La produzione mondiale di gallio, dall’articolo di Ugo Bardi e Marco Pagani “peak minerals“. In tutto il mondo si producono oggi soltanto 70 tonnellate di gallio all’anno. Bastano per sostituire le lampadine a incandescenza tradizionali con lampade a LED? In principio, si. Ma la faccenda è tutt’altro che ovvia.

Anni fa, andai a Tokyo a visitare alcuni degli inventori delle moderne lampadine a LED. Erano tempi in cui la tecnologia dei “light emitting diode” era ancora ai primi passi. Tanto e vero che anche noi, all’università di Firenze, avevamo sviluppato qualcosa di nuovo nel campo.  L’idea di base dei LED non è tanto diversa da cose come le celle solari ma, per ragioni un po’ complicate da spiegare, il silicio che funziona bene nelle celle non va bene per i LED. Così ci eravamo messi a studiare il silicio “nanoporoso” che doveva emettere luce meglio del silicio normale. L’idea si era rivelata abbastanza buona nel senso che questi diodi al silicio effettivamente emettevano un po’ di luce rossiccia.

Tuttavia, era chiaro che la nostra idea non era cosi’ buona come quella dei giapponesi. Il confronto portò a una scena che somigliava un po’ a qualcosa che forse avete visto nel film “Crocodile Dundee” (Questo non è un coltello, QUESTO è un coltello!). Uno dei miei interlocutori tirò fuori uno dei loro LED e procedette ad abbagliarmi con un fascio di luce blu intensissima, dicendo qualcosa più o meno tipo, “Questo non è un LED, QUESTO è un LED!“.

Nella vita, ogni tanto devi ammettere la tua sconfitta e da allora lasciammo perdere i LED al silicio – anche se nanoporoso. Invece, i LED sviluppati in Giappone all’arseniuro di gallio (GaN) hanno fatto il loro cammino e oggi sono la base delle lampade a LED commerciali. Queste lampade non sono molto diffuse perché sono ancora costose e, inoltre, la generazione dei LED oggi in commercio è meno efficiente delle lampadine fluorescenti. Ma dai dati di laboratorio sembrerebbe possibile arrivare a LED con efficienze uguali o anche superiori a quelle di qualsiasi cosa disponibile al momento.

Sembrerebbe quindi che i LED siano una tecnologia ideale per superare sia le limitazioni delle lampadine tradizionali come di quelle a fluorescenza. Le prime sono troppo inefficienti in termini energetici, le seconde danno dei problemi a causa del mercurio che contengono. Di questi problemi ho discusso in dettaglio in alcuni post precedenti (“lampadine a basso consumo, sono una buona idea?” “il paradosso di jevons“, “le lampade fluorescenti sono sicure?“).

Ma c’è un piccolo problema. Il gallio è un metallo raro; in effetti uno degli elementi più rari nella crosta terrestre. Ne abbiamo abbastanza per fare lampadine LED in quantità sufficiente?

Stabilire questo punto si è rivelato piuttosto difficile. Se andate a cercare su internet quanto gallio c’è in un LED non trovate nessuna risposta; altro che vaghi riferimenti a “piccole quantità”. Dopo laboriose ricerche sono riuscito a trovare qualche dato che mi porta a concludere che un singolo LED potrebbe contenere 0.1 mg di gallio (vedi appendice). Tipicamente, però, per fare una lampada che sostituisca una normale lampada di quelle che si avvitano nel portalampade, ci vogliono una decina di LED, e forse di più. Quindi una lampada contiene almeno 1 mg di gallio. Questo è un ordine di grandezza, ma probabilmente non è troppo lontano dalla realtà, anche tenendo presente che un telefonino sembra contenere circa 0.3 mg di gallio (vedi appendice). In realtà, in entrambe i casi, bisogna vedere non quanto gallio è contenuto dentro il manufatto, ma quanto gallio bisogna utilizzare nella produzione che, sicuramente, non è efficiente al 100%. Ma su questo non ho trovato nessun dato.

Teniamo comunque per buono il milligrammo di gallio per lampada. Consideriamo poi che nel mondo ci sono decine di miliardi di lampadine a incandescenza. Per sostituirle tutte, ci vorrebbero alcune decine di tonnellate di gallio. Ce le abbiamo? In principio, sembrerebbe di si. Non ci sono dati attendibili sulle riserve minerarie di gallio, anche perché non esistono miniere di gallio; il gallio è un sottoprodotto della lavorazione dell’alluminio. Comunque, secondo i calcoli che ho fatto insieme a Marco Pagani,  nel futuro potremo produrre forse altre 1000 tonnellate di gallio, seguendo la parte decrescente della relativa curva di Hubbert. Fra le altre cose, il caso del gallio conferma la robustezza del modello di Hubbert. Dieci anni fa, la gente estrapolava linearmente o esponenzialmente le tendenze produttive e prevedeva che, oggi, avremmo dovuto produrre 2-3 volte la quantità di gallio che stiamo effettivamente producendo. Comunque si vogliano vedere le cose, in ogni caso, sembrerebbero che abbiamo risorse di gallio sufficienti per un gran numero di lampadine LED.

La faccenda, tuttavia, è assai più complicata di così. Al momento, la produzione di gallio viene interamente assorbita dalla produzione di elettronica di vari tipi che utilizza circuiti all’arseniuro di gallio: telefonini in gran parte (di cui ce ne sono circa tre miliardi su tutto il pianeta) ma molti altri usi, fra i quali quelli militari. Allora, stiamo parlando di espandere la produzione di lampadine LED a livelli di centinaia di miliardi di pezzi all’anno e questo in presenza di una produzione di gallio che comincia a declinare. In pratica, questo vuol dire che non avremo abbastanza gallio per tutto quello che ci serve. Se poi dovessimo cominciare a usare l’arseniuro di gallio su grande scala per le celle solari, allora ci sarebbero senz’altro dei grossi problemi di approvvigionamento.

Teniamo anche conto che i LED sono di lunga durata, ma non sono eterni. Possiamo riciclare il gallio? In linea di principio, si. Però non ho trovato la descrizione di nessun processo di riciclo del gallio a partire da rifiuti elettronici. Il problema è che le quantità in gioco sono molto piccole ed è difficile recuperarle con una buona efficienza. Il gallio non è come il mercurio delle lampade fluorescenti, che evapora facilmente e si recupera anche partendo da quantità infinitesimali.

Infine, la produzione dei LED richiede comunque macchinari complessi e specializzati che, a loro volta, fanno grande uso di risorse e di energia. Non ho trovato un’analisi di ciclo di vita di questi processi, per cui al momento non sappiamo dire se l’alto costo dei LED sia dovuto a qualche fattore intrinseco correlato alla manifattura oppure semplicemente alla novità della cosa. In pratica, non è probabile che il costo dei LED si abbassi rapidamente al livello di quello delle lampadine a incandescenza o a fluorescenza.

Tutto questo non è per dire che la tecnologia LED non è una buona tecnologia. Per niente – è una tecnologia estremamente interessante e promettente. Tanto per dirne una, il proiettore di diapositive che ho comprato recentemente per fare presentazioni ha una lampadina LED. Costa un po’ di più di un proiettore normale, ma rischi molto meno che la lampadina ti si fulmini mentre stai parlando. Per questo tipo di usi, i LED al gallio sono eccellenti. Vedo un po’ male, però, i LED a sostituire le comuni lampadine delle scale e del salotto in tutto il mondo. Come sempre, c’è una questione di fondo di cui ci dimentichiamo sempre: la tecnologia, per quanto bella e avanzata, non può compensare da sola per l’esaurimento delle risorse.

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Appendice: un piccolo calcolo dell quantità di gallio nei LED.

Questo link da 10 micron di spessore per lo strato di GaN in un LED; prendiamolo per buono. La densità del GaN è 6.15 g/cm3. Il gallio pesa 5 volte più dell’azoto, quindi possiamo approssimare a 6 g/cm3 la densità del gallio nel GaN. Supponiamo ora che un LED abbia un area di 2 mm2 (2×10-6 m2), per uno spessore di 1×10-5  m ne consegue che il volume dello strato è 2×10-11 m3, ovvero 2×10^-5 cm3. Questo corrisponde a 1.2×10-4 g, or 1.2×10-1 mg, di gallio. Possiamo approssimare questo valore a 0.1 mg. Ovvero, molto approssimativamente c’è un decimo di milligrammo di gallio in ogni LED.

Il dato sugli 0.3 mg di gallio per telefonino è calcolato da http://www3.interscience.wiley.com/journal/120130699/abstract

Geppetto, povero com’era, era costretto a riscaldarsi con un fuoco dipinto sul muro di casa. Sembrerebbe che stiamo arrivando a qualcosa del genere con l’idea del caminetto a bioetanolo.

In una delle prime scene di “Pinocchio” si racconta di come Geppetto avesse dipinto un fuoco acceso sul muro di casa sua e di come questo caminetto finto bruciasse furiosamente legno finto senza purtroppo essere in grado di scaldare niente. Questa cosa di Geppetto mi viene sempre in mente quando mi capita di essere in Inghilterra dove ogni luogo pubblico tipo hall degli alberghi è impestato da caminetti finti. Non sono caminetti dipinti sul muro, ma imitazioni di caminetto dove dei sassi di colore nero siedono su dei bruciatori di gas naturale, dando l’impressione di essere veri caminetti. Non servono per scaldare niente, dato che sono accoppiati a normali sistemi di riscaldamento centrale. L’effetto è paurosamente pacchiano ma, se non altro, da un’idea del fascino che troviamo per il fuoco e per tutto quello che brucia.

In Italia, per il momento, non ho visto accrocchi del genere, ma mi sono arrivati in questi giorni svariati messaggi al riguardo al cosiddetto “biocaminetto” o “caminetto a bioetanolo”. Sembra che questo arnese stia diventando di moda, come potete rendervi conto da voi cercando sul web “biocaminetto” oppure “caminetto a bioetanolo”. Il biocaminetto viene pubblicizzato come una sorgente di calore pulita; non emette nanoparticelle, non richiede canna fumaria e lo potete mettere in salotto senza problemi, non emette CO2 dato che l’etanolo che lo alimenta è di origine naturale. Insomma, è “ecologico” (parola magica).

Ora, se uno vuol vedere questo arnese per quello che è, ovvero una cosa puramente decorativa, va anche bene. Diciamo che costa molto di più del fuoco dipinto di Geppetto ma somiglia anche molto di più a un caminetto vero. Quindi, se uno in salotto vuole avere l’impressione di avere un camino acceso, perché no? Sicuramente, crea un’atmosfera romantica e se invitate a cena una bella signora (o signore) può darsi che il caminetto a bioetanolo vi dia una mano per l’impresa di sedurla/o.

Il problema è che c’è chi ha preso il caminetto a bioetanolo come una sorgente di calore. Ei vari siti e recensioni sull’argomento alimentano l’idea che questi caminetti servano veramente per scaldare la casa. Qui proprio non ci siamo. Trasformare il mais in bioetanolo per poi bruciarlo in un caminetto (anche se romantico) è proprio una fesseria. Immaginatevi quanta energia vi ci vuole per coltivare il mais. Poi ci vuole energia per distillare alcol dal mais, poi per trasportarlo e non trascurate il fatto che a monte ci vogliono fertilizzanti, pesticidi e macchine agricole per coltivare il mais (tutta roba che viene dal petrolio). Insomma il costo energetico del bioetanolo è talmente alto che è proprio insensato bruciarlo nel caminetto. Se volete usare un termine tecnico, il bioetanolo ha un basso valore dellEROEI, ovvero della resa energetica.

Che la cosa sia del tutto insensata la vedete anche senza troppo grattarvi la testa sulla resa energetica. Uno di questi siti vi dice quanto costa il bioetanolo per il caminetto è il risultato è che 20 litri di bioetanolo vi costano 65 Euro, ovvero 3.25 Euro al litro (!!!!), (non vi do il link del sito perché sennò mi querelano, ma vi giuro che dicono così – mi sono fatto una copia della pagina per i posteri). Non vi dico che conviene di più buttarci dentro della buona grappa (è bioetanolo anche quello), ma ci siamo vicini.

Considerate che un chilo di legna costa circa 10 centesimi. La legna ha un potere calorifico che è circa la metà di quello del bioetanolo ma, a parità di potere calorifico, il bioetanolo costa oltre dieci volte di più. Capite allora perché nei caminetti veri ci si mette la legna e non il whisky di annata.

Inoltre, ho qualche dubbio che installare questi arnesi in casa sia una buona idea. E’ vero che – probabilmente -  non emettono sostanze velenose o inquinanti. Ma c’è lo stesso un problema di ventilazione se vengono installati in ambienti dove non è prevista l’installazione di fuochi o comunque di sorgenti di CO2. In cucina, in teoria, ci dovrebbe essere un sistema di ventilazione (e anche li’, spesso non c’è). Nel salotto, poi, la ventilazione per questo scopo non è nemmeno prevista e, spesso, le finestre sono sigillate per ridurre gli spifferi e la dispersione di calore. In queste condizioni, uno di questi caminetti privi di canna fumaria potrebbe fare dei danni alla salute. Tenuto acceso in continuo da qualcuno che si può permettere il bioetanolo a questi prezzi potrebbe portare a un’aumento della concentrazione di CO2 sufficiente per farvi venire una bella emicrania e forse anche qualcosa di peggio. (vedi il mio post precedente dal titolo “Questa casa non è un sarcofago!”)

Insomma, se volete una caminetto in salotto ma non potete installare una canna fumaria, meglio che la fiamma la fate dipingere sulla parete – come faceva Geppetto.

Di Ugo Bardi

La copertina della campagna “Piccole Regole per Risparmiare” di una nota catena di distribuzione italiana.

Va molto di moda spiegare alla gente come gestirsi la crisi; piccole ricette e regole che consistono in cose tipo comprate elettrodomestici più efficienti, spegnete gli elettrodomestici quando non il usate; cose del genere. Sembrerebbe strano che la gente abbia bisogno di sentirsi dire cose del genere, ma tutto sommato dirle non fa danno. Posto che uno dica cose giuste e che siano utili a qualcosa di pratico.

Non sempre è così . Vi faccio vedere in testa al post la copertina di una brochure distribuita da una catena di grande distribuzione in Italia – è una cosa fatta in grande senza troppo badare a spese. All’interno, la prima cosa che ci trovate è una bella descrizione dell “amica salva-energia” che è la lampada a basso consumo. Di questo argomento ne ho già parlato in un paio di post; concludendo che le lampade a basso consumo sono cose per niente entusiasmanti. Lo sono ancora meno se uno le presenta come sono presentate in questa brochure.

Allora, leggiamo nella brochire che “una famiglia di 4 persone consuma circa 400 chilowattora l’anno per illuminare la casa spendendo circa 60 euro” Il che, tutto sommato, è accettabile.

Leggiamo poi che le lampade a basso consumo “consumano l’80% in meno di energia” (corretto) e che “in dieci anni di vita con una sola lampada il risparmio può arrivare fino a 138 euro“. (grassetto mio). E qui, non ci siamo proprio.

Già dire “138 euro in 10 anni” è una fesseria; cosa vuol dire “fino a”? In che condizioni? Con quali presupposti? Più che altro, risparmiare 138 Euro con una sola lampada vuol dire che quella lampada, da sola, consumava per 180 Euro in 10 anni, ovvero circa il 30% di tutti i consumi di casa, che si era detto erano di 600 Euro. Ma che conto del piffero hanno fatto? Hanno in mente una casa con tre lampade in tutto? Sicuro: una in salotto, una in cucina e una in bagno. In camera da letto, dopotutto, non ce n’è bisogno quando uno dorme. O hanno considerato una casa dove c’è una piantana da 300 watt in salotto tenuta accesa tutto il tempo? Forse, ma, come minimo, dovrebbero spiegarti che sostituendo una lampadina a caso non risparmi 138 euro in 10 anni. Col cavolo! Non potevano far riguardare questo conto a qualcuno che avesse almeno un diploma di quinta elementare prima di stamparlo in centomila di copie?

Dopo un inizio così, ci si può domandare che cosa ti aspetta dopo. E’ in effetti, il resto della brochure non è che sia molto migliore. E’, più che altro, una fiera delle banalità, con però alcune perle decisamente umoristiche.  Per esempio: “Scegliete caldaie con produzione di acqua calda” (e che altro, sennò?) oppure  “Usa lo sciacquone solo quando è veramente necessario” (è utile sapere che in caso di stitichezza non importa).

Viene da domandarsi che effetto abbia questo foglino quando va in mano a gente che sta cercando disperatamente di arrivare al 27 del mese; come sta succedendo a tanti ultimamente. Quelli che sono in queste condizioni non hanno certamente bisogno di esortazioni a risparmiare. Se ne accorgono benissimo da soli che devono risparmiare per forza. A sentirsi presi in giro in questo modo, cosa penseranno? Insomma, carta, inchiostro e energia sprecata, anche con possibili effetti controproducenti sulla generale propensione al risparmio.Se si vuol veramente convincere la gente che bisogna fare qualcosa di serio per risolvere la crisi energetica, bisogna fare molto, molto meglio di così.

La brochure intera la trovate a questo link

In un mio post precedente, avevo espresso qualche dubbio sulla bontà del provvedimento che vieta la vendita in Europa delle tradizionali lampadine a filamento di tungsteno. L’argomento ha dato origine a svariate reazioni, alcune favorevoli, altre meno. Mi sembra il caso di approfondire e in questo secondo post aggiungo qualche considerazione sulla questione del paradosso di Jevons.

Le mie considerazioni piuttosto critiche sulle lampadine a basso consumo mi sono valse parecchi commenti favorevoli ma anche qualche messaggio piuttosto fuori dalle righe.  Qualcuno che – evidentemente – non ha neanche letto il mio articolo mi ha accusato di aver detto che le lampadine a basso consumo sono meno efficienti di quelle tradizionali. Altri si sono risentiti per il fatto che ho detto che la maggior parte delle nuove lampadine finirà in discarica piuttosto che smaltita correttamente fra i rifiuti elettronici. Insomma, sono andato a toccare qualche nervo scoperto quando ho espresso dubbi su una delle vacche sacre dell’ambientalismo; quella dell’efficienza e del  risparmio energetico.

Su questa cosa è forse il caso di ripetere il punto fondamentale che avevo fatto nel mio post precedente. Non mettevo (e non metto) in dubbio il fatto che le lampadine a basso consumo siano più efficenti di quelle tradizionali a filamento di tungsteno. Quantificando questo risparmio, però, si nota che è piuttosto modesto: al massimo dell’ordine dell’1%-2% dei consumi elettrici totali. Ma, sulla base del principio (o paradosso)  di Jevons, potrebbe darsi benissimo che il risparmio sia zero, o perlomeno molto minore, venendo vanificato dalla tendenza della gente a tenere le lampade accese più a lungo.

Questa faccenda del principio di Jevons è una sorpresa per molta gente. Me ne sono accorto l’altro giorno quando l’ho menzionato a un convegno e le facce della gente seduta in platea hanno fatto un’espressione che penso sarebbe stata appropriata se – invece che di Jevons – mi fossi messo a parlare dell’imminente sbarco degli alieni a Central Park, a New York. Eppure, il paradosso di Jevons non è affatto un paradosso. E’ un fatto normalissimo nella vita di tutti i giorni; addirittura una conseguenza necessaria di come funziona l’economia e il cervello umano.

William Stanley Jevons (1835-1882) è stato un grande economista – a mio parere uno dei più profondi pensatori del suo tempo. L’800 è stato un periodo molto fecondo per la scienza moderna e tante cose che sono state scoperte e sviluppate allora, noi dobbiamo ancora veramente assimilarle. Una è stata la teoria dell’evoluzione per selezione naturale di Darwin, che è stato il primo tentativo di studiare un sistema complesso – quello biologico in questo caso. Jevons forse non lo si può mettere alla pari con Darwin come profondità di pensiero, ma certamente ha avuto delle intuizioni brillanti che oggi chiameremmo “sistemiche”. In particolare, il suo lavoro del 1865 “The Coal Question” si legge ancora oggi con interesse. E’ stato il primo lavoro scientifico a porsi il problema dell’esaurimento. Problema che Jevons si è posto correttamente arrivando a prevedere il “picco del carbone” in Inghilterra, sia pure non per una data precisa (si è verificato negli anni 1920).

E’ stato nel lavoro “The Coal Question” che Jevons si è posto il problema dell’effcienza e del risparmio, arrivando a esprimere il suo famoso “paradosso” con le parole:

It is a confusion of ideas to suppose that the economical use of fuel is equivalent to diminished consumption. The very contrary is the truth.” (E’ una confusione di idee quella di supporre che l’uso economico di un combustibile è equivalente a ridurne i consumi. E’ vero proprio l’opposto).

Il principio di Jevons è ben ingranato sia con la scienza economica sia con la dinamica dei sistemi. Negli anni, è stato espresso in nuove e più raffinate forme che vanno sotto il nome di “Rebound Effect” o anche del “postulato di Khazzoom-Brookes”. A parte i nomi un po’ astrusi, non ci vuole gran fatica per capire su cosa si basano questi concetti: è abbastanza ovvio che se uso una risorsa in modo più efficiente, ne potrò usare di più; cosa che normalmente verrà fatta. I risparmi fatti nell’uso di una certa risorsa possono essere anche trasferiti su un uso più intenso di un altra.

Nel caso delle lampadine, il principio di Jevons  si applica in due modi. In primo luogo, è probabile che le lampadine a basso consumo vengano utilizzate più a lungo di quelle tradizionali, semplicemente perché si sa che costano di meno. In secondo luogo, anche ammettendo che il risparmio ci sia effettivamente, le risorse risparmiate verranno usate in altri modi. Per esempio, se una famiglia risparmia qualche decina di Euro ogni anno con le lampadine a basso consumo, basta che questo risparmio lo utilizzi per andare in macchina a farsi qualche pizza al ristorante per vanificare tutte le riduzioni di emissioni di CO2 dovute alle lampadine.

Allora, nonostante che queste cose siano ben note e le si insegnino ai corsi di economia, nella pratica la gente continua a contare le tonnellate di CO2 risparmiate con le lampadine a basso consumo (e cose del genere) esattamente come se questi principi non esistessero. Nella pratica, però, non sarà mai possibile provare che una certa tecnologia porta a una riduzione dei consumi e delle emissioni: fino ad oggi abbiamo visto entrambe le cose aumentare costantemente nonostante tutti gli sforzi di introdurre tecnologie più efficienti. Oggi li vediamo diminuire, ma per effetti completamente diversi, dovuti alla crisi economica, a sua volta causata dall’esaurimento delle risorse. Ma, nella pratica, non siamo in grado “disaccoppiare” l’effetto dell’introduzione di nuove tecnologie dal totale della produzione.

Se vogliamo che la gente consumi di meno, lo si può ottenere per esortazione (suggerendo buone pratiche o favorendole economicamente) o per costrizione (proibendo o tassando le cattive pratiche). Se vogliamo che questo avvenga per l’illuminazione, lo si potrebbe ottenere, per esempio, mettendo dei limiti all’illuminazione pubblica in modo  da evitare le “luminarie” che vediamo oggi un po’ dappertutto. Oppure, lo si potrebbe ottenere mediante una crescita della consapevolezza che porti la gente a capire che di certi sprechi non c’è bisogno.

Ma la semplice intruduzione di nuove tecnologie non mette limiti alla tendenza umana a sprecare le risorse. Alla fine dei conti, si sa che la gente consuma tutto quello che può permettersi di consumare: è stato così dalla notte dei tempi e non ci sono lampadine che possano cambiare il funzionamento della mente umana. A meno che uno non abbia la testa di  “Lampadina”, il personaggio di Walt Disney.

Di Ugo Bardi

Una delle prime lampade a filamento incandescente di Edison. Questa è del 1878. Dopo quasi un secolo e mezzo di onorato servizio, nel 2009 queste lampade sono state messe fuori legge dalla commissione europea in quanto giudicate troppo energivore. Questa potrebbe essere stata una decisione un po’ affrettata.

Nel suo romanzo “Le ceneri di Angela”  Frank McCourt ci racconta di quando era bambino in Irlanda, negli anni 1930 e 1940. Uno dei suoi ricordi è di quando viveva in casa da suo zio, il quale si portava con se al lavoro, ogni mattina, i fusibili dell’impianto elettrico di casa. Era per risparmiare sulla bolletta evitando che suo nipote accendesse la luce per leggere nella nebbiosa Limerick.

Lo zio di Frank McCourt non era di certo un ecologista. Era semplicemente uno che cercava di risparmiare in un’epoca in cui il costo dell’elettricita era ben superiore a quello attuale, in termini relativi. Le cose sono ben diverse, oggi, e credo che tutti possiamo raccontare di familiari e conoscenti che lasciano accesa la luce tutta la notte; “tanto costa poco”.

In effetti, per quanto cozzi contro la coscienza ecologica di molti di noi, è vero che l’illuminazione è una voce molto piccola sui consumi domestici. In un post di Gianluca Ruggeri su ASPO-Italia troviamo che, in media, l’illuminazione rappresenta circa il 12% dei consumi elettrici domestici. A loro volta, i consumi elettrici rappresentano circa il 16% dei consumi energetici domestici, quindi l’illuminazione rappresenta meno del 2% del totale in termini di quantità di energia usata in casa. In termini monetari è un po’ di più dato che l’energia elettrica costa più cara di altre forme, ma è comunque una frazione molto piccola.  Un modo alternativo di quantificare le cose è di considerare che i consumi elettrici domestici, secondo federconsumi, sono circa il 23% del totale dei consumi elettrici in Italia. Ovvero, l’illuminazione domestica rappresenta meno del 3% dei consumi elettrici totali.

Nonostante questa piccola incidenza sui consumi, sembra che la commissione Europea abbia considerato molto importante risparmiare in quest’area ed è andata a promulgare un decreto decisamente pesante in merito: dal 1 Settembre 2009 in tutta l’Unione Europea è vietata la vendita delle tradizionali lampadine a filamento di tungsteno. Si possono commerciare soltanto le lampadine a basso consumo, principalmente di tre tipi: fluorescenti, alogene o a LED. Nella pratica, quasi tutte le nuove lampadine sono fluorescenti compatte, con un risparmio sui vecchi tipi a filamento di circa il 70%-80%. Considerato questo fattore e assumendo che il “parco lampade” esistente sia tutto a incandescenza, il risparmio totale del provvedimento è di circa il 2% dei consumi elettrici totali e poco più dell’1% dei consumi energetici domestici.

Non è che sia una cosa entusiasmante e, in effetti, leggiamo sul “Sole 24 ore” che il risparmio sulla bolletta domestica per una famiglia dovrebbe “aggirarsi intorno ai 20 euro” all’anno con le lampade a basso consumo. Non è una cosa che risolva il problema di far quadrare il bilancio familiare e, decisamente, non sono più i tempi dello zio di Frank McCourt che per risparmiare sulla bolletta si portava via i fusibili di casa. Inoltre, queste stime potrebbero essere molto ottimistiche dato che non tengono conto dei fattori legati al cosiddetto “paradosso di Jevons”. In pratica, se l’illuminazione costa meno va a finire che si tengono le lampadine accese per più tempo e non si risparmia niente o quasi.

Valeva la pena, allora, intervenire così pesantemente sul mercato per ottenere dei vantaggi così limitati (e forse inesistenti)? Si potrebbe rispondere con il vecchio detto Toscana, “meglio che nulla, marito vecchio”. Tuttavia, come spesso succede, il diavolo sta nei dettagli. Risparmiare va bene, ma quali sono gli effetti collaterali?

C’è prima di tutto un problema di inquinamento: le lampade a basso consumo, come abbiamo detto, sono quasi tutte a fluorescenza e le lampade a fluorescenza contengono mercurio. Di quanto mercurio stiamo parlando? Beh, si stimano circa 4 mg di mercurio per lampada. Allora, se in Europa ci sono – diciamo – 5 lampade a persona per 350 milioni di europei, questo vuol dire circa un miliardo e mezzo di lampade. Ammesso che durino 10 anni l’una, si parla di sostituirne 150 milioni l’anno, ma il realtà i dati disponibili parlano di 200 milioni e oltre all’anno. Fatti i dovuti conti, in totale, si crea un giro di quasi una tonnellata di mercurio all’anno soltanto in Europa.

Secondo il “consorzio ecolamp“  il mercurio si può recuperare quasi al 100% nello smaltimento di queste lampade (vedi anche questo articolo dell’Environment Protecion Agency).  Siccome  il mercurio costa caro, conviene recuperarlo. Però, ogni lampadina ne contiene talmente poco che il suo valore economico è praticamente zero. Quindi, con tutta la buona volontà, non tutte le lampade fluorescenti verranno smaltite correttamente. E’ difficile dire quante di queste lampade finiranno nei cassonetti dei rifiuti, ma sicuramente parecchie. Questo è specialmente vero per quelle lampade che andranno a finire nei paesi del terzo mondo dove mancano le risorse per mettere insieme sistemi di smaltimento moderni.  Sia da noi che nei paesi poveri, le lampade non smaltite correttamente andranno a finire in discarica, oppure in un inceneritore. Ammesso che dall’inceneritore il mercurio non finisca nell’atmosfera, finirà comunque in discarica come ceneri da incenerimento. Inoltre, un certo numero di lampade finirà rotto durante l’uso, disperdendo il mercurio nell’ambiente domestico. Non è chiaro quali effetti questo potrà avere sulla salute umana, ma sicuramente il mercurio è un veleno molto potente. Ne bastano nanogrammi per millilitro nel sangue per avere effetti dannosi e il contenuto di mercurio in una singola lampada è più che sufficiente per arrivare a queste concentrazioni in un essere umano.

Una lampada rotta in un ambiente poco ventilato potrebbe fare seri danni, ma – fortunatamente – dovrebbe essere un evento raro. In ogni caso, è probabile che con le lampade fluorescente sparpaglieremo qualcosa come mezza tonnellata di mercurio all’anno nell’ambiente, nella sola Europa. In termini relativi, è una quantità limitata.  Tanto per dare un’idea, la produzione mondiale attuale di mercurio è di circa 1000 tonnellate l’anno e le emissioni di mercurio da parte di processi di combustione – principalmente le centrali a carbone – sono molto superiori. Si calcola che una lampada a fluorescenza contiene meno mercurio di quello che emetterebbe una centrale a carbone per alimentare una lampada a filamento di pari potenza. In realtà, tuttavia, questi calcoli sono fatti per paesi dove ci sono molte centrali a carbone e non valgono per l’Italia; dove ce ne sono poche. Da noi si usa principalmente il gas naturale, che non contiene mercurio. Lo stesso vcale se usiamo energia rinnovabile. Insomma, queste tonnellate di mercurio sparse nell’ambiente non faranno (forse) gravi danni, ma il concetto di spargerle va contro il principio di base che dice “primo non nuocere”.

C’è poi un altro problema. In questi ultimi tempi, ci stiamo focalizzando al 100% sull’energia senza considerare l’altro gravissimo problema che ci sta di fronte: quello del graduale esaurimento delle materie prime (vedi per esempio il mio articolo su “The Oil Drum”). Allora, abbiamo abbastanza mercurio per tutte queste lampade?

In un articolo scritto insieme a Marco Pagani abbiamo notato come la produzione mondiale di mercurio abbia piccato ormai da decenni. Siamo scesi oggi a una produzione, come dicevo , di circa 1000 tonnellate all’anno. Ora, se tutto il mondo usasse lampade a fluorescenza, avremmo bisogno di solo qualche decina di tonnellate all’anno di mercurio, ma la produzione tende a scendere e a lungo andare ci troveremo in difficoltà. In secondo luogo, stiamo sparpagliando nell’ambiente risorse minerali in formne che non saranno mai più recuperabili. Probabilmente, di mercurio per le lampade ne avremo ancora per parecchi decenni ma, comunque vada, lasceremo senza mercurio i nostri discendenti, qualunque uso ne vogliano fare.

In confronto, una lampadina a incandescenza tradizionale è tutta un’altra cosa: rame, vetro e il filamento di tungsteno. Tutto materiale facilmente riciclabile quasi al 100%. Anche se è finito in discarica si può recuperare lo stesso senza pericolo per chi lo fa (non dall’inceneritore, però). In effetti, esiste già oggi una fiorente industria che recupera il tungsteno dalle lampadine scartate.  Se smettiamo di incenerire, possiamo continuare per secoli a fare lampadine a incandescenza senza privare i nostri discendenti di nessuna risorsa, anzi facendogli trovare tungsteno in forma metallica e facilmente utilizzabile.

In sostanza, la lampada fluorescente nasce da ottime  intenzioni e – a breve termine – porta dei vantaggi innegabili, anche se modesti. Nella pratica, tuttavia, è una di quelle soluzioni che a lungo andare portano problemi difficili da risolvere. Prima di forzare i cittadini europei a usare queste lampade, si sarebbe potuto e dovuto investigare un po’ di più sulle conseguenze a lungo termine di questa scelta.

Ovviamente, non ci sono solo le lampade a fluorescenza fra quelle a basso consumo. Ce ne sono almeno altri due altri tipi: quelle dette “alogene” e quelle dette “a LED” dove “LED” sta per “light emitting diode”. I LED sono ancora per certi versi sperimentali, ma si stanno sviluppando rapidamente. Hanno il vantaggio rispetto alle fluorescenti di non contenere materiali velenosi. Il problema è che quasi tutte fanno uso di metalli molto rari e in via di esaurimento: quasi sempre gallio, spesso indio. Mancano dati sulle quantità di gallio usate, che sono comunque molto piccole. In ogni caso, il recupero del gallio e dell’indio dalle lampade, al momento, non sembra possibile. Anche qui, dunque, stiamo utilizzando risorse non rinnovabili in modo insostenibile.

Rimangono le lampade alogene; discendenti dirette delle vecchie lampade a filamento. Contengono un alogeno (iodio) che permette di tenere il filamento a temperature più alte, migliorando l’efficienza delle emissioni. Lo iodio è, in principio, un elemento abbastanza abbondante anche se viene estratto da riserve limitate. Anche qui è difficile dire esattamente quanto sia sostenibile il suo uso nelle lampade. Probabilmente il problema è meno grave che negli altri due casi di lampade a basso consumo, ma esiste comunque.

Ma, allora, esiste un’illuminazione veramente sostenibile e a basso consumo? Ci sono tantissimi modi di eccitare materiali a emettere luce, ma pochi che siano a basso costo, pratici, e che si possano avvitare su un portalampade. Se potessimo trovare il modo di fare dei LED basati sul silicio, avremmo una sorgente basata su un materiale abbondante. Putroppo, la cosa è molto difficile per via di certi problemi intrinseci con la struttura elettronica del silicio che rendono il LED al silicio poco efficiente. Ci sono anche lampade fluorescenti senza mercurio ma, alla fine dei conti, non sono più efficienti delle lampade tradizionali a filamento.

Alla fine dei conti, se in futuro avremo energia rinnovabile abbondante e a basso costo ci potrebbe convenire tornare alle vecchie lampadine a incandescenza. Saranno poco efficienti ma non inquinano e si riciclano. Se usate con parsimonia, non ci sarà bisogno di mettersi i fusibili di casa in tasca tutte le mattine, come faceva lo zio di Frank McCourt.

E se non avremo l’energia rinnovabile? Beh, ci dovremo contentare di olio di balena o grasso di foca.

Di Ugo Bardi

Il motorino elettrico dell’autore smontato per la sostituzione delle vecchie batterie al NiZn, con delle evolute batterie al litio. La cosa si è rivelata alquanto complessa e, dopo alcuni mesi di manovre, non ancora completata.

Si racconta di un tale che si era buttato nudo nel cespuglio dei rovi per cogliere le more. Quando gli chiesero come mai aveva fatto una cosa del genere, rispose “Mi era parsa una buona idea”. In effetti, ogni tanto nella vita si fanno delle scemenze e le si fanno perché, al momento di farle, sembravano delle buone idee. In questo post vi racconto di qualche idea tecnologica che sembrava buona all’inizio, ma poi si è rivelata molto meno buona una volta messa in pratica. Non che vi possa raccontare di fallimenti altrettanto disastrosi di quello che si era buttato nudo nel cespuglio delle more, anzi, dei vari aggeggi che ho sperimentato negli ultimi anni, molti hanno funzionato magnificamente: per esempio i pannelli fotovoltaici e la mia macchina elettrica. Tuttavia, diciamo che qualche “non successo” mi è capitato nella mia personale ricerca di nuove tecnologie energetiche .D’altra parte, se tutto andasse sempre bene, non impareremmo mai niente. Quindi, ecco qualche resoconto in approssimato ordine cronologico

- La macchina a gas naturale. Nel 2002 non erano molti anni che mi occupavo di petrolio, ma la situazione mi era già abbastanza chiara.  Mi parve allora una buona idea retrofittare la mia Punto con un impianto a gas naturale. I risultati non sono stati brillanti. Non che la macchina non funzionasse, anzi, ci ho fatto varie decine di migliaia di km a gas e presumo che l’impianto si sia ampiamente ripagato. Ma era una pena trovare i distributori. In più, l’arnese richiedeva continua manutenzione il che implicava doverla trasportare da quello che aveva fatto l’impianto, al capo opposto della città – praticamente una giornata persa. Negli ultimi anni, la macchina ha viaggiato quasi solo a benzina. Alla fine, dopo aver appurato che il suo valore commerciale era sceso a zero, l’ho regalata a un signore che sta al campo nomadi di Sesto Fiorentino. Mi dice che ne è contentissimo, anche perché vicino al campo c’è sia il distributore del metano, sia il meccanico che la ripara. Certa gente ha proprio tutte le fortune!

- Il motorino elettrico con motore ruota. Qualche anno fa, un concessionario che stava cominciando a importare motorini elettrici dalla Cina mi ha dato in prova uno dei suoi mezzi. Devo dire che l’aggeggio si presentava molto bene esteticamente e il concetto del motore-ruota è teoricamente, superiore a quello del motore con trasmissione, come funzionava invece il mio vecchio motorino. L’oggetto funzionava benino, ma c’era evidentemente un problema di dimensionamento. A un certo punto, affrontando la salita di Ponte alla Badia, il motore ha fatto una gran fumata e ha reso l’anima in un gran puzzo di plastica bruciata. Credo che alla fine abbiano deciso di non importarlo; perlomeno dopo che sono venuti a riprendersi la carcassa, di loro non ho sentito più parlare.

- Il compostatore elettrico di ufficio. Premetto che di compostatori elettrici ne ho due, uno di casa che funziona che è una meraviglia e uno che avevo comprato per l’ufficio, all’università. Quest’ultimo, lo avevo comprato avendo notato la gran quantità di rifuti organici prodotti dalla mensa informale degli studenti. Un problema è che fare un buon compost è un po’ come cucinare: ci vuole molta cura e molta attenzione. Ma un compostatore “pubblico” è difficilmente controllabile; la gente ci butta dentro di tutto ei risultati non sono esaltanti. Tuttavia, a parte qualche occasionale appuzzata, bene o male l’arnese compostava. Purtroppo, qualche mese fa, è venuto in laboratorio un signore di non so quale ditta preposta ai controlli di sicurezza. Costui ha notato che l’arnese, costruito negli Stati Uniti, non era omologato a norma CE e quindi ha sentenziato solennemente e ufficialmente che non lo si poteva usare in un edificio pubblico. Da allora, i rifiuti della mensa vanno tutti a finire nell’indifferenziato. Che cosa avesse di pericoloso l’arnese, uno scatolotto di plastica dotato di un motore che agitava il compost, non mi è dato capire, ma dura lex, sed lex.

- Le batterie cinesi per il motorino. Dopo circa 12.000 km, le batterie del mio motorino elettrico avevano bisogno di essere sostituite. Il problema era che le batterie al nichel-zinco che avevo montato non sono più in produzione. Anche quelle erano un esperimento che si è rivelato non veramente fallimentare, ma non proprio entusiasmante. Allora, il produttore del motorino, la Oxygen, si è gentilmente offerto di fornirmi a prezzo di costo l’elettronica necessaria per far funzionare il motorino con normali batterie al piombo. Con la mia solita mania di sperimentare, tuttavia, ho deciso di cercare un’altra strada e comprare in Cina delle batterie al litio che, in teoria, sono molto migliori di quelle al piombo. E’ una strada che Gianni Comoretto ha già seguito con il suo motorino, stesso modello del mio. Ora, un problema è quello dell’adattamento fisico delle batterie al vano che devono occupare. Qui, mi sono raccomandato ai cinesi e alle loro divinità buddiste e confuciane, che le dimensioni del pacco batterie non dovevano ASSOLUTAMENTE superare certe misure. Risultato: il pacco batterie era 10 centimetri troppo largo. Un’illustrazione della validità di certe leggi universali: una è che un tubo tagliato a misura è sempre troppo corto; un’altra è, evidentemente, che una cosa che arriva dalla Cina è sempre troppo larga. Alle mie rimostranze, i cinesi hanno risposto con qualcosa tipo “I am soly” ma si sono rifiutati di mandarmi un altro pacco batterie e tantomeno di rendermi i soldi che avevo pagato. Meno male che qui è intervenuto Corrado Petri, maestro massimo della tecnologia elettronica (nonché socio ASPO, siamo una confraternita), che ha fatto una piccola chirurgia al pacco, riducendolo a dimensioni acconce. La cosa non è finita qui, perché il motorino si rifiutava di funzionare con il nuovo pacco batterie. Qui, è stato necessario l’intervento di Antonio Bertini, progettista del motorino, che mi ha dato la dritta giusta. Al momento in cui scrivo, il motorino è ancora in sala operatoria, sottoposto a varie chirurgie dal mio collega Brunetto Cortigiani, ma credo che ne verremo a capo. Però, ci ho perso parecchi mesi.

- L’acqua dall’aria. Qui, il concessionario italiano di una ditta coreana mi ha gentilmente regalato una delle loro macchine per condensare acqua dall’aria e renderla potabile attraverso un sistema di filtri. L’oggetto faceva il suo mestiere anche se era un tantino brutale. Stavo pensando di migliorarlo utilizzando un sensore di umidità per non farlo lavorare a tutta potenza in condizioni in cui produceva molto poco, ma il problema si è rivelato un altro. Dopo circa un anno di uso, ha cominciato a lampeggiare chiedendo a gran voce la sostituzione dei filtri. Piccolo problema: l’importatore aveva chiuso bottega. Ho provato a scrivere ai coreani, a cercare filtri un po’ dappertutto, ma niente da fare. I filtri di quelle dimensioni e caratteristiche li fanno soltanto in Corea e, anche se i coreani mi avessero dato retta, importarli sarebbe stato orribilmente costoso. Quindi, la macchina è ferma e inutilizzabile. Poco danno per me, dato che non l’avevo pagata, ma so di gente che ne aveva comprate anche più di una e che non sono affatto contenti.

Quindi, vedete che la vita dello sperimentatore di nuove tecnologie energetiche non è tutta rose e fiori. Chi ci si vuole cimentare è bene per prima cosa che pensi bene a quello che fa. Mi risultano anche discrete storie dell’orrore in proposito; una tipica è di quello che ha comprato la bicicletta elettrica cinese a offerta speciale al centro commerciale. Se gli è andata bene, è durata un mese. Altri esempi li ha fatti Gail Tilverberg in un post su “The Oil Drum. E’ bene anche che uno abbia qualche possibilità e capacità di lavorare con le mani sulle cose che compra (le compostiere, le ho dovute smontare e rimontare due volte, cosa che non credo tutti farebbero). La cosa che aiuta più di tutti, in fin dei conti, è di avere degli amici esperti che ti possono dare una mano. Poi, con cautela si può provare: sperimentare è un po’ una droga, quando uno comincia non si ferma più. State attenti, comunque, di non fare l’errore di quello che per cogliere le more si era buttato nudo nel cespuglio dei rovi.

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Lo schema della batteria sodio-zolfo secondo Wikipedia. Si tratta di un concetto semplice: la reazione del sodio metallico con lo zolfo a formare solfuro di sodio. L’elemento critico è la membrana che separa il sodio metallico fuso dallo zolfo, che costringe ad utilizzare temperature elevate per ottenere una velocità di reazione sufficiente.

Arriva in questo placido Agosto una notizia che potrebbe essere  una delle tante bufale del periodo. Perlomeno, lo sembrerebbe dal tono trionfalistico della notizia dove si proclama di aver salvato il mondo con queste nuove batterie. Considerate anche  che la notizia arriva da quello stesso Daniel Nocera che aveva già salvato il mondo l’anno scorso con i suoi meravigliosi catalizzatori per pile a combustibile – come si può ben vedere sia avvenuto.

Purtroppo, i comunicati stampa degli scienziati che lavorano sull’energia sembrano sempre di più quelli che arrivavano in Italia dalla Russia nel 1942 – quelli, per intenderci – “le nostre truppe si ritirano vittoriosamente secondo i piani prestabiliti”. Veramente a leggere questa roba viene voglia di tirargli dietro qualcosa.

Tuttavia, stavolta sembrerebbe che qualcosina di buono, sotto tutta la fanfara trionfale, ci potrebbe anche essere. Si dice che una ditta chiamata”Ceramatex” è in grado di produrre batterie sodio-zolfo che funzionano a 90 C, invece che ai 350 che sono lo standard.

Queste batterie sono molto interessanti, durano a lungo, costano relativamente poco, e non usano elementi rari. Il loro problema sta nella temperatura elevata che porta a delle notevoli perdite per mantenerle calde tutto il tempo. Se veramente questi di Ceramatec hanno potuto abbassare la temperatura come dicono, si aprono nuove possibilità sia per i veicoli come per l’energia rinnovabile.

Strano che qui si concentrino tutti sul discorso dello stoccaggio domestico, quando queste batterie sembrerebbero utilissime per i veicoli. Ma, alla fine dei conti, a parte i trionfi di carta e di parole, tutto il discorso rimane concentrato sulla semplice domanda: funziona oppure no? Tutto da dimostrare, ma il concetto è da seguire. Potrebbe non essere la solita bufala estiva.

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http://www.heraldextra.com/news/article_b0372fd8-3f3c-11de-ac77-001cc4c002e0.html

New battery could change world, one house at a time

Randy Wright – Daily Herald | Posted: Saturday, April 4, 2009 2:30 pm 

ASHLEY FRANSCELL/Daily Herald Ceramatec President Ashok V. Joshi and his team John Gordon (from left to right), John Watkins, Grover Coors and Anthony Nickens at Ceramatec in Salt Lake City. The team has been working on developing a storage battery for homes and businesses.

In a modest building on the west side of Salt Lake City, a team of specialists in advanced materials and electrochemistry has produced what could be the single most important breakthrough for clean, alternative energy since Socrates first noted solar heating 2,400 years ago.

The prize is the culmination of 10 years of research and testing — a new generation of deep-storage battery that’s small enough, and safe enough, to sit in your basement and power your home.

It promises to nudge the world to a paradigm shift as big as the switch from centralized mainframe computers in the 1980s to personal laptops. But this time the mainframe is America’s antiquated electrical grid; and the switch is to personal power stations in millions of individual homes.

Former energy secretary Bill Richardson once disparaged the U.S. electrical grid as “third world,” and he was painfully close to the mark. It’s an inefficient, aging relic of a century-old approach to energy and a weak link in national security in an age of terrorism.

Taking a load off the grid through electricity production and storage at home would extend the life of the system and avoid the expenditure of tens, or even hundreds, of billions to make it “smart.”

The battery breakthrough comes from a Salt Lake company called Ceramatec, the R&D arm of CoorsTek, a world leader in advanced materials and electrochemical devices. It promises to reduce dependence on the dinosaur by hooking up with the latest generation of personalized power plants that draw from the sun.

Solar energy has been around, of course, but it’s been prohibitively expensive. Now the cost is tumbling, driven by new thin-film chemistry and manufacturing techniques. Leaders in the field include companies like Arizona-based First Solar, which can paint solar cells onto glass; and Konarka, an upstart that purchased a defunct Polaroid film factory in New Bedford, Mass., and now plans to print cells onto rolls of flexible plastic.

The convergence of these two key technologies — solar power and deep-storage batteries — has profound implications for oil-strapped America.

“These batteries switch the whole dialogue to renewables,” said Daniel Nocera, a noted chemist and professor of energy at the Massachusetts Institute of Technology who sits on Ceramatec’s science advisory board. “They will turn us away from dumb technology, circa 1900 — a 110-year-old approach — and turn us forward.”

Why not just upgrade to a so-called “smart grid” as President Obama has proposed in his economic stimulus package? There are complications, Nocera said.

“First you have to rebuild the grid because the one we have now is a creaky machine from the 1920s, and we keep trying to retrofit it,” he said. “Then you’re going to have computers trying to manage the energy, which brings up issues like security. You have to make it really secure so you don’t have people hacking into things. And then politics. Just wait until you try to run power lines through someone’s backyard.

“I can’t imagine anything more secure than generating my own energy with the sun at my house, and now I’ll have a way to store it. It’s the ultimate in security, and the ultimate in control.”

With small-scale electrical generation taking place at millions of individual homes — as opposed to today’s large-scale power generation from a handful of giant power plants — there would be less worry about what’s called “point failure” on the grid. That’s when a single component gets knocked out and shuts off power to a whole region. California-style rolling blackouts would be history.

The threat of terrorism has heightened the worry. But wide distribution of batteries in homes would virtually eliminate it.

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Inside Ceramatec’s wonder battery is a chunk of solid sodium metal mated to a sulphur compound by an extraordinary, paper-thin ceramic membrane. The membrane conducts ions — electrically charged particles — back and forth to generate a current. The company calculates that the battery will cram 20 to 40 kilowatt hours of energy into a package about the size of a refrigerator, and operate below 90 degrees C.

This may not startle you, but it should. It’s amazing. The most energy-dense batteries available today are huge bottles of super-hot molten sodium, swirling around at 600 degrees or so. At that temperature the material is highly conductive of electricity but it’s both toxic and corrosive. You wouldn’t want your kids around one of these.

The essence of Ceramatec’s breakthrough is that high energy density (a lot of juice) can be achieved safely at normal temperatures and with solid components, not hot liquid.

Ceramatec says its new generation of battery would deliver a continuous flow of 5 kilowatts of electricity over four hours, with 3,650 daily discharge/recharge cycles over 10 years. With the batteries expected to sell in the neighborhood of $2,000, that translates to less than 3 cents per kilowatt hour over the battery’s life. Conventional power from the grid typically costs in the neighborhood of 8 cents per kilowatt hour.

Re-read that last paragraph and let the information really sink in. Five kilowatts over four hours — how much is that? Imagine your trash compactor, food processor, vacuum cleaner, stereo, sewing machine, one surface unit of an electric range and thirty-three 60-watt light bulbs all running nonstop for four hours each day before the house battery runs out. That’s a pretty exciting place to live.

And then you recharge. With a projected 3,650 discharge/recharge cycles — one per day for a decade — you leave the next-best battery in the dust. Deep-cycling lead/acid batteries like the ones used in RVs are only good for a few hundred cycles, so they’re kaput in a year or so.

How do you recharge? By tapping your solar panels or windmills. It’s just like plugging in your cell phone or iPod, only you plug in your house.

A small three-bedroom home in Provo might average, say, 18 kWh of electric consumption per day in the summer — that’s 1,000 watts for 18 hours. A much larger home, say five bedrooms in the Grandview area, might average 80 kWh, according to Provo Power.;Either way, a supplement of 20 to 40 kWh per day is substantial. If you could produce that much power in a day — for example through solar cells on the roof — your power bills would plummet.

Ceramatec’s battery breakthrough now makes that possible.

Clyde Shepherd of Alpine is floored by the prospect. He recently installed the second of two windmills on his property that are each rated at 2.4 kilowatts continuous output. He’s searching for a battery system that can capture and store some of that for later use when it’s calm outside, but he hasn’t found a good solution.

“This changes the whole scope of things and would have a major impact on what we’re trying to do,” Shepherd said. “Something that would provide 20 kilowatts would put us near 100 percent of what we would need to be completely independent. It would save literally thousands of dollars a year.”

Shepherd is connected to the grid through Rocky Mountain Power, which charges a variable rate for power depending on demand during a given 24-hour period. With his windmill setup, Shepherd has what’s called “net metering” — an electric meter that spins both ways. He pays for electricity coming in, but gets a credit from Rocky Mountain for any excess power generated by his windmills that flows back onto the grid. Already, he’s cut his power bills in half, and with good storage batteries he thinks he could reduce the bill to zero.

While Shepherd opted for windmills over solar at the time he was planning his alternative energy installation, he said he would reconsider that decision today as the bottom continues to fall out of the cost of solar cells.

“Batteries and PV are about to merge,” said MIT’s Nocera, using the shorthand for “photovoltaics” or solar power. “First Solar is now saying that it takes $1 a peak watt to manufacture, and another 80 cents for installation. So they’re saying that you can get PV for under $2 a watt. That’s a reduction of cost by a factor of four. Only a few years ago, it was $8. If CoorsTek and Ceramatec come up with a good battery, the market will develop quickly.”

The long-term impact of home electric generation for a power company’s business model could be huge. After all, you can’t stay in business if nobody’s paying for power. Exactly how that will play out remains to be seen.

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Fifty miles south of Ceramatec’s laboratories, Chris Cannon, the former congressman from Utah County, is on a crusade to transform the world through technology. He currently sits on Ceramatec’s advisory board with Nocera. No longer burdened by the pressures of Washington, he’s using his experience in energy, manufacturing and government to carry the message of innovation and help move research to reality.

“What I choose to concentrate on now are things that will make the world a better place,” Cannon said, “and Utah is an incredibly good place to do that.”

Approached by Ceramatec after he left Congress, Cannon fills a complementary role in a group of smart engineers and academic types. With extensive Washington contacts and an understanding of the inner workings of power generation, he hopes to be able to make connections that will push the new battery technology forward for the benefit of the country.

“I have an energy and manufacturing background, so I understand the process,” he said. “Ceramatec had a gap in their experience which I think I filled pretty well.” On top of that, there was “good chemistry” from the start.

While Cannon’s six terms in Congress representing what is arguably the most conservative district in America means keeping a somewhat jaundiced eye on the Obama administration, he’s far from negative. He thinks of himself as a “post-partisan Republican” willing to run with good ideas regardless of their source. And when it comes to energy policy, he’s anything but discouraged.

“If you look at the president, he inherited some really difficult things,” Cannon said. “But he hired a guy to be the secretary of energy who is a scientist. And we are on the verge of so many scientific breakthroughs that no matter what the president’s ideology is, if we do the right thing scientifically, America is going to do well. Many of the innovations that are coming out of Utah that I’m involved with are likely to be really important, regardless of the leadership.”

Last month, Obama introduced a raft of broad energy proposals that were sharply criticized by conservatives as economic back-breakers. Proponents hailed the plans as progressive. Either way the administration appears to be on a path that could soon drive the cost of conventional energy higher — some say as much as double. Electrical generation at home using solar panels, coupled with storage in effective batteries, could soften the financial impact on many homeowners’ utility costs.

The new Ceramatec battery could also change the way private enterprises invest in energy, Cannon said. Instead of building another power plant, for example, maybe they buy 100,000 or a million batteries and distribute those around the service area of a utility to reduce loads and eliminate expensive “spinning reserve,” the supplementary power generation that’s fired up in response to daily spikes in electric demand.

“The technology could mean a lot of things,” Cannon said, “but it certainly means that we change the way we invest. It also means that we shift our expenditures on terrorism, because our infrastructure for power transmission is probably the weakest link in America today. If you have local batteries with local control, that gives terrorists a more difficult target. And local control systems are much simpler than a vast national transmission grid.”

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CoorsTek’s manufacturing roots go back to the early 20th century, when Adolph Coors diversified his beer brewing empire based in Golden, Colo. He set up a ceramic manufacturing business called the Herold China and Pottery Company, whose early product line included dinnerware and utensils but later moved to high-tech industrial products made of ceramics. With World Wars I and II, the company stepped up to provide needed ceramics for industry and the military, including materials used in the production of the atom bomb.

“To most Americans, the word ‘Coors’ means beer,” wrote Business Wire on the ceramic maker’s 75th birthday. “But to scientists and industrialists throughout the world, the word ‘Coors’ means technical ceramics of extraordinary quality.”

That hasn’t changed. Cellular telephones, car engines, computer chips, soda dispensers, semiconductor casings, blood processing pumps, bulletproof vests and armor for military vehicles, to name just a few items in a dizzying high-tech product array, all use ceramic components produced by Coors enterprises. And so it was natural in 2008 for CoorsTek to purchase the hottest ceramics R&D firm going — Ceramatec, with its 165 employees in Salt Lake City.

Ceramatec was founded in 1976 by a group of University of Utah professors who made important contributions to the sodium-sulphur battery technology being pursued by Ford Motor Company for vehicles at the time. Those early liquid-core batteries didn’t pan out well for transportation, though, because of their size and weight, and because of the extremely harsh internal chemical conditions required for them to work.

In the years since, electric cars have remained on the sexy-tech list, with substantial industry efforts aimed at developing various flavors of zippy batteries to power them. Ceramatec had other ideas, recognizing a vast potential market for a different sort of power — for homes.

“With a house, you don’t need to get energy in and out instantaneously. You need huge amounts of storage capacity,” says MIT’s Nocera. “That suggests a different commercial market and different technical restraints and opportunities.”

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In 2000 Ashok Joshi, a native of India, took the helm at Ceramatec. His international reputation in ion technology and fuel cells kept the company among the first rank of innovators.

Joshi (he prefers A.J.) looked to the potent combination of sodium and sulphur for the basic components of a new battery. That was known chemistry. But while he wanted to achieve a high energy density offered by those elements, he also wanted to get rid of the extreme heat, corrosion and toxicity of liquid sodium batteries.

The key would be found in a paper-thin, yet strong and highly conductive, electrolyte material — an advanced ceramic — to serve as the barrier between the battery’s sodium and sulphur. The thinner the barrier, the cooler the battery can operate. If you can get below the melting point of 98 C, sodium stays in its solid state, and you’ve got enough energy to run a house with safety.

Charged particles of sodium and sulphur — ions — now scoot so effortlessly through the new ceramic wafer that the sodium doesn’t even approach 98 C, let alone 350.

The ceramic that made this possible was dubbed NaSICON by chemists. That stands for “sodium super ion conductor” — “Na” being the code name for sodium in chemistry’s periodic table.

Ceramatec’s formulation is a trade secret. With trademark modesty, A.J. observes, “We feel confident it’s a good material.”

“It’s a miracle material,” corrects Grover Coors. He’s the great-grandson of Adolph Coors, the brewmaster-industrialist who started all this. Grover has a Ph.D and specializes in solid-state ionics and advanced materials. He’s working with Ceramatec as a sort of research fellow to evaluate technologies and advise senior management. A.J. stayed on as president after the sale to CoorsTek.

“There are two classes of ceramic materials that are good conductors,” Coors explained. “One is what developed here in the early days — beta-alumina solid electrolyte, or BASE. It’s temperamental, brittle. A.J. thought of a better material. It’s a better conductor, easier to manipulate and process, and lower cost.”

This is where the earth moves for renewable energy. The new electrolyte enables the development of an energy-dense, inexpensive and safe storage battery for use at home. Combined with the rapidly emerging thin-film solar cells, it presents an unparalleled business opportunity.

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Grover’s brother, John K. Coors, is CEO of CoorsTek, the manufacturing company that applies what the scientists at Ceramatec dream up. Their nephew, Doug Coors, oversees R&D.

With some 21 plants producing advanced ceramic products worldwide, the expectation is that full-scale production of ceramic sheets for the new batteries could be tooled up in short order. In fact, only a handful of CoorsTek facilities would likely be employed.

The order of magnitude pencils out along these lines: a target of 20 gigawatt hours of storage in 20 kilowatt-hour battery increments equals 1 million batteries. Or using a different metric, 1 million square meters of thin ceramic electrolyte would yield 20 gigawatt hours of batteries, equal to California’s entire spinning reserve.

Nobody at CoorsTek even blinks at such figures. The company already produces 3 million pounds of ceramic material per month. “Once we have a working prototype battery with all the standards and cost requirements met, it will come up quickly,” said Grover Coors. “It would scare people to know how quickly we can bring this up.”

They’re about about six months away from initial scale-up toward a commercial product, he said.

Lots of sodium will be needed to make the new batteries, and Ceramatec proposes a symbiotic relationship with the federal government to get it. Enormous quantities of sodium metals, the byproducts of nuclear weapons manufacturing, just happen be available for cleanup at Hanford nuclear reservation near Richland, Wash. It’s a ready-made source of material that CoorsTek can recycle.

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In a laboratory at Ceramatec, a small battery — a NaSICON sandwich in silver foil — has been cycling up and down since October to prove out the electrochemistry. Engineers are confident the tests will support a projected useful life of 3,650 cycles, which meet the standard of one discharge/recharge cycle per day for 10 years. It’s a tall challenge, according to Coors, but doable. “It’s very efficient in terms of watt-hours per kilogram,” he said. “We’re now in excess of 200, which puts us in the sweet spot for all the applications we’ve been talking about.”

There are a handful of small hurdles yet to cross in the science, but nobody seems terribly concerned. One is the fact that when two solids are joined along flat surfaces, there will always be at least a 1-micron gap between them. That needs to be closed somehow. Nocera is making some suggestions for suitable fillers, but neither he nor Ceramatec developmental scientist John Watkins feel that the problem will be a difficult one.

“I want to say, this is no big deal,” Nocera said. “But sometimes little things can bite you in the butt. So we’ll just work it out.”

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Meanwhile, heavyweight liquid sodium-sulphur batteries from Japan are making an inroad into the United States at Luverne, Minn. They’re part of a demonstration project by Xcel Energy, an eight-state power utility. In February, Xcel began testing a 1-megawatt battery installation intended to capture power from a giant 11-megawatt wind farm owned by Minwind Energy, LLC. It’s said to be the first attempt to store wind-generated power at a large-scale.

Contrasting with Ceramatec’s vision of many small home-based power centers with refrigerator-size batteries, this project is another mainframe — albeit fueled by wind. Hot liquid sodium-sulphur batteries from NGK are intended to move a lot of energy to the grid. The 50-kilowatt battery modules — 20 cylindrical cells — are roughly the size of two semi-trailers and weigh 80 tons. They’ll store about 7.2 megawatt hours of electricity, enough to power 500 homes for seven hours, according to company data. The test is intended to validate greater penetration of wind energy on the Xcel Energy system.

It’s one of many efforts by industry to cut down carbon dioxide emissions and move to a more sustainable energy model, but it’s not without hurdles.

“One of the big problems with the NGK system is that it’s megawatt-scale storage,” said Ceramatec’s Coors. “It has to be on top of the 10 kilowatt side of the utility transformer, meaning that there’s a lot of step-down transformers and whatnot involved in hooking those things up — a lot more system complication.

“If you go with a smaller system like the 5 kilowatts for four hours system that we’re contemplating, that’s all done on the 110-volt side of the transformer, and so all the switching can be done with solid-state relays very inexpensively.”

Such comparisons are batted around frequently by Ceramatec insiders as they seek to optimize the science and develop business models. A recent Sunday dinner with several board members was a popcorn machine of problem-solving and technical musings.

Over dessert, Cannon suggested a new angle: Was it possible to use the thin ceramic membrane developed at Ceramatec to reduce the production costs and improve efficiency of NGK’s existing hot liquid batteries — replacing the old beta-alumina electrolyte currently used in those devices? After all, the new ceramic membrane is cheaper and a better conductor. That got Nocera’s attention, and the idea then bounced to A.J., whose mental wheels were rolling.

The exchange was typical of the collegial atmosphere and dynamic thinking processes that characterize Ceramatec.

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Joe Hunter envisions applications for a new generation of batteries in his specialty of hydroelectric power — not massive banks of batteries at dam sites, but maybe something along the lines of the 1 megawatt battery array at Minwind’s Minnesota wind farm. Alternatively, many small batteries could be distributed throughout a community.

Hunter is a former deputy assistant secretary in the Department of the Interior and was Cannon’s chief of staff.

In Hunter’s world, large dams typically don’t employ batteries on-site because the torrent of juice a hydroelectric plant generates is overwhelming. Glen Canyon Dam, for example, produces close to 1,000 megawatts, which is comparable to a big coal-fired power plant. In eastern Utah, Flaming Gorge churns out 150 megawatts.

The advantage of a dam over a wind farm, however, is predictability. Water must be released continuously to support fisheries and other environmental systems downstream. That’s essentially wasted power. If small energy generation and battery storage could piggyback on such flows, the community could benefit at low cost. Inexpensive batteries could be used economically in areas serviced by many dams, Hunter suggested.

Take Deer Creek at the head of Provo Canyon, for instance. Generators at the dam can produce up to 5 megawatts, but they run mainly in the irrigation season. But water to sustain the Provo River has to be released all the time, and local residences, with batteries trickle-charging continuously, could benefit.

It’s another value proposition added to others, like the net metering enjoyed by the Shepherds in Alpine. The idea in all this is to ease pressure on the grid while moving people toward greater energy independence.

“What we’re talking about is the ability to take the edges off,” Hunter said. “We’re at a tipping point for alternative energy.”

In Salt Lake City, Grover Coors agrees: “This will be the largest industry of all time,” he said. “But it’s all about cost and reliability.”

Di Ugo Bardi

Questo post è una sintesi del mio intervento al convegno ” Lavori Verdi, confronto internazionale sull’economia delle rinnovabili” che si è tenuto a Firenze il 20 Luglio 2009. Non è una trascrizione, ma una versione scritta a memoria che cerca di mantenere la forma e la sostanza di quello che ho detto.

E’ un piacere essere qui oggi, soprattutto perché mi ricordo che i miei primi interventi pubblici sul tema dell’energia sono stati organizzati proprio dai Verdi Toscani, nell’ormai remoto 2001, quando cominciavo a parlare di queste cose; soprattutto di petrolio. Già in quei primi interventi, preconizzavo il picco del petrolio, cosa che lasciava molti dei presenti perplessi. Beh, a distanza di un po’ di anni da quei primi convegni, vi posso dire che avevamo ragione, io e il gruppo di ASPO. Il picco lo prevedevamo entro il 2010 e vi posso raccontare che è stato nel 2008. Credo che sarete daccordo che ci abbiamo azzeccato benino.

Però, già otto anni fa, non parlavo solo di petrolio. Già cominciavamo a portare delle soluzioni e cominciavo a dire che “il futuro dell’energia è tutto rinnovabile“. Questa sembrava allora, come oggi, un’eresia. Il rinnovabile era visto come un giocattolo per ambientalisti. Qualcosa che serviva solo per distribuire un po’ di soldi agli amici e agli amici degli amici. Ancora oggi, c’è chi la pensa così in Italia. Non vi sto a parlare dei denigratori professionali delle rinnovabili – sapete a chi mi riferisco – ma ho conosciuto dei personaggi politici anche di un certo livello che ne erano convintissimi. Per quanto ho capito, lo credevano sinceramente.

E invece, le cose non stanno affatto così. Oggi possiamo dire che per le rinnovabili non è più questione di un futuro remoto. E’ già il presente: “Il presente dell’energia è tutto rinnovabile.”

Oggi abbiamo delle tecnologie rinnovabili pienamente mature, che funzionano e danno un’ottima resa economica. E, sulla base di queste tecnologie che abbiamo oggi, nel presente, possiamo lavorare per sviluppare tecnologie nuove ancora più efficienti. Tutto questo sta crescendo con una rapidità incredibile, addirittura travolgente. E’ una crescita esponenziale, non lineare, per cui, se non ci fate caso, vi sembrerà ancora oggi che le rinnovabili siano una cosa da poco. Ma in certi paesi, come la Germania, ci si sta già preoccupando del fatto che, se la tendenza attuale continua, in pochi anni – si parla del 2012 – avremo talmente tanta potenza rinnovabile in rete che, nei momenti di massima produzione, si arriverà a un tale contributo che bisognerà cominciare a spegnere le centrali a energia fossile.

E allora, su questa base credo oggi di poter fare un’altra predizione; simile a quella che facevo otto anni fa sul petrolio. Ma questa è una predizione più ottimista. La predizione è che il “problema energetico” è prossimo ad essere risolto. Se la crescita delle rinnovabili continua al ritmo attuale, entro qualche decina di anni, potremo avere energia elettrica in abbondanza. E questo soltanto con le tecnologie esistenti. Se poi mettiamo sul piatto della bilancia le tecnologie innovative ad alta resa che sono in arrivo, come il kitegen, allora potremo navigare beati in un mare di energia. Sarà talmente abbondante che ci potremo permettere di regalarla agli utenti, come si diceva dell’energia nucleare nei momenti di ottimismo negli anni ‘50.

Vedete, da quando ho cominciato a fare questo mestiere ne ho visti di convegni sull’energia. E, quasi tutte le volte, c’è qualcuno che fa notare che le luci sono accese e che stiamo sprecando energia. L’abbiamo sentito dire anche oggi, prima. Ormai è scontato; è come sentir dire “no alla moschea” a un convegno di leghisti. Allo stesso modo, è scontato sentir parlare del famoso secchio bucato, quello che bisognerebbe tappargli il buco invece di riempirlo. Questo oggi non lo abbiamo sentito dire, perlomeno non ancora, ma è una cosa che sono sicuro che aleggia nel pensiero di molti di voi.

C’è un movimento di pensiero che continua a sostenere che non bisogna spendere soldi per le rinnovabili; sono meglio spesi nel risparmio e nell’efficienza energetica: doppi vetri, pannelli isolanti, lampadine a basso consumo, eccetera. Bene, questo lo chiamo il “pensiero misero”. E’ pensiero misero perché da per scontata la miseria energetica. E invece no, noi possiamo avere l’abbondanza energetica se soltanto la vogliamo e se vogliamo investirci sopra. Quello della miseria energetica è un atteggiamento che va combattuto. Pensateci sopra: l’efficienza energetica non viene gratis; bisogna investirci sopra – e non poco. Ma investire sull’efficienza energetica vuol dire investire sui fossili: per esempio, si può pensare di fare un impianto in cogenerazione; o anche semplicemente in una caldaia più efficiente, ma questo vuol dire affidarsi ai fossili ancora per molti anni. Questo è perché per rientrare dall’investimento bisogna utilizzare questo impianto o questa caldaia per un tempo lungo e allora uno si impegna ad usare ancora i fossili per tutto questo tempo. E se investite delle risorse su una caldaia più efficiente sono risorse che poi non si possono utilizzare per le rinnovabili.

Si, uno dice, ma con l’efficienza energetica usiamo meno combustibili fossili. Vero, però quello che risparmia uno lo userà un’altro, oppure lui stesso in un’altra forma. Questa non è una cosa che mi invento io: è un principio ben noto in economia. Era stato Jevons già verso la metà dell’800 ad accorgersi che i miglioramenti di efficienza non fanno si che una risorsa venga usata di meno; al contrario. Questo si chiama “paradosso” di Jevons ma se ci pensate bene non è un paradosso, ma una cosa perfettamente logica. Quindi, dando priorità al risparmio e all’efficienza finisce che aumentiamo la nostra dipendenza dai fossili invece di ridurla.

Allora, non è il caso di usare l’ascia per fare certe distinzioni; se uno si mette i doppi vetri in casa per risparmiare qualcosa, fa benissimo. Io, per esempio, i doppi vetri ce li ho e anche l’isolamento del tetto. Ma bisogna dire chiaramente che bisogna investire per il futuro e questo vuol dire investire per liberarsi dei combustibili fossili. Per fare questo bisogna investire sulle rinnovabili. Lo possiamo fare già oggi: il presente dell’energia è tutto rinnovabile. Solo così potremo liberarci veramente dai fossili.

Ma, attenzione, il fatto di avere energia rinnovabile in abbondanza non vuol dire che tutti i problemi sono risolti. Assolutamente no. L’energia è importantissima, fondamentale; certo. Però ricordiamoci anche che non possiamo mangiare elettroni. Non possiamo nutrirci attaccandoci a una presa di corrente. E il fatto di avere energia elettrica non vuol dire risolvere il problema dell’agricoltura, dove l’erosione da sovrasfruttamento sta distruggendo le nostre risorse. Non è un problema facile da risolvere.

L’altro problema è quello delle risorse minerali. Qui, certamente, avere energia elettrica aiuta molto, ma non basta. Le risorse minerali si esauriscono e per tirar fuori minerali da risorse sempre più disperse ci vogliono quantità tali di energia che non ce la facciamo neanche con il kitegen. Bisogna usare bene le risorse che abbiamo: questo è un limite reale. Conservare e riciclare le risorse minerali vuol dire lasciarle ai nostri discendenti che ne avranno disperatamente bisogno. Ma, anche qui, certe cose le abbiamo capite al contrario, pensando che l’energia sia l’unico problema. Così, per esempio, incoraggiamo l’incenerimento dei rifiuti con il discorso che se ne può tirar fuori un po’ di energia. Ma, così facendo, riduciamo la parte inorganica dei rifiuti in una cenere dalla quale poi non si può riciclare niente. E’ un altro modo con il quale ci stiamo facendo dei danni da soli.

Tuttavia, credo che possiamo essere ottimisti. Se possiamo risolvere il problema energetico, e lo possiamo fare, questo ci aiuterà a risolvere gli altri problemi: senza energia di sicuro non possiamo fare niente. Basta ricordarsi che il presente dell’energia è tutto rinnovabile.

Le turbine ad asse verticale piacciono a molta gente che le considera meno invasive delle mega-turbine a torre che sono il sistema principale per ottenere energia eolica. Può darsi che siano meno invasive, ma è anche vero che, nella maggior parte dei casi, sono estremamente poco efficienti. Piazzarle poi in aree urbane, come si sente spesso proporre, è una sciocchezza per via della scarsità di vento e la sua intermittenza.(immagine da www.rinnovabili.it)

In una recente discussione che c’è stata sulla lista “Baseverde”, Francesco Meneguzzo ha dato un’ottima sintesi del paradosso di Jevons e di come lo si può applicare al dibattito sulla priorità o meno dell’efficienza energetica e il risparmio rispetto all’energia rinnovabile. La discussione era iniziata con qualcuno sulla lista che aveva sostenuto la necessità di opporsi ai grandi impianti eolici, mentre invece bisognava “puntare sul microeolico cittadino” che in un messaggio successivo aveva esplicitato come impianti ad asse verticale. A questo punto, Meneguzzo non ne ha potuto più e ha fatto notare come i sistemi ad asse verticale sono poco efficienti,  che le città non sono abbastanza vento e che hanno grossi problemi di intermittenza, turbolenza e disponibiltà.

Ne è seguita questa risposta:

“…il primo tema su tutti è l’efficienza energetica e il risparmio energetico. dopo di ciò si può parlare delle rinnovabili e delle nuove tecnologie.”

Che ha dato a Meneguzzo il via per la sua spiegazione del paradosso di Jevons.

No, è l’errore più grande di tutti. Cerco di spiegarmi.

A meno che tu non pensi a un governo mondiale delle risorse, se una frazione 1/n della popolazione si mette a risparmiare energia primaria, accade che questa stessa energia primaria cala corrispondentemente di prezzo; a questo punto, la restante frazione (n-1)/n della popolazione aumenta il proprio potere d’acquisto dell’energia primaria e, non avendo limiti, la acquisterà e utilizzerà, col risultato di riprotare in equilibrio il bilancio complessivo.

Il risultato netto sarà che la frazione 1/n vivrà peggio, e il restante uguale o meglio, mentre le risorse energetiche e l’ambiente staranno come prima o peggio. Un bel risultato!

Se invece copri il fabbisogno corrente, o anche in previsione di più, con fonti rinnovabili accade che nel medio (sempre più breve) termine la frazione 1/n pagherà zero la propria energia senza sacrifici, e il resto si arrangerà con le fonti convenzionali, ma con l’esempio del 1/n di gratuità senza sacrifici, che sarà indotto a seguire. E’ quello, per inciso, che sta accadendo, per fortuna, mentre i sacrifici correnti, non voluti ne’ desiderati perchè mancano pure le risorse per mettere i doppi vetri, derivano in (gran) parte dal ritardo sulle energie rinnovabili.

Beh, come vi potete immaginare, nel dibattito che ne è seguito, tutti hanno dato addosso a Meneguzzo. Dal che si deduce che la maggior parte degli ambientalisti italiani (o, perlomeno, quelli che scrivono su “baseverde”) sono del tutto incompetenti sia in campo energetico come nel campo dell’economia. Del resto, ci deve ben’essere una ragione per i continui disastri elettorali subiti dai verdi italiani.