Discussione:
Un confronto tra le riserve mondiali di energia per fonte
(troppo vecchio per rispondere)
Luca P.
2021-08-20 17:17:26 UTC
Permalink
Ho trovato, o meglio ritrovato, visto che lo avevo già visto anni fa, un
grafico interessante che rappresenta le varie riserve mondiali di energia
in termini totali (per le fonti non rinnovabili) e di produzione potenziale
annuale (per le fonti rinnovabili):

http://asrc.albany.edu/people/faculty/perez/Kit/pdf/a-fundamental-look-at%20the-planetary-energy-reserves.pdf

Il grafico non è proprio così semplice da leggere come può sembrare.

Innanzi tutto l'unità di misura utilizzata è il Terawatt-anno (TWyr) che,
se non sbaglio, dovrebbe semplicemente essere l'equivalente di 8.760 TWh
(si moltiplica per le ore in un anno). Il dato dei consumi annuali globali
di energia primaria di 16 TWyr indicato nel grafico dovrebbe corrispondere
quindi a 140.160 TWh, che a loro volta sono equivalenti a 504,6 Exajoule.
Tale dato è abbastanza coerente con le statistiche sui consumi del periodo
in cui è stato redatto il grafico, quindi il tutto dovrebbe essere
corretto.

Altra considerazione da fare è che, trattandosi di energia primaria, i dati
indicati per carbone, petrolio, gas e uranio (ovvero il nucleare) si
riferiscono all'energia termica contenuta nelle riserve dei materiali in
questione, non alla sola energia elettrica ricavabile (che è ben
inferiore).

Non ho la possibilità e la voglia di verificare tutte le fonti dei dati, ma
probabilmente anche per biomassa e geotermico ci si riferisce all'energia
termica, mentre per le altre rinnovabili è probabile che si tratti di una
stima diretta della produzione elettrica. Fa eccezione il solare per la
quale è indicata l'energia irradiata dal sole considerando le terre emerse
e assumendo il 65% di perdite per atmosfera e nubi.

Considerando che non tutta l'energia termica e non tutta l'energia
irradiata dal sole viene utilizzata, è evidente che queste fonti risultano
sovrastimate rispetto alle altre, in particolare il solare.

Per avere un'idea, la tecnologia solare più utilizzata, il fotovoltaico, su
un pannello di fascia media realizza un'efficienza in condizioni standard
di circa il 18%, ma in condizioni reali e considerando le perdite di
sistema dell'impianto tale valore si riduce a circa un 14%. Ipotizzando di
utilizzare solo il fotovoltaico i 23.000 TWyr indicati nel grafico si
ridurrebbero a 3.220 TWyr di produzione potenziale. Rispetto alle altre
fonti rimane comunque un valore ENORME.

Se dal potenziale si volesse passare al reale, per il solare si può
ipotizzare una copertura delle terre emerse (considerando edifici e
terreni) nell'ordine di qualche decimo di punto percentuale. Ad esempio con
una copertura dello 0,2% la produzione fotovoltaica globale potrebbe essere
dell'ordine di 6,4 TWyr, ovvero 56.064 TWh (attualmente, nel 2020, è di
solo 855,7 TWh).

Per eolico e idroelettrico non so quale percentuale verosimile di utilizzo
del potenziale si possa stimare. Il vento è una risorsa che si presenta in
modo un po' più "concentrato" del solare ma rimane comunque una risorsa
"diffusa", quindi con percentuali di utilizzo basse. L'idroelettrico,
invece, dovrebbe raggiungere percentuali ben più alte. L'apporto delle
altre rinnovabili sarebbe marginale. Nel complesso riuscire in futuro a
coprire i consumi globali di energia primaria con le fonti rinnovabili non
sarebbe impossibile. Probabile che in futuro il solare acquisisca un ruolo
centrale.
Roberto Deboni DMIsr
2021-08-21 00:17:41 UTC
Permalink
Post by Luca P.
Ho trovato, o meglio ritrovato, visto che lo avevo già visto anni fa, un
grafico interessante che rappresenta le varie riserve mondiali di energia
in termini totali (per le fonti non rinnovabili) e di produzione potenziale
http://asrc.albany.edu/people/faculty/perez/Kit/pdf/a-fundamental-look-at%20the-planetary-energy-reserves.pdf
Bravi, anche questi hanno scoperto gia' nel 2009 quello che oggi
e' evidente a chinque non sia stupido o prezzolato:

"Biomass in particular could not replace the current fossil base
– the rise in food cost paralleling the recent rise in oil prices
and the resulting increase in the demand for biofuels is symptomatic
of this underlying reality."

La ragione delle biomasse stava nella sua capacita' di "accumulare"
l'energia per i tempi di magra, un ricordo atavico le famiglie
raccoglievano la legna per tenersi caldo la notte o durante la
stagione invernale. Nel ciclo giornaliero, in caso di
insufficiente idroelettrico o capacita' di pompaggio, le biomasse
erano state pronosticate come combustibile per la generazione
dispacciabile. E poi ovviamente c'era il fabbisogno invernale.

Ma il solare termodinamico con accumulo ha dimostrato di potere
svolgere questa funzione delle biomasse. E la produzione di
combustibili e carburanti sintetici usando gli esuberi
giornalieri e/o stagionali di energia elettrica dalle
rinnovabili, ha reso inutile l'uso delle biomasse per coprire
le carenze stagionali. Anzi, il fatto che l'energia solare
combinata con la tecnologia della sintesi industriale si rileva
50 volte piu' efficiente, a parita' di combustibile/carburante
prodotto, in una Terra dove gli ettari disponibili coltivabili
sono un fattore di rischio per potenziali carestie, ha reso
moralmente delittuoso ogni insistenza a rivolgeresi alle biomasse,
come ad esempio, insiste a far ENI. Ho fatto alcuni calcoli, e
per soddisfare il fabbisogno di carburante per tutti gli usi
del trasporto non convertibili al trasporto elettrico, ovvero:
* utilizzi a lunga percorrenza
* utilizzi speciali ove non c'e' adeguata potenza elettrica
(zone remote)
basterebbero solo 300'000 ettari anche solo calcolando la
bassa produttivita' del fotovoltaico nella Pianura Padana.
Ovvio che se puntiamo al meridione (pensate alla raffineria
italiane alimentate dal solare invece che dai petrolieri)
ci bastarebbe molto meno terreno.
Invece lo stesso ragionamento fatto con le biomasse va a
finire su numeri, anche utilizzando valori cosi' ottimistici
degli interessi di parte da esssere in realta' irreale,
che vanno sull'ordine di 5 milioni e oltre di ettari
agricoli, che ovviamente l'Italia non ha. A meno chiudere
con l'agricoltura dei prodotti alimentari (di cui l'Italia
ha parecchi primati mondiali in termini di qualita' rinomata).

Insomma le biomasse, tranne sempre piu' rari casi di nicchia,
ove ci sia un vero scarto (in realta' molte delle biomasse
distrutte nel produrre enegia vanno a rimouovere nutrimenti
necessari agli ambientali naturali, ovvero e' un ciclo utile
solo ai rivenditori dell'industria chimica dei fertilizzanti),
sono uno spreco immane di territorio. E il fatto di pensare
di questo consumo all'estero non solo non risolve il problema
(ma e' sicuramente utile a salvare capra e cavoli agli esportatori
incombenti di energia, si spostano solo su combustibili a carburante
di altra origine), ma ci ha pure portato una pandemia, dopo le
ripetute avvisaglie ignorate dei SARS-CoV-1 e simili.
Infatti, per creare gli spazi "altrove", gli stessi italiani
sono andati all'estero per "cancellare" intere foreste
primeve e cosi' creare un contatto troppo ravvicinati tra specie
animali grossi portatori di virus pericolosi in grado di fare
il salto di specie che si conclude sull'uomo.

E' risibile la caccia al laboratorio cinese, anche se fosse vero,
la ragione per cui i cinesi stavano studiando i coronavirus e'
proprio a causa della loro necessita' (i cinesi, per l'alta
densita' di popolazione, gia' a casa loro hanno distrutte
una superficie crescente di territori primevi) di capire
il coronavirus per fermare le ripetute epidemie che aveva
costretto loro di decimare la produzione di maiali e altre
specie allevate per cibo (come i polli) e anche il rischio per
l'uomo per le prime epidemie in loco. E' evidente che la caccia
all'untore cinese vuole in realta' distrarre dalla ragione piu'
profonda ed e' questa crescente pratica della distruzione di
foreste primeve, con una superficie distrutta ogni anno, mai
vista nella storia umana.

Tutto questo ci porta alla ovvia conclusione:

"solar energy – as embodied by dispersed PV and CSP -- is the
*only* quasi-ready-to-deploy resource that is both large enough
and acceptable enough to carry the planet for the long haul."

E per fare un paragone, il solare termodinamico con accumulo
risolve i problemi di intermittenza solare esattamente come il
bacino idroelettrico risolve i problemi di intermittenza
metereologica (piove quando vuole il cielo, non quando vuole
l'uomo). Ma una differenza c'e': l'idroelettrico e' limitato
da condizioni idrogeologiche adatte, il solare termodinamico
invece, al centro Italia e al sud Italia, non ha limiti se non
quelli stabiliti dalle "Belle Arti" (e da quelli della corruzione
politica finanziata dagli interessi energetici incombenti,
insomma, gas e petrolio). E probabilmente, in futuro, con una
tecnologia solare termodinamica piu' efficiente (e quindi di
minore costo unitario) avra' senso usarlo anche nel settentrione,
specialmente sulle Alpi (ovviamente sulle pendici rivolte a sud).
Post by Luca P.
Il grafico non è proprio così semplice da leggere come può sembrare.
Innanzi tutto l'unità di misura utilizzata è il Terawatt-anno (TWyr) che,
se non sbaglio, dovrebbe semplicemente essere l'equivalente di 8.760 TWh
(si moltiplica per le ore in un anno).
Mi ricorda il trucco di misurare le enormi distanze astronomiche in
"anni-luce". Dato che le energie in gioco sono enormi, usare il TW·h·yr
permette di usare numeri abbastanza piccoli da entrare nella zucca
anche delle persone meno pratiche con i numeri. E' dimostrato che
per alcuni, gia' superare il diecimila e' un numero che diventa
informe, senza significato, potrebbero essere milioni o miliardi
e per questo non farebbe differenza nei suoi ragionamenti.
Post by Luca P.
Il dato dei consumi annuali globali
di energia primaria di 16 TWyr indicato nel grafico dovrebbe corrispondere
quindi a 140.160 TWh, che a loro volta sono equivalenti a 504,6 Exajoule.
Quel "Exa" e' appunto uno di quei numeri incomprensibili per i piu',
anche quei "periti" che si troverebbero a loro agio con le centinaia
di migliaia di TW·h.
Post by Luca P.
Tale dato è abbastanza coerente con le statistiche sui consumi del periodo
in cui è stato redatto il grafico, quindi il tutto dovrebbe essere
corretto.
L'uranio mostrato e' ovviamente quello dell'installato del 2009,
quindi oggi e in futuro, dovremo come minimo dimezzare il dato.
Ma la questione e' che non c'e' solo l'uranio, esiste anche il
torio, che abbiamo gia' provato a livello industriale (THTR-300,
tanto per ricordare, e ora i cinesi prendono il testimone con
gli HTR-PM, e gia', ora giocano con una produzione in serie di
questi reattori, non il singolo prototipo di ogni nazione
occidentale che conta (USA, Germania, Francia, etc.)
Se introduciamo il torio, il nucleare da fissione schizza,
anche con un poderoso incremento dei consumi di materiali
fissionabili, verso le migliaia di TW·h·yr.
In altre parole, l'energia da fissione ha una capacia'
superiore allo stesso carbone, fino ad oggi da molti considerato
il fossile con la maggiore riserve mondiale.

Va osservato come l'energia da marea e' praticamente ridicola.
E per quanto riguarda le biomasse, a fronte della sua totale
inefficienza se paragonate a eolico e solare, diventa evidente
che e' totalmente irrilevante. Insomma dobbiamo per forza
affamare due terzi del mondo per quei micragni 2-6 TW·h·yr ?
E se hanno ragione coloro che vedono un legame tra la
pandemia e il disboscamento selvaggio delle foreste primeve,
anche il terzo che non soffrira' la fame, avra' poco da ridere
(se Atene piange, Sparta non ride).
In quanto al geotermico, escluso dove la "risorsa" gia'
sale alla superficie per conto suo, non ritengo saggio giocare
con i terremoti. Gli svizzeri, comprensibilmente cosi' interessati
al calore endogeno della Terra, alla fine hanno rinunciato
quando gia' il primo progetto minacciava di radere al suolo una
loro citta'. Insomma, per 2 TW·h·yr massimi vogliamo giocare
con i terremoti ?
In quanto all'idroelettrico i pochi grandi numeri ancora
esistinenti (in Africa il fiume Congo e varie possibilita' con
i grandi fiumi cinesi), non andra' oltre i 4 TW·h·yr a meno di
distruggere tanto eco-sistema.

Ma tappezzare le zone gia' antropomorfizzate di centrali solari
termodinamiche, sotto coltivabili (come si vede nelle installazioni
"non desertiche", cioe' in Spagna, dove prima c'erano campi di
frumento, etc.), non ha un potenziale distruttivo della natura,
come le biomasse, o dei territori antropomorfizzati, come il
geotermico.
Post by Luca P.
Altra considerazione da fare è che, trattandosi di energia primaria, i dati
indicati per carbone, petrolio, gas e uranio (ovvero il nucleare) si
riferiscono all'energia termica contenuta nelle riserve dei materiali in
questione, non alla sola energia elettrica ricavabile (che è ben
inferiore).
Questo ovviamente vale ancora di piu' per il fotovoltaico :-)
Per ogni unita' di energia primaria si arriva al 40% di elettrico
(carbone avanzato) e 60& (gas a ciclo combinato avanzato).
Il fotovoltaico puo' arrivare a tale conversione di energia
primaria in elettrica ?
Il solare termodinamico invece puo' avvicinarsi, forse anche
superare (progetti sulla carte di torri solari da 1000 gradi
Celsius e ciclo rankine a mercurio, oppure un ciclo combinato
speciale).

E i paesi che non hanno sole possono pur importare combustibili e
carburanti di sintesi prodotti nei paesi della fascia del Sole.
Post by Luca P.
Non ho la possibilità e la voglia di verificare tutte le fonti dei dati, ma
probabilmente anche per biomassa e geotermico ci si riferisce all'energia
termica, mentre per le altre rinnovabili è probabile che si tratti di una
stima diretta della produzione elettrica. Fa eccezione il solare per la
quale è indicata l'energia irradiata dal sole considerando le terre emerse
e assumendo il 65% di perdite per atmosfera e nubi.
Come ho commentato con il nucleare, anche se hanno sbagliato di un
fattore due o tre (ottimistici nel caso del nucleare), gli ordini di
grandezza restano quelli, mi sembrano pienamente plausibili, allo
stato attuale della tecnologia (c'e' l'incognita della fusione
nucleare, e quella incognita aperta dai lanci a basso costo di Musk,
cioe' Spacex, ovvero di importare energia dallo spazio, non con i
fantascientifici raggi di energia, ma meramente mandando giu' prodotti
di sintesi i naturali ad alto contenuto di idrogeno ... sapete che
ci sono pianeti di metano ?).
Post by Luca P.
Considerando che non tutta l'energia termica e non tutta l'energia
irradiata dal sole viene utilizzata, è evidente che queste fonti risultano
sovrastimate rispetto alle altre, in particolare il solare.
Io credo che invece abbiamo tenuto conto di queste "inefficienze".
Ma sarebbe una discussione sul pelo dell'uovo, perche' la quantita'
di energia in gioco e' in ogni caso tale da mandare allo sbaraglio
ogni altra fonte.
Post by Luca P.
Per avere un'idea, la tecnologia solare più utilizzata, il fotovoltaico, su
un pannello di fascia media realizza un'efficienza in condizioni standard
di circa il 18%, ma in condizioni reali e considerando le perdite di
sistema dell'impianto tale valore si riduce a circa un 14%.
Non c'e' alcuna ragione per limitarci al fotovoltaico. Il fotovoltaico
va benissimo quando l'energia elettrica e' consumata sul momento,
ma c'e' anche il solare termodinamico con accumulo.

Uno studio recente americano oggi preconizza il CSP con accumulo
nella funzione di "unita' peaker", al posto delle turbine a gas.
La capacita' di accumulo richiesta e' di meno di 10 ore.
Anzi, se supera le 10 ore (come alcune centrali nella zone piu'
solarizzate), secondo lo studio americano, tale centrale entra
nella fascia delle centrali "baseline".

Chi puo' avere interesse a rinunciare alle unita' solari in
operativita' peaker e baseline ? (indovina, indovinello,
oltre all'ovvia ENI ...).
Post by Luca P.
Ipotizzando di
utilizzare solo il fotovoltaico i 23.000 TWyr indicati nel grafico si
ridurrebbero a 3.220 TWyr di produzione potenziale. Rispetto alle altre
fonti rimane comunque un valore ENORME.
Eppure, gia' un uso cosi "scarso" del Sole (con grande consumo di
territorio), supera di gran lunga il bisogno della umanita'.
Con il solare termodinamico si puo' fare molto meglio, anche in
termine di uso in sinergia del territorio con l'agricoltura.
Ci sono svariate colture a cui l'ombra non da fastidio, anzi e'
richiesta. E l'acqua di lavaggio degli specchi (ovviamente usando
addittivi biologici senza residui dannosi) significa irrigazione
gratuita giornaliera. Anzi in zona desertica (chi ha visto il
deserto dopo un raro acquazione, sa quanto e' fertile), sarebbe
un verde da oasi.
Post by Luca P.
Se dal potenziale si volesse passare al reale, per il solare si può
ipotizzare una copertura delle terre emerse (considerando edifici e
terreni) nell'ordine di qualche decimo di punto percentuale. Ad esempio con
una copertura dello 0,2% la produzione fotovoltaica globale potrebbe essere
dell'ordine di 6,4 TWyr, ovvero 56.064 TWh (attualmente, nel 2020, è di
solo 855,7 TWh).
Se si ragiona a livello dei bisogni di una famiglia ...
Ma ci sono anche attivita' produttive e anche grosse concentrazioni
di uffici che hanno bisogno di grosse quantita' di energia.
Mi limito a questo paragone "quelli dei tetti fotovoltaici" (anche
volendo caricare di una servitu' pubblica tutti i tetti, con un
reale esproprio di stato della proprieta') sono come quelli
che credono che su un auto ci sia abbastanza superficie per farla
muovere alle tipiche velocita' e con i tipici pesi a cui siamo
abituati. Si puo' anche fare diversamente, muoversi in mono pattino
con zainetto fotovoltaico sulle spalle, ma quando lo vorrebbero ?
Post by Luca P.
Per eolico e idroelettrico non so quale percentuale verosimile di utilizzo
del potenziale si possa stimare. Il vento è una risorsa che si presenta in
modo un po' più "concentrato" del solare ma rimane comunque una risorsa
"diffusa", quindi con percentuali di utilizzo basse. L'idroelettrico,
invece, dovrebbe raggiungere percentuali ben più alte.
Che intende ? Dove ? Non sicuramente in Italia. Anzi, complice il
cambiamento climatico, perdiamo idroelettrico ...
Post by Luca P.
L'apporto delle
altre rinnovabili sarebbe marginale. Nel complesso riuscire in futuro a
coprire i consumi globali di energia primaria con le fonti rinnovabili non
sarebbe impossibile. Probabile che in futuro il solare acquisisca un ruolo
centrale.
Coprire il consumo globale di energia, primaria e elettrica, usando
tutte le tecnologie a disposizione della "fonte solare" (che solo
l'idiota politico italiano crede sia sinonimo di "fonte fotovoltaica")
non e' solo possibile, praticabile e anche economico.
Ma e' un dovere morale verso chiunque venga dopo di noi.
Luca P.
2021-08-22 16:32:20 UTC
Permalink
Sat, 21 Aug 2021 02:17:41 +0200, Roberto Deboni DMIsr ha scritto:

(...)
Post by Roberto Deboni DMIsr
Se introduciamo il torio, il nucleare da fissione schizza,
anche con un poderoso incremento dei consumi di materiali
fissionabili, verso le migliaia di TW·h·yr.
In altre parole, l'energia da fissione ha una capacia'
superiore allo stesso carbone, fino ad oggi da molti considerato
il fossile con la maggiore riserve mondiale.
Il problema è che il torio è solo materiale fertile ma non fissile. Rimane
quindi il problema di dove trovare la componente fissile per avviare la
reazione. Può essere creato dal torio stesso per trasmutazione (Uranio-233)
e successivo reproccessing, ma si tratterebbe di un'attività non banale da
gestire in termini di costi e rischi.

(...)
Post by Roberto Deboni DMIsr
Post by Luca P.
Per eolico e idroelettrico non so quale percentuale verosimile di utilizzo
del potenziale si possa stimare. Il vento è una risorsa che si presenta in
modo un po' più "concentrato" del solare ma rimane comunque una risorsa
"diffusa", quindi con percentuali di utilizzo basse. L'idroelettrico,
invece, dovrebbe raggiungere percentuali ben più alte.
Che intende ? Dove ? Non sicuramente in Italia. Anzi, complice il
cambiamento climatico, perdiamo idroelettrico ...
Si parla di statistiche globali. Già oggi l'idroelettrico produce a livello
globale 4.297 TWh, ovvero 0,49 TWyr. Nel grafico la produzione massima
potenziale è indicata in 3-4 TWyr, quindi la percentuale di utilizzo del
potenziale è di circa il 14%, migliorabile in futuro.

Si tratta di percentuali che fonti "diffuse" come solare ed eolico
ovviamente non possono neanche avvicinare (e non ce n'e bisogno). Se per il
solare è stata ipotizzata una percentuale del 0,2%, per l'eolico dovrebbe
essere di più, ma non so quanto.
Soviet_Mario
2021-08-23 09:33:25 UTC
Permalink
Post by Luca P.
(...)
Post by Roberto Deboni DMIsr
Se introduciamo il torio, il nucleare da fissione schizza,
anche con un poderoso incremento dei consumi di materiali
fissionabili, verso le migliaia di TW·h·yr.
In altre parole, l'energia da fissione ha una capacia'
superiore allo stesso carbone, fino ad oggi da molti considerato
il fossile con la maggiore riserve mondiale.
Il problema è che il torio è solo materiale fertile ma non fissile. Rimane
quindi il problema di dove trovare la componente fissile per avviare la
reazione. Può essere creato dal torio stesso per trasmutazione (Uranio-233)
e successivo reproccessing, ma si tratterebbe di un'attività non banale da
gestire in termini di costi e rischi.
mi pare che sia da più di 10 anni che la tecnologia
autofertilizzante si possa applicare al Torio, ma che sia
stata lasciata indietro perché non produce plutonio di grado
militare, cioè abbastanza tanto e abbastanza puro, e che per
contro lasci una scoria bruciata sì ad elevata percentuale,
ma molto ricca di gamma-emittenti (i più sgraditi
all'esercito, e anche ai riprocessatori)
Post by Luca P.
(...)
Post by Roberto Deboni DMIsr
Post by Luca P.
Per eolico e idroelettrico non so quale percentuale verosimile di utilizzo
del potenziale si possa stimare. Il vento è una risorsa che si presenta in
modo un po' più "concentrato" del solare ma rimane comunque una risorsa
"diffusa", quindi con percentuali di utilizzo basse. L'idroelettrico,
invece, dovrebbe raggiungere percentuali ben più alte.
Che intende ? Dove ? Non sicuramente in Italia. Anzi, complice il
cambiamento climatico, perdiamo idroelettrico ...
Si parla di statistiche globali. Già oggi l'idroelettrico produce a livello
globale 4.297 TWh, ovvero 0,49 TWyr. Nel grafico la produzione massima
potenziale è indicata in 3-4 TWyr, quindi la percentuale di utilizzo del
potenziale è di circa il 14%, migliorabile in futuro.
Si tratta di percentuali che fonti "diffuse" come solare ed eolico
ovviamente non possono neanche avvicinare (e non ce n'e bisogno). Se per il
solare è stata ipotizzata una percentuale del 0,2%, per l'eolico dovrebbe
essere di più, ma non so quanto.
--
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
Continua a leggere su narkive:
Loading...