Felice Ippolito

[Riceviamo e volentieri pubblichiamo da un caro amico che ha partecipato al Convegno intitolato “Cento Anni dalla nascita di Felice Ippolito”, svoltosi a Roma lo scorso 9 dicembre.]

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Felice Ippolito: un gigante assoluto della cultura italiana; uno determinato a far diventare il Paese quello che ancora non era. Con Mattei – è stato ricordato – con Olivetti, Amaldi, Enrico Persico e diversi altri, il Paese incomincia a crederci veramente, sogna, struttura, cresce. In quegli anni nasce per mano anche di questi veggenti l’Italia del futuro; pochi anni dopo, uomini molto più piccoli di loro, portatori di messaggi ed interessi meschini, li fermeranno ponendo le premesse storiche della crisi presente.

L’Associazione Italiana Nucleare, sia lode al Presidente Minopoli che l’ha voluta, ha organizzato una celebrazione del centenario della nascita di quest’uomo: padre del nucleare in Italia, padre del CNRN, poi CNEN, oggi ENEA, e fra i padri della nazionalizzazione dell’Energia nell’ENEL. Padre anche della rivista Le Scienze, un tempo assai prestigiosa. Molti gli intervenuti il 9 dicembre: gremita la sala Capranichetta dell’Hotel Nazionale in Piazza Montecitorio, e diversi gli interventi di rilievo. Innanzitutto quello di Carlo Bernardini, che riportiamo qui nel seguito nella sua conclusione.

Belle le parole contenute nel messaggio del Presidente emerito Giorgio Napolitano. Relazioni storiche autorevolissime, da Giovanni Paoloni a Pietro Greco, e diversi testimoni delle vicende. Roberto Adinolfi, A.D. di Ansaldo Nucleare chiude il suo ragionamento aprendo al futuro: invocando il coraggio ed il gusto per le grandi sfide. Subito dopo Davide Tabarelli a richiamare la necessità degli arditi, di gettare il proprio cuore oltre l’ostacolo, Alessandro Ortis in un accorato intervento a stigmatizzare la situazione che ha provocato lo scollamento fra il Paese e la sua Scienza, e Davide Giusti a ricordare la responsabilità delle classi dirigenti politiche, ma anche tecniche, e a richiedere una giornata ancora dedicata ad Ippolito, ma interamente volta a presentare progetti nuovi, anche in condizioni embrionali: quindi l’annuncio del Presidente Minopoli della costituzione di una Fondazione intitolata allo scienziato ed uomo di Stato Italiano.

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Ha chiuso i lavori Marco Simoni, consigliere economico della Presidenza del Consiglio, sollevando fra l’altro l’attenzione sui messaggi attualmente veicolati dal sistema scolastico e dalla stampa.

Nel fondo del fondo l’interrogativo con cui si chiude la riflessione di Carlo Bernardini:
perché, in tanti anni scrutando fra i miei studenti, mai vi ho ritrovato qualcuno che coltivasse in animo il connubio fra il lavoro individuale e l’interesse generale: un altro Ippolito? “Avendo io insegnato per tanti anni in un corso di laurea scientifico, mi sono guardato intorno per vedere, tra i miei studenti, se per caso ci fosse un futuro “Ippolito nascosto” che si manifestasse attraverso una curiosità particolare per l’interesse pubblico di ciò che andava studiando. Il mio cruccio sta nel dover riconoscere che negli anni ’50, detti non a caso della ricostruzione postbellica, c’erano tutti i presupposti perché i giovani si rendessero disponibili all’interesse pubblico; mi è sembrato però di dover riconoscere che la tipologia adatta a questa finalità fosse scomparsa: i giovani di oggi sono forse molto meno propensi a occuparsi di fruttuose collaborazioni e si chiudono molto di più nelle attività individuali. Rimugino continuamente su ciò che è sbagliato, da questo punto di vista, nei processi di educazione, formazione e identificazione di un lavoro promettente. Forse una tipologia impiegatizia, subordinata a modesti impegni individuali, ha preso il sopravvento; non saprei dire per colpa di chi. Dovremmo ripensare tutto ciò che riguarda l’educazione, la formazione, la storia degli impegni di lavoro e trarne le conseguenze. Mi pare però che ci sia sotto un problema di mentalità diffusa che la vicenda Ippolito dovrebbe smascherare e correggere: lo dico soprattutto per chi fa le scelte politiche e chiede al governo di portarci al bene comune“.

Really, Dr Jacobson?

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In questi giorni di frenetiche trattative alla COP21 di Parigi ha trovato un po’ di risonanza uno studio dell’Università di Stanford per un Mondo 100% rinnovabile.
I risultati confezionati per il grande pubblico sono liberamente consultabili qui. E sono interessanti per diversi aspetti. A voi valutare.
Noi, forse sbagliando a dargli tanta importanza, ci siamo presi cinque minuti per rifletterci sopra. E ci siamo divertiti a fare un paio di considerazioni su quanto viene proposto al nostro Paese. Ovvero su queste immagini:

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Assumendo una riduzione dei consumi pari al 34% (rispetto ai consumi del 2014) ed una completa elettrificazione, si ottiene una valore di circa 1100-1200 TWh per il 2050 (1Mtep = 11,63 TWh).
Nel 2014 la produzione elettrica lorda del nostro Paese è stata pari a poco meno di 280 TWh, questo significa che il nostro sistema di approvvigionamento elettrico dovrebbe nei prossimi trentacinque anni quadruplicare la propria capacità.
A questo punto tenendo per buona la copertura percentuale dei consumi ipotizzata da Jacobson e compari si possono fare due tipi di considerazioni fondamentali: da una parte sul consumo di suolo che dovrebbe essere dedicato in via esclusiva ai sistemi di produzione dell’elettricità richiesta, e dall’altra sull’incremento della produttività e sulla sostenibilità di un sistema elettrico basato prevalentemente su fonti non programmabili ed intermittenti.
Per quanto riguarda la produzione da solare, è utile ricordare che i sistemi di conversione dell’energia solare occupano una certa porzione di suolo anche nei momenti di fermo produzione, e che tale superficie non si limita a quella dei pannelli, ma comprende anche tutti i sistemi ausiliari e le necessarie “spaziature” – vale a dire tutte quelle superfici che non possono essere occupate con altri sistemi né possono essere dedicate ad altri scopi (fatte salve poche eccezioni, come i pannelli montati sui tetti, per ovvi motivi, o come i parchi fotovoltaici dove sotto i pannelli si può lasciare crescere l’erba da far brucare a qualche animale da allevamento). Utilizzando dunque i tassi di occupazione del suolo calcolati da Mackay nel libro “Energia sostenibile – senza aria fritta” (20 W/m2 e 10 W/m2 [1] rispettivamente per CSP e parchi fotovoltaici in zone particolarmente “assolate”), si scopre con un semplice conto della serva che l’ipotesi Jacobson richiederebbe in Italia almeno 8000-9000 km2 di suolo, ai quali vanno aggiunti i tetti ricoperti di pannelli (20 W/m2 nei sistemi ottimizzati) per un totale di circa 5-6 milioni di case (81 m2 è la superficie della casa media italiana), ed altri 400-500 km2 di tetti di edifici commerciali, della pubblica amministrazione o di proprietà del demanio. Ora, le terre emerse in Italia ammontano a circa 301340 km2, di cui circa il 35% sono montagne. Dunque, tolte le montagne (35%) e le acque interne (2,4%), almeno il 4% delle pianure e delle colline d’Italia andrebbe dedicato ad uso esclusivo ai parchi FV e CSP (N.B. i tetti non rientrano ovviamente in questo computo).
Per quanto riguarda la produzione da eolico si nota che l’incremento della produzione richiesto sarebbe superiore al 700%. Notevoli anche quelli richiesti all’idroelettrico (+50% circa sulla produzione del 2014, che rappresenta un livello record degli ultimi 50 anni per un sistema di installazioni già praticamente saturo) ed al geotermoelettrico (+15%).
Riguardo all’energia dal moto ondoso è difficile anche esprimere un parere, essendo che la tecnologia a supporto della conversione dell’energia cinetica delle onde in energia elettrica praticamente ad oggi risulta inapplicata.
Non si trova cenno alcuno nel lavoro di Jacobson et al. riguardo ai sistemi di stoccaggio/pompaggio, se non per affermare che non servirebbero.
Verrebe da dire “no comment”; ma c’è da chiedersi in che modo un siffatto sistema elettrico potrebbe essere in grado di gestire il carico di base, ovvero soddisfare delle richieste minime sulla rete, per valori di potenza stimate non inferiori agli 80 GW, utilizzando in prevalenza fonti intermittenti.
Nello schema proposto da Jacobson et al. difatti soltanto il geotermico e l’idroelettrico da bacino rappresentano fonti programmabili, che permettono di erogare elettricità in modo certo e continuo. Quali sistemi di backup sarebbero previsti, in caso di temporanea ridotta disponibilità di vento e soleggiamento?
Infine, già oggi in molte regioni del Sud Italia, la produzione di energia solare supera per alcune ore diurne le richieste: solo eventuali sistemi di accumulo realmente efficienti – se e quando mai vi saranno, ma Jacobson non li ritiene necessari – potrebbero consentire un riutilizzo di questa elettricità prodotta in eccesso nei momenti in cui ve ne sia più bisogno.

 AGGIORNAMENTO (20/06/2017): un gruppo di 21 ricercatori ha recentemente pubblicato uno studio sul Proceeding of the National Academy of Sciences, sostenendo che lo studio del prof. Jacobson pubblicato nel 2015 “utilizzava strumenti di modellizzazione non validi, conteneva errori di modellizzazione e ha fatto assunzioni implausibili o non adeguatamente supportate”

Per maggiori dettagli:
https://www.washingtonpost.com/news/energy-environment/wp/2017/06/19/a-bitter-scientific-debate-just-erupted-over-the-future-of-the-u-s-electric-grid/?utm_term=.a9f0cdfb08be

Note:

[1] Si tratta in pratica di una densità di potenza media, o meglio del rapporto tra il valore medio della potenza generata da un certo tipo di impianto e la superficie occupata da tale impianto, comprensiva di tutte le aree che lo compongono (sistema primario, secondario, terziario, sistemi ausiliari, spazi vuoti non diversamente occupabili, ecc.). Il valore medio della potenza generata viene calcolato partendo dal valore medio dell’energia elettrica prodotta su base annuale, per cui rappresenta la potenza media disponibile 24 ore su 24, ossia 8760 ore all’anno (8766 ore/anno se la media comprende anche gli anni bisestili), ed è per questo utile nei confronti concernenti l’occupazione/consumo del suolo, che avviene nel medesimo arco di tempo senza interruzione alcuna. In alternativa tale valore può essere calcolato moltiplicando la potenza nominale dell’impianto per il fattore di carico atteso/registrato.

WHAT IF?

[Scenari di un’altra Italia]

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Alla base della lotta ai cambiamenti climatici – tema centrale della XXI Conferenza delle Parti dell’UNFCC (COP21) tutt’ora in corso a Parigi – vi è la promozione di politiche finalizzate alla riduzione delle emissioni antropiche di gas serra.
L’Italia è senz’altro uno dei Paesi che più si sono impegnati in tal senso, negli ultimi anni. I principali interventi hanno riguardato l’incentivazione delle fonti rinnovabili nel settore elettrico (principalmente eolico e fotovoltaico) ed i meccanismi di promozione dell’efficienza e del risparmio energetico. I risultati sono significativi: rispetto ai valori del 1990, l’Italia nel 2013 ha prodotto il 16,1% in meno di emissioni, per un totale di 84 milioni annui di tonnellate di CO2 equivalenti risparmiate [1].
Tuttavia, come abbiamo già avuto modo di sottolineare, questo dato va interpretato tenendo conto della congiuntura economica: la contrazione dei consumi e delle attività industriali a partire dal 2008 hanno sicuramente influito in maniera significativa sull’abbattimento delle emissioni. Bisogna aggiungere inoltre che l’Italia, nonostante i notevoli sforzi e gli investimenti effettuati, continua ad essere un grosso consumatore di combustibili fossili: carbone, petrolio e gas, prevalentemente importati dall’estero, incidono ancora per più dell’80% sul consumo primario di energia.

Avremmo potuto fare di più?
Per rispondere a questo quesito, proponiamo ai nostri lettori un viaggio indietro nel tempo fino al 1987, ipotizzando da quell’anno uno scenario diverso per il nostro Paese: uno scenario nel quale le due centrali nucleari allora in funzione, la “Enrico Fermi” di Trino Vercellese (260 MW) e quella di Caorso (860 MW) non vengono disattivate e rimangono quindi operative fino ai giorni nostri.
Apriamo una parentesi, ricordando che l’energia elettronucleare da fissione, pur non essendo “rinnovabile” in senso stretto, è una fonte che non emette direttamente gas serra, e come tale prende parte in maniera significativa alle politiche di abbattimento delle emissioni di molti Paesi. L’energia nucleare, inoltre, è una fonte programmabile, in grado di erogare energia in modo certo, controllato e continuo; per questa caratteristica, che la distingue dalle fonti rinnovabili intermittenti come l’eolico e il fotovoltaico, essa è ideale per costituire il carico di base, ovvero la quantità di potenza minima che è necessario fornire con continuità alla rete elettrica per soddisfare le richieste giornaliere del paese.
Torniamo alla nostra “Italia alternativa” del 2014, con le due centrali in funzione, perfettamente operative. Ipotizzando un fattore di capacità medio del 90%, quale sarebbe il loro contributo alla produzione elettrica complessiva? A quanto ammonterebbe la riduzione delle emissioni annue di gas serra, ipotizzando una contestuale diminuzione della produzione elettrica tramite centrali alimentate a carbone? I risultati di questo avventuroso esercizio di fantasia, ottenuti rielaborando i dati di Terna [2] sono molto interessanti.
Il quadro riepilogativo è indicato nella seguente tabella e riassunto in Figura 1: la produzione elettronucleare ammonterebbe a circa 8,8 TWh, con un contributo relativo del 3,2%. Si tratta, ad una prima analisi, di un valore piuttosto ridotto, dovuto ad un parco nucleare tutto sommato limitato per numero di reattori e per potenza installata.
Se però consideriamo la contestuale erosione della quota rappresentata dai combustibili fossili solidi (il carbone), emerge un dato estremamente significativo: tale quota sarebbe stata ridotta, nel 2014 “alternativo”, di oltre il 20%, scendendo da 43,5 TWh (dato Terna 2014) ad un ipotetico valore di 34,6 TWh.
Questo dato sarebbe equivalso ad una riduzione delle importazioni di carbone pari ad oltre 3 milioni di tonnellate annue.

 

Tabella 1: Ipotetico paniere di produzione elettrica lorda, ottenuto sottraendo dal totale della produzione termoelettrica la teorica quota di produzione nucleare. Elaborazione CNeR su dati Terna [2]
Tabella 1: Ipotetico paniere di produzione elettrica lorda, ottenuto sottraendo dal totale della produzione termoelettrica la teorica quota di produzione nucleare. Elaborazione CNeR su dati Terna [2]
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Tabella 2: Fattori di emissione di anidride carbonica da produzione termoelettrica lorda. Dati ISPRA 2013 [3]
Tabella 2: Fattori di emissione di anidride carbonica da produzione termoelettrica lorda. Dati ISPRA 2013 [3]

Concentriamoci ora sull’interrogativo che più ci interessa: quale sarebbe stato l’impatto sulla riduzione delle emissioni? Dobbiamo considerare i fattori di emissione di anidride carbonica, ovvero i quantitativi di CO2 emessi in atmosfera da un impianto di produzione termoelettrica, per unità di energia elettrica lorda erogata. Secondo i dati più recenti pubblicati dall’ISPRA [3] e riportati in tabella 2, questo valore ammontava nel 2013, per i combustibili fossili solidi (nel nostro Paese prevalentemente carbone, più una piccola quota di lignite), a 883 g/kWh.
Tenendo buono questo valore anche per il 2014, si ricava che la produzione di 8,8 TWh di energia tramite impianti nucleari avrebbe contribuito a ridurre le emissioni per un totale di 7,8 milioni di tonnellate di CO2 equivalente, pari al 7% dell’intero ammontare delle emissioni del 2014 relative al settore industriale per la produzione di energia [1].

 

Tabella 3: Varazioni del contributo relativo delle fonti fossili sulla produzione elettrica, dell'import lordo e delle emissioni di CO2 eq .Vengono ipotizzati tre scenari nei quali 8,8TWh di produzione elettronucleare sostituiscono completamente un'equivalente produzione elettrica con il carbone (scenario 1); con un mix di carbone e prodotti petroliferi (scenarip 2); con il gas naturale (scenario 3). Fonte: elaborazione CNeR su dati Terna e Ispra [2,3]
Tabella 3: Varazioni del contributo relativo delle fonti fossili sulla produzione elettrica, dell’import lordo e delle emissioni di CO2 eq .Vengono ipotizzati tre scenari nei quali 8,8TWh di produzione elettronucleare sostituiscono completamente un’equivalente produzione elettrica con il carbone (scenario 1); con un mix di carbone e prodotti petroliferi (scenarip 2); con il gas naturale (scenario 3). Fonte: elaborazione CNeR su dati Terna e Ispra [2,3]

Le conclusioni sono chiare e suggestive: se le centrali nucleari di Trino Vercellese e di Caorso avessero operato ininterrottamente dal 1987 ad oggi, con un fattore di capacità medio pari all’87% (leggermente inferiore rispetto all’assunzione fatta per un solo anno, tenuto conto degli inevitabili fermi di produzione per manutenzione/rifornimento su di un arco temporale così esteso), il contributo complessivo alla riduzione delle emissioni sarebbe stato pari a circa 210 milioni di tonnellate di CO2 equivalente, più della metà del totale di tutte le emissioni italiane di gas serra del 2013.
Apriamo gli occhi, e torniamo alla realtà.


Riferimenti

[1] Italian Greenhouse Gas Inventory 1990-2013, ISPRA, Rapporto 231/2015, http://www.isprambiente.gov.it/files/pubblicazioni/rapporti/R_231_15_NIR2015.pdf

[2] Dati Storici, Terna, http://www.terna.it/it-it/sistemaelettrico/statisticheeprevisioni/datistorici.aspx

[3] Fattori di emissione atmosferica di CO2 e sviluppo delle fonti rinnovabili nel settore elettrico, ISPRA, www.isprambiente.gov.it/files/pubblicazioni/rapporti/R_212_15.pdf