombreggiature nell’arco di un anno. Certamente, per una ditta che installa su larga scala ci si aspetterebbe che uno di questi arnesi sia un buon affare, ma non fatemi continuare con le polemiche. Nel mio caso, personale ccomunque, non valeva la pena di spendere migliaia di euro per verificare la fattibilità di un singolo impianto. Al limite, uno si potrebbe fare le misure da se con un teodolite o qualche arnese artigianale. In pratica, ho scelto un compromesso con l’acquisto per meno di 40 euro di uno strumento a basso costo: il sonnenbahnindikator (che, credo, si dovrebbe tradurre dal tedesco come “indicatore della strada del sole”). Lo vedete qui in fotografia:

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L’aggeggio è molto semplice: consiste in un cannocchialino, una bussola, e uno schermo trasparente dove ci sono le traiettorie del sole per varie latitudini. La bussola serve anche da livella per tenere l’arnese al giusto angolo mentre uno fa le misure. Mentre uno guarda con il cannocchiale, con un pennarello indelebile segna sullo schermo gli ostacoli che vede. Ecco il risultato di una di queste misure:

Tenendo conto che Firenze – dove abito – ha una latitudine di 44 gradi, vedete da questa misura che questo punto particolare ha delle ombreggiature non trascurabili. Da questi dati dovrebbe essere possibile calcolare approssimativamente la resa di un pannello fotovoltaico messo esattamente in quel punto. Non ho ancora trovato il modo di farlo, forse qualcuno dei lettori ha dei suggerimenti?

Comunque, questa misura ti da perlomeno un’idea della situazione. Inoltre, inerpicandomi perigliosamente su uno scaleo sono riuscito a localizzare un’area nel giardino dove le ombreggiature sono quasi inesistenti. Li’ potrei installare un piccolo impianto – diciamo 1.5 kW – montato su un pergolato.

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Qui, mi scontro con un altro problema: il fatto che gli installatori – di solito – sono poco interessati a impianti piccoli e “particolari.” E’ facile installare su tetti piani o falde orientate a sud, per cui si dedicano a quelle. Ne conse

gne che non è facile trovare qualcuno che si prenda questa bega a un prezzo ragionevole. Anche su queste cose, siamo ancora piuttosto lontani da aver acquisito la competenza necessaria. Comunque, via via che il fotovoltaico si diffonde, dovremo cominciare a pensare ad installare anche su siti meno che perfetti.

Le rinnovabili fuori dalla scatola

di Ugo Bardi

outoftheboxQuando mi invitano a parlare a qualche convegno, ormai so molto bene come evolverà la discussione. Dopo che si è parlato a sufficienza di esaurimento delle risorse, si va a parare sempre sulla stessa domanda: possono le rinnovabili sostituire i fossili? Qui, la discussione spesso si biforca in due filoni principali che si basano entrambi sulla stessa assunzione, ovvero che no, non è possibile; le rinnovabili non potranno mai sostituire i fossili. C’è chi dice che bisogna risparmiare, decrescere, vivere in campagna, eccetera, e chi invece dice che bisogna passare al nucleare, oppure scavare più in fondo, oppure affidarsi al carbone o a qualche altra robaccia.

All’ultimo convegno dove sono stato, c’è stata un’ora buona di batti e ribatti sulla dispacciabilità dell’energia, sulla densità energetica delle rinnovabili, sul fatto che quando è buio il fotovoltaico non produce e che quando non c’è vento l’eolico non funziona. A un certo punto mi volevo mettere a urlare: ma, diavolo, cominciate a pensare fuori dalla scatola! Se vi mettete dentro la scatola dei fossili, troverete che le rinnovabili dentro non ci stanno perfettamente. Se volete che le rinnovabili sostituiscano in tutto e per tutto i fossili e agli stessi costi, allora vi siete costruiti da voi la risposta: non è possibile (incidentalmente, non è possibile nemmeno con il nucleare).

E’ tutto un mondo che abbiamo costruito e che si è formato sulla base della disponibilità di sorgenti di energia compatte e facilmente trasportabili. Senza il petrolio, non ci saremmo mai nemmeno immaginati le distese di casettine che popolano le periferie delle nostre città. Non ci immagineremmo che una famiglia media consideri un diritto acquisito mettersi in macchina e andare in vacanza a un migliaio di chilometri di distanza. Senza il gas naturale e il carbone, non ci immagineremmo che uno possa pretendere di attaccare la spina e avere energia elettrica in qualsiasi momento, sempre allo stesso prezzo; non ci verrebbe in mente che i produttori considerino una cosa del tutto naturale “seguire la domanda”; ovvero sovradimensionare le loro centrali per poter fornire energia in qualsiasi momento secondo la richiesta, per poi tenerle spente quando la richiesta è bassa.  In compenso, ci sembra ovvio che per avere energia dobbiamo accettare di inquinare l’atmosfera, di surriscaldare il pianeta, di vivere in città che sembrano camere a gas, di dover importare le risorse dalle quali ormai dipendiamo in modo vitale da paesi lontani e non particolarmente amichevoli nei nostri riguardi.

Ma che razza di scatola ci saremmo costruiti, invece, se non ci fosse stato il petrolio e gli altri fossili? Possiamo immaginarci come si sarebbe evoluta la civiltà umana se questo pianeta non fosse stato soggetto alle leggi della geologia che hanno creato petrolio e carbone, oppure se – saggiamente – avessimo deciso fin dall’inizio di non utilizzarli?

Prima che il carbone cominciasse ad avere importanza come sorgente di energia, a partire dalla seconda metà del secolo diciassettesimo, già in Europa si cominciava ad utilizzare su larga scala l’energia eolica e idroelettrica in forma di mulini a vento e ad acqua. Gradualmente, queste fonti furono soppiantate dalle nuove tecnologie basate sui fossili; tuttavia in Italia si usavano ancora i mulini ad acqua cinquant’anni fa e i mulini a vento per estrarre acqua dai pozzi sono ancora in uso in certe regioni del Nord Africa. Che ci siano voluti quasi due secoli per soppiantarli completamente indica che erano sorgenti non prive di una loro validità economica, già con le tecnologie relativamente primitive dei primi tempi. All’inizio del a ventesimo secolo, si sviluppavano addirittura prototipi di impianti solari a concentrazione accoppiati a turbine a vapore per la produzione di energia elettrica.

Ora, ammettiamo che la transizione dall’energia rinnovabile a quella fossile non sia mai avvenuta. Dove saremmo adesso? Beh, se le “vecchie rinnovabili” non hanno tenuto il passo con il carbone e il petrolio, vuol dire che avevano una resa meno buona; anche se non necessariamente cattiva. Perciò, non avremmo passato quella tumultuosa fase di sviluppo economico che fu resa possibile prima dal carbone e poi dal petrolio. Lo sviluppo sarebbe stato molto più lento e graduale – senza le tremende convulsioni che abbiamo visto nella storia, la rivoluzione francese, per esempio, che, molto probabilemnte, erano correlate a lotte per il controllo delle sorgenti di combustibili fossili. Tuttavia, in termini quantitativi, una diffusione capillare dei mulini a vento e idraulici, magari accoppiati a sistemi solari a concentrazione, avrebbe potuto generare quantità di energia elettrica per niente trascurabili.

E non ci sarebbe stata ragione di limitarsi ai mulini con le pale di legno e tela del tempo di Don Chisciotte. Se ci avessimo messo sopra lo sforzo di ricerca e sviluppo che abbiamo dedicato alle applicazioni del petrolio e dei fossili, possiamo pensare che le torri eoliche ad alta efficienza avrebbero potuto essere sviluppate già cento anni fa e anche di più. E poi, perché non pensare all’eolico ad alta quota già nell’800? Gli aquiloni sono noti da millenni e con dei robusti cavi di seta niente vietava di sviluppare un kitegen già allora. E, infine, la strada verso l’energia fotovoltaica sarebbe stata possibile già a partire dagli anni 1930, quando la meccanica quantistica era stata sviluppata e il principio delle giunzioni di semiconduttori era stato compreso.

Dal punto di delle applicazioni tecnologiche, non avremmo mai sviluppato cose come i motori a vapore o i motori a combustione interna. D’altra parte, avremmo avuto più difficoltà a sviluppare mezzi di trasporto a lungo raggio. Le ferrovie non sarebbero mai esistite senza carbone, se non per il trasporto locale. Lo stesso sarebbe stato il caso per automobili e autostrade (che non sarebbero state possibili senza bitume che viene dal petrolio). Ci mancherebbero certe cose che a noi sembrano ovvie: materie plastiche, per esempio – dovremmo usare di più il legno e altri materiali naturali.

Ma i motori elettrici avrebbero potuto svilupparsi bene per la disponibilità di energia elettrica creata dai mulini: avremmo potuto sviluppare più o meno tutte le tecnologie di cui disponiamo oggi – incluso l’elettronica, i microprocessori, le fibre ottiche, computer e tante altre cose. Nessuna di queste cose dipende dai combustibili fossili: hanno solo bisogno di elettricità. Per cui, questo mondo ipotetico avrebbe internet, radio e tv, ma la mobilità individuale sarebbe più ridotta e si baserebbe su veicoli pubblici o privati elettrici a corto raggio. Non sarebbe pratico vivere nelle periferie di oggi; vivremmo in città ad alta densità abitativa, probabilmente l’ascensore sarebbe uno dei mezzi di trasporto più comuni e più importanti. Non avremmo aerei passeggeri o da trasporto; probabilmente avremmo dirigibili elettrici fotovoltaici. Avremmo navi a vela, o forse navi elettriche fotovoltaiche. In vacanza, non potremmo andare troppo lontano ma le nostre città sarebbero più vivibili di quelle di oggi e non sentiremmo la mancanza della settimana a Sharm El Sheik. Il mondo sarebbe regionalizzato e non globalizzato. Non è detto che ci sarebbero meno guerre ma quelle che ci fossero sarebbero più locali e regionali e non utilizzerebbero carri armati e bombardieri (ma dirigibili da bombardamento, forse si). Qualcuno avrebbe anche potuto inventare la bomba atomica; ma forse sarebbe stata un’impresa troppo costosa e poco pratica da portare su un dirigibile.

Sarebbe un mondo molto diverso dal dal punto di vista della disponibilità quotidiana dell’energia. Oggi, siamo abituati al fatto che abbiamo energia a disposizione quando vogliamo e quanta ne vogliamo. Invece, in un mondo che si è evoluto sulla base della disponibilità di energia rinnovabile, l’energia elettrica sarebbe – perlomeno in parte – una merce stagionale: l’energia solare sarebbe più cara in inverno che in estate, ma l’inverso sarebbe vero per l’energia idroelettrica. A seconda della disponibilità, ci potremmo aspettare di pagare l’energia a prezzi diversi a seconda dell’ora del giorno e della stagione. Nessuno resterebbe necessariamente al buio e al freddo: l’energia si potrebbe stoccare in varie forme (idroelettrica o come idrogeno). Ma lo stoccaggio costa caro e chi volesse utilizzare energia immagazzinata dovrebbe rassegnarsi a pagarla di più – oppure a risparmiare.

Quindi, un mondo basato soltanto sull’energia rinnovabile è perfettamente possibile ed è anche un mondo attraente per tante ragioni: più pulito  e più tranquillo del nostro. Però, è una “scatola” completamente diversa da quella che contiene oggi i combustibili fossili. E’ possibile passare da una scatola all’altra e costruire una civiltà basata sulle rinnovabili? Perchè no? Basta pensare fuori dalla scatola.

Viva l’abbondanza!

di Ugo Bardi

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In un futuro non troppo remoto, l’energia rinnovabile potrebbe arrivare come una cascata inarrestabile: abbondante e a basso costo.

 

Sull’ultimo numero di Photon international (febbraio 2009), potete leggere un articolo di Cristopher Podewils sullo sviluppo del fotovoltaico in Germania.  Secondo Podewils, per il 2012, in Germania ci potrebbero essere più di 50 GW di potenza fotovoltaica installati, ai quali vanno aggiunti circa 30 GW di potenza eolica. Se a queste prospettive aggiungiamo i miglioramenti tecnologici in atto, per esempio l’arrivo sul mercato dell’eolico di alta quota, allora è una vera inondazione di energia che ci arriva addosso.

Podewils vede come perfettamente possibile un totale di 100 GW di potenza massima rinnovabile installata entro pochi anni, da confrontare con il massimo di assorbimento della rete in Germania  che, per esempio, è stato sempre ben sotto gli 80 GW nel Giugno del 2009.

Arrivare a saturare la domanda di elettricità con le rinnovabili può apparire strano a chi è abituato a vederle come energie “deboli”, che generano soltanto una frazione di marginale dell’offerta. Eppure, è una conseguenza logica dello sforzo che il governo tedesco ha fatto nel promuovere l’energia rinnovabili. Come risultato, la crescita dell’energia rinnovabile in Germania è esponenziale. Si parte già da 5.5 GW di potenza totale del fotovoltaico misurata nel 2008, quindi se la tendenza continua con una tendenza al raddoppio in meno di due anni, bastano pochi anni per arrivare a diverse decine di GW sufficienti per saturare il mercato.

Ci sono svariati motivi per cui la tendenza al raddoppio potrebbe non continuare in Germania. La crisi economica potrebbe rallentarla. Oppure, una coalizione della lobby del carbone e/o del nucleare potrebbe contrastarla per non vedersi buttar fuori completamente dal mercato. Tuttavia, è difficile pensare di arrestare completamente la tendenza e, se le cose non cambiano drasticamente, la Germania potrebbe trovarsi a essere il primo paese ad avere un eccesso di energia rinnovabile disponibile, perlomeno in certi momenti. Già oggi, ci sono dei momenti di basso consumo della rete in cui tutta la produzione viene fatta con le rinnovabili e si possono spegnere sia le centrali a carbone che quelle nucleari. Nel futuro, questi momenti di abbondanza saranno sempre più frequenti e ci sarà da domandarsi di cosa fare di tutto il ben di Dio che arriva gratis dalle centrali rinnovabili.

Ammettiamo allora che la tendenza continui e che entro qualche anno la Germania sia inondata di energia rinnovabili. Le conseguenze sono molto interessanti. La prima è che – finalmente – la gente smetterà di ripetere che  “le rinnovabili non potranno mai, ecc, ecc… (ma, in Italia, sicuramente continueranno). La seconda, è che certi tipi di produzione inquinanti e pericolosi, – il carbone per esempio – potranno essere tranquillamente mandati in pensione. Certo, la rete elettrica dovrà adattarsi alla disponibilità di energia abbondante e a buon mercato – ma variabile nel tempo. Questo è un problema risolvibile. In primo luogo, si favoriscono impianti a rapida accensione/spegnimento, come le turbine a gas. Poi, se abbiamo dei momenti in cui il valore dell’energia sul mercato è zero o quasi, questo favorisce gli impianti di storage che possono acquistare l’energia (anzi, averla gratis) e poi rivenderla quando ce n’è bisogno. Anche se l’efficienza di un impianto di storage è bassa, non importa se l’energia costa poco (anzi, niente).

In termini più generali, per chi produce a livello locale, per esempio con un impianto fotovoltaico sul tetto, in certi momenti non varrà più la pena di rivendere l’energia alla rete – che te la pagherebbe zero. Si tratta invece di cominciare a pensare ad autoconsumarla.

Questo autoconsumo dell’energia in eccesso potrebbe prendere varie forme. Nell’ambito domestico, potrebbe essere:

1. Far marciare gli elettrodomestici

2. Caricare le batterie dei veicoli elettrici.

3. Scaldare l’acqua degli scaldabagni o per il riscaldamento domestico.

4. Generare ghiaccio per raffreddare gli ambienti.

5. Far rifornimento di acqua potabile per osmosi inversa o condensandola dall’atmosfera.

Tutte queste cose sono costose oggi, alcune al punto di essere inpensabili. Ma, nel futuro le prospettive potrebbero cambiare. Per esempio, la casa potrebbe non aver più bisogno di acqua corrente dall’acquedotto. Potrebbe semplicemente condensarla dall’atmosfera o generarla per purificazione dalle acque grige domestiche.

E’ possibile tutto questo? Certamente si, perlomeno se potremo mantenere la crescita esponenziale in corso dell’energia fotovoltaica e eolica. Questo richiede un intervento politico ma, grazie a questo intervento, l’indipendenza energetica sta cominciando a diventare non più solo una chimera, ma una realtà.

Ovvero, è una realtà in Germania. E in Italia? Beh…….

Il riscaldamento elettrico della casa

di Luigi Ruffini (*)

klimahouse2005Per esporre i sistemi elettrici bisogna che prima venga prima analizzato il sistema classico, onde poter evidenziare i limiti di questo e le potenzialità dei sistemi descritti di seguito.

I sistemi di riscaldamento tradizionali sono realizzati principalmente usando il principio della convezione. Il sistema è composto da una caldaia che brucia generalmente a gas metano ad una temperatura intorno ai 1500 gradi centigradi. L’acqua a questo punto raggiunge una temperatura che, generalmente, si attesta sui 70 gradi. Da qui la pompa della caldaia spinge il liquido caldo verso il collettore (o i collettori nel caso di impianto a più zone), da dove vengono distribuite a stella le tubazioni di andata e ritorno sui vari ambienti.

A questo punto nei locali si possono ottenere due soluzioni classiche: termosifoni (ghisa o acciaio) o termoconvettori. Questi ultimi generalmente vengono adottati in caso di ambienti grandi, quindi difficilmente scaldabili se non con molti termosifoni tradizionali, che però “tappezzerebbero” letteralmente le pareti con risultati estetici non molto graditi.

I termoconvettori sono dotati di ventole che accellerano il ricambo d’aria fredda con quella calda, a prezzo di una temperatura in uscita però maggiore, intorno agli 80 gradi.

In entrambi i casi l’aria a questo punto diventa il veicolo che ci consente di percepire il caldo. Un termosifone non raggiunge quasi mai i 70 gradi. Tra l’uscita della caldaia e il collettore già si ha una forte dispersione (che ricordo è sempre maggiore in relazione diretta con la temperatura, quindi maggiore è la temperatura di un corpo, maggiore è la sua capacità dispersiva), che aumenta con la distribuzione successiva verso i radiatori.

Il termosifone nel migliore dei casi non raggiunge i 60 gradi, per scaldare l’aria che, però, essendo ora più leggera, tenderà a salire verso la parte alta delle stanze.

Insomma si scalda prima il soffitto, poi, man mano che l’aria fredda scande, si scalda a sua volta e risale, creando appunto il movimento convettivo.

Gli ambienti hanno sempre punti più freddi o più caldi, e non sono mai confortevoli in modo uniforme; spesso sono troppo caldi e si ha l’impressione di non riuscire a respirare bene. Anche parzializzando l’accensione dell’impianto non si ha granchè di risparmio.

A parità di temperatura con 15 mc al giorno su 130 mq, scaldandone (chiudendo circuiti per un equivalente del 50% della metratura) il consumo per metro cubo si riduce al 70% del precedente, poco meno di 10mc al giorno. Il perché è semplice: gran parte del consumo si ha semplicemente perché “la caldaia è accesa”, ed il circuito, fino al collettore, disperde parte dell’energia termica.

Su questi sistemi si è detto di tutto e di più: che creano circolazione di polvere, che sono nocivi per chi soffre di asma e allergie, che sono poco efficienti (1500 gradi in combustione per avere si e no 19 gradi ambiente in effetti…), rimane la cruda realtà che tutt’ora sono di gran lunga i più usati. E non certo per motivi di costo.

Occorre anche analizzare la tipologia di installazione e di uso di questi sistemi. Come si sa, programmare l’accensione a singhiozzo durante la giornata e la serata forse può permettere di risparmiare sulla bolletta, ma crea tutta una serie di conseguenze raramente vengono analizzate con cura. Proverò a dare qualche esempio.

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