Il problema della mela: leggende urbane sul fotovoltaico
Ripropongo qui un articolo scritto da Ugo Bardi, presidente di Aspo Italia e docente di Chimica dell’Università di Firenze, che ritengo molto interessante.
IL PROBLEMA DELLA MELA: LEGGENDE URBANE SULL’ENERGIA FOTOVOLTAICA
Di Ugo Bardi – Febbraio 2005
www.aspoitalia.net
bardi@unifi.it
“Se un uomo vuole disperatamente una mela, magari la pagherà 10 Euro, forse 100 Euro, ma non la pagherà mai due mele” (Franco Battaglia)
Ci sono interi libri che raccolgono leggende urbane e siti internet che le aggiornano continuamente. Dai coccodrilli nelle fogne di New York allle cure miracolose contro l’impotenza, la credulità umana sembra aver bisogno solo di un piccolo incoraggiamento per poi lanciarsi nell’infinito della fantasia.
Anche nel campo dell’energia, le leggende abbondano. Abbiamo leggende ingenue, come quella diffusa negli Appennini Toscani che vuole che la siccità sia dovuto all’effetto delle eliche degli aerogeneratori che “spingono via le nuvole”. Abbiamo poi leggende piuttosto aggressive, come
quella che vuole che gli alti prezzi del petrolio siano dovuti a un complotto delle compagnie petrolifere che tengono nascosto che il petrolio si riforma continuamente nelle viscere della terra e che le riserve sono, pertanto, infinite.
Per i pannelli fotovoltaici, la leggenda pervicace è quella che ci voglia più energia per costruirli di quanta ne possano ridare nel corso della loro vita attiva. La leggenda prende anche la forma di una domanda: “Chi può indicare una fabbrica di pannelli fotovoltaici che sia azionata da pannelli
fotovoltaici?”
E’ il problema di una mela che costa due mele. Ancora peggio di quanto costava la mela dell’albero del bene e del male al tempo di Adamo ed Eva (notoriamente, un’iradiddio). Se questo fosse il caso del fotovoltaico, tutta la crescità tumultuosa del mercato negli ultimi anni (oltre il 30%
all’anno a livello mondiale), tutte i megawatt installati in Europa, sarebbe tutto un errore, una distorsione del mercato causata dai sussidi statali e dalla follia di un gruppetto di ambientalisti fanatici.
Per fortuna, non è vero. Diciamolo meglio: è una leggenda. Diciamolo ancora meglio: è una bufala lustrata a festa e col fiocco rosso. Vediamo di spiegare perché.
Analizzeremo questa bufala con il metodo dell’encomiabile Paolo Attivissimo , ovvero partendo dall’analisi storica. Le leggende hanno tutte un origine, a volte un fondo di verità. Anche la leggenda del basso ritorno energetico delle celle fotovoltaiche ha un origine che va indietro a un lavoro di Howard T. Odum
“Environmental and Energy Accounting” pubblicato nel 1996, del quale si trova un estratto a http://dieoff.com/pv.htm Odum aveva sviluppato una teoria del rendimento energetico basata sul concetto di “Emergia” (proprio così, con la “m”) che è correlata alla quantità di energia necessaria per fabbricare un certo oggetto. Se il termine emergia è un po’ arcano, le unità di misura utilizzate (“solar emergy-joules”) lo sono ancora di più. Ma non importa le astruserie; si tratta in fin dei conti di sommare tutti i componenti dell’energia necessaria per fabbricare una cella fotovoltaica e poi dividere il risultato per l’energia prodotta dalla cella stessa. Così facendo, Odum trovava una resa totale di 0,48, ovvero che una mela fotovoltaica costava quasi esattamente due mele!
I conti di Odum sono stati rifatti ampiamente negli anni successivi. Pochi utilizzano l’arcano concetto di emergia, preferendo il piu semplice “Ritorno Energetico” (EROEI dalle iniziali del termine in inglese). A parte i dettagli del metodo, i lavori più recenti indicano che la resa energetica
delle celle fotovoltaiche è maggiore di uno, in quasi tutti i casi molto maggiore di uno. Non è qui questione di una contrapposizione fra due opinioni di ugual peso: ci sono letteralmente decine di lavori su riviste scientifiche internazionali tutte in accordo ad affermare la buona resa
energetica del fotovoltaico. Fino a un paio di anni fa, l’accordo era che la resa EROEI era circa sette, ovvero piantando una mela si ottenevano sette mele. Negli ultimi tempi, la resa sembra essere aumentata fino a nove (nove mele per una mela). Certi sviluppi recenti promettono valori anche
più grandi. Non c’è nessuna ragione fisica che impedisca alle celle fotovoltaiche di avere efficienze anche 5 volte superiori a quelle attuali e questo si potrà tradurre nel futuro in aumenti corrispondenti dell’EROEI.
Volendo, già oggi si potrebbe benissimo costruire una fabbrica di pannelli fotovoltaici azionata da pannelli fotovoltaici.
Non sembra che Odum abbia mai ammesso esplicitamente che i suoi calcoli erano diventati obsoleti, ma analizzando il suo lavoro vediamo che ci sono due errori principali: il primo è quello di avere enormemente sopravvalutato i “costi amministrativi” che nel calcolo originale sono veramente uno sproposito: la voce energetica più importante di tutte. Il secondo errore è di avere ampiamente sottovalutato la resa energetica di una cella fotovoltaica. Odum si era basato su dati piuttosto anziani, sembra sulla resa di un pannello installato nel 1991. Da allora, la tecnologia è – ovviamente – molto migliorata.
Sfortunatamente, tutto quello che ha a che fare con l’energia acquisisce in breve un significato emozionale e politico. Le celle fotovoltaiche hanno dei detrattori arrabbiati che proprio non riescono a digerire l’idea che si possa ottenere energia – gratis – dal sole. Per questa ragione, l’internet è impestato di pagine dove i calcoli di Odum sono dati come un “ipse dixit” papale, di valore poco meno assoluto del vangelo. Inoltre, quello che succede è che le stime serie più recenti della resa fotovoltaica sono poco visibile, seppellite nelle riviste scientifiche che non accessibili via internet a chi non ha un abbonamento oppure accesso a una biblioteca universitaria. Questo è uno dei grandi misteri del nostro mondo: il fatto che i lavori fatti da scienziati pagati con i soldi delle tasse del
pubblico non siano liberamente accessibili al pubblico, ma questo è un altro argomento. Comunque, se non avete accesso a questi documenti ma volete in ogni caso prova sicura che quanto detto qui corrisponde a verità, procuratevi l’eccellente libro di Domenico Coiante “Le nuove fonti di
energia rinnovabile” (Franco Angeli, 2004) dove tutte queste cose sono spiegate rigorosamente e in italiano.
Quindi, nessuna preoccupazione: le celle fotovoltaiche sono sistemi efficienti per la trasformazione dell’energia solare in energia elettrica e le possiamo tranquillamente installare senza pensare che stiamo in realtà pagando due mele per una mela. Certo, le celle FV sono ancora più costose
dell’energia che viene dal petrolio e dagli altri fossili. Questo avviene sia per le distorsioni del mercato dovuti agli interventi statali, sia per gli investimenti pregressi fatti sui combustibili fossili.
Con il progresso della tecnologia, tuttavia, i costi del FV sono destinati a scendere e non ci sono dubbi che l’energia fotovoltaica sia una strada da percorrere verso un mondo pulito e sostenibile.
Uscita la nuova Prius in Giappone
La Toyota Prius, nella sua prima versione, era una macchina a motore ibrido elettrico e a benzina. Questa miscela permette di utilizzare nei percorsi più lenti e con frequente scalo di marcia il motore elettrico, che tra le altre cose si spegne quando l’auto si ferma (per esempio nei semafori) azzerando le emissioni nocive.
Inoltre un sistema permette di ricaricare le batterie elettriche in frenata o in discesa, realizzando percorrenze chilometriche record per litro di carburante.
Ieri è uscita la nuova versione in Giappone, che permette di fare 35 chilometri con un litro (e per una monovolume è una cosa impressionante).
Tra le altre cose ha anche un optional interessante, che permette di parcheggiare la vettura in maniera totalmente automatica, semplicemente selezionando sullo schermo del computer di bordo il posto dove sistemare l’automobile.
La nuova Prius viene venduta a 17 mila euro in Giappone, che è un prezzo onestissimo per una macchina che sembra provenire dal futuro. In Europa non è nota ancora la data di immissione nel mercato, ma speriamo che avvenga in tempi brevi e che sia fatta abbastanza pubblicità.
La Prius, che pare una collezione di esperimenti e di prototipi, potrebbe essere il passaggio dalla benzina all’elettrica ad emissioni zero, e la speranza di tutti è che le soluzioni introdotte in questa auto futuristica siano portate anche sulle auto più famose della casa produttrice, come la Yaris, che è già un gioiellino di tecnologie.
Un futuro diverso è possibile? Pare di si.
link alla pagina della Prius
Energie rinnovabili, la ricetta controblack-out e povertà
(ANSA) – ROMA – Da piu’ di un anno gli uffici del CSIRO, il piu’ importante centro di ricerca australiano, e’ completamente solarizzata. A Sacramento in California, imprese costruttrici e industrie di produzione di energia stanno costruendo interi quartieri serviti da sistemi fotovoltaici. Tra 5 anni negli USA anche singole abitazioni potranno essere riscaldate, refrigerate e illuminate con l’applicazione di un nuovo sistema solare termico che combina il ciclo del vapore, utilizzato nelle grandi centrali elettriche, con il ciclo di assorbimento e refrigerazione, utilizzato nei grandi impianti di refrigerazione. Il sistema ha una potenza di 5 kW ed e’ in grado di ottimizzare il ciclo in base alla domanda di calore, freddo ed elettricita’ raggiungendo standard elevatissimi di efficienza e una riduzione dei costi della meta’ anche rispetto agli impianti solari termoelettrici. In Australia dal 1987, si svolge la World Solar Challange, una gara internazionale di auto solari, che ogni anno registra la partecipazione di nuovi prototipi. Si tratta solo di alcuni esempi delle innumerevoli applicazioni delle energie rinnovabili che non rappresentano soltanto la componente piu’ sostenibile ed inesauribile del sistema energetico, ma anche un motore di crescita sociale e di lotta alla povertà. Entro il 2010 le energie rinnovabili potrebbero rispondere alla domanda di energia di un miliardo di persone, meta di quelle che oggi non hanno accesso all elettricita , 800 milioni delle quali vivono in paesi in via di sviluppo. Il Vertice di Johannesburg ha lanciato un appello ai paesi industrializzati perché si impegnino nel ”diversificare l’offerta di energia ed incrementare la quota delle fonti rinnovabili per aumentarne il contributo sull’offerta energetica globale, rimuovendo le distorsioni del mercato, prendendo in considerazione la ristrutturazione della tassazione ed eliminando progressivamente i sussidi per le fonti dannosi”. Non si tratta di una sollecitazione inutile: le fonti convenzionali (fossili e nucleare) ricevono oggi sussidi annuali, a livello mondiale, per oltre 300 miliardi di dollari, che potrebbero invece alimentare la ricerca applicata e la diffusione di energie pulite. Ma anche i governi dei paesi industrializzati, allarmati dalle previsioni di un aumento della domanda globale di energia, che tra il 2000 e il 2030 subira un incremento di oltre il 60 per cento, la cui risposta sara affidata in larga parte ai combustibili fossili. Nel 2001 l UE ha emanato una direttiva, la 2001/77/CE del Parlamento e del Consiglio relativa alla promozione dell energia prodotta da fonti rinnovabili. Il provvedimento impone agli Stati membri, gli attuali quindici ma anche a quelli in via di adesione, di intraprendere le misure necessarie per raggiungere entro il 2010 una quota del 12% di produzione da fonti rinnovabili. Ambiente: Energie rinnovabili. Italia in campo per fonti piu verdi Il nostro Paese con la legge 1 giugno 2001 di ratifica e esecuzione del Protocollo di Kyoto dispone di individuare le politiche nazionali che consentano di conseguire gli obiettivi di riduzione delle emissioni anche attraverso il miglioramento dell efficienza energetica e un maggiore utilizzo delle energie rinnovabili. Il provvedimento indica come priorita l accelerazione delle iniziative di ricerca e sperimentazione per l introduzione dell idrogeno come combustibile nei sistemi energetici e di trasporto, per la realizzazione di impianti di produzione di energia con biomasse e per l utilizzazione del solare termico, di impianti eolici e fotovoltaici e per la produzione di energia dal combustibile generato dai rifiuti solidi urbani. Anche la delibera CIPE che rivede le linee guida per la nazionali per riduzione delle emissioni, prevede che per il periodo 2008-2012 il contributo all abbattimento dei gas serra derivante dalle rinnovabili salga fino a 75TWh, in linea quindi con gli obiettivi comunitari. Nel 2001 il fabbisogno interno lordo di elettricita (consumi finali e perdite) e stato di 305 TWh, ma si prevede un incremento del 2% circa l anno. Le rinnovabili costituiscono quindi un alternativa indispensabile per rispondere all aumento della domanda e per ridurre la dipendenza dalle fonti e dagli approvvigionamenti tradizionali, petrolio e fossili. Una circolare del Ministro delle Attivita Produttive ha recentemente proposto obiettivi indicativi nazionali di consumo di elettricita prodotta da fonti rinnovabili per il periodo 2003-2012. ma come raggiungerli? Alcune misure sono gia state adottate: si tratta di quelle di attuazione del piano energetico 1988, delle leggi 9/91 e 10/91, del provvedimento CIP 6/92 che ha dato impulso alla diffusione delle rinnovabili e dal quale trae origine il sistema dei certificati verdi, ma soprattutto delle disposizioni in materia di ristrutturazione del sistema e del mercato energetico. Altre misure gia adottate, ma che richiedono perfezionamenti, concernono il quadro complesso delle competenze e delle procedure autorizzative, anche in relazione al potenziamento dei compiti e dei poteri delle Regioni. Un altro problema centrale e rappresentato dalla regolamentazione degli obblighi di collegamento alla rete, che ha subito un accelerazione grazie alla delibera n.50/02 dell Autorita per l energia elettrica e il gas con la quale e stata avviata una ridefinitone delle procedure sia per gli utenti che per gli impianti. Ma altre misure verranno prese al più presto. Entro settembre dovranno essere emanati i decreti di attuazione della Comunitaria 2001, per individuare gli obiettivi futuri di consumo di elettricita da fonti rinnovabili, imponendo l approvvigionamento sul territorio nazionale o da paesi che abbiano adottato politiche analoghe a quelle nazionali.
Un provvedimento attuativo dovra garantire che i regimi di sostegno siano compatibili con le regole di mercato , favorendo la competitività e i vantaggi delle energie pulite, anche mediante la semplificazione delle procedure amministrative. Il provvedimento includera anche i rifiuti tra le fonti energetiche ammesse a beneficiare del regime riservato alle rinnovabili. Ambiente: Energie rinnovabili. Facciamole costare meno L impegno a promuovere energie sostenibili e inesauribili con il target del 12% entro il 2010, e stato riconfermato dai ministri europei dell Ambiente e dell Energia riunitisi la settimana scorsa per un consiglio informale che ha voluto mettere le basi per un modello europeo di integrazione tra politiche energetiche e ambientali. Il confronto e proseguito idealmente sul filone avviato dal lavoro svolto dalla task force istituita dal G8 di Okinawa del 2000 e concluso al G8 di Genova, mirato proprio a identificare azioni e misure per incoraggiare e promuovere l uso delle rinnovabili. La task force nel suo rapporto finale stilato dai due presidenti, un italiano, il Direttore Genrale del Ministero dell Ambiente Corrado Clini e l inglese Mark Mody Stuart, presidente della Shell, aveva offerto alcune indicazioni di massima per aprire il mercato delle rinnovabili, rimuovendo gli ostacoli che ne impediscono la diffusione e la competitivita rispetto alle fonti tradizionali. E vero infatti che il costo delle energie rinnovabili tende a diminuire con l aumento dei volumi, ma nella maggior parte dei casi non e’ ancora direttamente competitivo con le alternative convenzionali, soprattutto a causa dei costi elevati di installazione di reti ad hoc e per la conversione delle strutture già esistenti. Secondo il rapporto , che e stato fatto proprio dai rappresentanti dei Grandi nel G8, i paesi industrializzati dovranno destinare maggiori risorse ai trust fund delle agenzie finanziarie internazionali, per realizzare progetti provenienti dal settore privato. Nel lungo periodo le industrie dovranno essere incoraggiate ad assumere impegni volontari per procurare e utilizzare le energie rinnovabili. Le agenzie bilaterali e multilaterali dovrebbero promuovere le rinnovabili nei progetti di sviluppo, quando il loro uso costituisca l’opzione a minor costo, sulla base dell’analisi del ciclo di vita. E dal canto loro i governi dovrebbero adeguare le loro politiche alle disponibilita dei consumatori a sostenere i costi per l’utilizzo delle fonti rinnovabili, utilizzando i meccanismi di mercato nazionali: agevolazioni, incentivi e quote pre-determinate nel portafoglio dell’energia. I paesi industrializzati, e l’Europa in prima fila attraverso i suoi Programmi per l Ambiente e per la Ricerca e lo Sviluppo, devono dare maggiore sostegno alla sperimentazione e all’applicazione di tecnologie di sfruttamento delle rinnovabili favorendone il trasferimento nei paesi in via di sviluppo. Una condizione essenziale per l’ampliamento del mercato del settore delle energie pulite infatti consiste nella cooperazione ambientale, prendendo come modello l attivita della GEF, Global Environment Facility, della Banca Mondiale, dell’United Nations Development Program e di numerosi donatori bilaterali e privati, a dimostrazione che investire nello sviluppo sostenibile rappresenta un opportunita di crescita e di profitto.(ANSA).