Lo sviluppo del solare

 Il programma tedesco 100 mila tetti solari del 1999 aveva un predecessore nel 1991.
Il programma ebbe successo, i costi da allora ad oggi sono scesi di oltre un fattore 30.
Adesso le fabbriche riescono a costruire pannelli per 0.2 €/watt.
L'elettronica non ha avuto altrettanto successo, tuttavia fra elettronica e pannelli il prezzo alla fabbrica e' inferiore a 0.5 €/watt.
Il progresso maggiore tuttavia e' legato all'uso del silicio monocristallino, che consente di avere un buon rendimento anche con cielo coperto.
Con cielo coperto il rendimento dei pannelli con silicio monocristallino e' praticamente doppio rispetto alle altre tecnologie. Cio' e' importante nei paesi nordici.

Il grafico sotto mostra in giallo l'energia prodotta da impianti solari in vari paesi.

Con eccezione dell'Autralia e dell'Olanda nessuna nazione produce piu' di un MWh per anno per persona. I dati sono presi dal sito The conversation , che mi sembra affidabile.
Molto deludente la posizione dell'Italia.
Ecco alcuni dati per avere un riferimento per la comprensione del grafico.

Il consume pro-capite in Europa e' di 5.4 MWh per anno, in America praticamente il doppio, in Italia l'otto per cento in memo.
Si e' quindi lontani a coprire il fabbisogno energetico con le energie rinnovabili.
Occorre anche tenere presente che il consumo domestico di energia elettrica e' il 38 % del consumo totali, essendo la maggior parte, 62 %, utilizzata per uso industriale e per uso commerciale.

Con molta facilita' potrebbe essere fatto molto di piu' per aumentare l'uso del solare.
Ecco un tetto solare in Inghilterra, Hayling Island.

L'impianto e' molto piccolo, solo 8 pannelli per un totale di 16 metri quadri, tuttavia produce oltre 2.8 MWh per anno, Quindi ben 10 volte di piu' di quanto prodottopro-capite attualmente in UK.
Basterebbe imporre che tutte le nuove licenze edilizie comportino l'installazione di tetti solari.
 pro-capite Piu' che sufficiente per coprire il fabbisogno domestico nei mesi da febbraio ad ottobre con batterie di back-up di 6.5 KWh.
Occorre tenere presente che le ore di sole ad Hayling Island, sud di Inghilterra, sono 1200 per anno contro le 3000 ore per anno di Catania.
Con l'uso di silicio monocristallino l'impiato produce anche con cielo coperto.

Cosa fare per ridurre l'uso di combustibili fossili.
Tutte le nuove licenze edilizie devono imporre l'installazione di tetti solari.
Tutte le case isolate devono pagare una sovrapprezzo se non hanno un impianto solare.
In Italia dopo la nazionalizzazione del sistema energetico Enel fu costretta per legge a fornire energia alla rete, adesso la situazione potrebbe essere invertita, le case rurali devono fornire energia alla rete.

Avere regolamenti rigorosi per cio' che riguarda la responsabilita' del futuro smantellamento dell'impianto.

Alcune considerazioni finali.
- un impianto deve necessariamente avere delle batterie di back-up che di fatto raddoppiano il costo dell'impianto. Lo sviluppo di impianti centralizzati potrebbe ridurre i costi.
- il costi di installazione per l'utente sono molto piu' alti dei costi alla fabbrica.
Gran parte dei grandi margini vanno all'installatore ed in minor parte al grossista.
La situazione andrebbe corretta
- le ore di sole nei paesi nordici durante l'inverno si riducono molto. Ad Oxford d'inverno le ore di sole si riducono a 56 ore al mese, invece d'estate si hanno ben 215 ore di sole. Per confronto a Catania si hanno rispettivamente 111 e 315 ore. E' quindi impossibile progettare in modo ottimale un impianto: se produce quanto basta d'inverno, d'estate si avra' una produzione in eccesso di almeno un fattore tre.
Lo storage di lungo periodo e' possibile solo con impianti idroelettrici come quello dell'Anapo, ma sono troppo costosi.

Gas, carbone e cambiamento climatico

Il carbone sta avendo un suo momento di gloria con il prezzo alle stelle e la posticipazione della chiusura delle centrali a carbone in tutta Europa.

Immagine da Statista.
L'aumento del prezzo del carbone e' maggiore di quello del gas!
Di fatto l'uso del carbone e' molto piu' intenso di quanto comunemente si crede.
Al momento l'uso del carbone e' ancora molto grande.


L'immagine e' presa da Our world in data.

Una differenza fondamentale tra gas e carbone.
Il carbone costituito quasi interamente da atomi di carbone.
Ogni atomo di carbonio si lega ad una molecola di ossigeno creando energia e CO2.
Il gas invece e' costituito da molecole di CH4, cioe' carbonio ed idrogeno per cui nella combustione non solo si brucia il carbonio, ma si brucia anche l'idrogeno generando acqua H2O, quindi a parita' di CO2 con il gas viene prodotta molta piu' energia.
Una moderna centrale a gas genera il 60 % meno CO2 di una tipica centrale a carbone.
Il gas a seguito dell'introduzione della tecnica del fracturing ha avuto una drastica riduzione di prezzo, tuttavia il carbone ha in molte circostanze un vantaggio per il trasporto.
Ne consegue che anche paesi con un buon impegno verso la sostenibilita' ambientale stanno ancora pianificando la costruzione di centrali elettriche a carbone.

Immagine dal sito di IEA.
In blu chiaro la Cina poi l'India, l'Indonesia in verde.
Gli Stati Uniti sono in giallo, quindi hanno soltanto dismesso centrali a carbone.
Per avere un riferimento numerico nel 2021 sono stati avviati impianti solari per 168 GWatt.
Un impianto solare produce energia per meno di 2000 ore, per anno, mentre una centrale termica supera le 8000 ore, per cui anche attualmente aumentano piu' le centrale a carbone che gli impianti solari.
La situazione cambiera' forse gia' dal prossimo anno, poiche' il solare e' in crescita mentre i nuovi impianti a carbone sono stazionari.
Conclusioni
L'intreccio fra sviluppo e cambiamento e' veramente complesso, l'Europa sta facendo molto: dal 1990 al 2021 ha ridotto le proprie emissioni di CO2 del 27%, ma le emissioni globali sono aumentate del 68%.
Sfortunatamente al momento le nazioni ricche sono meno minacciate dal cambiamento climatico e mancano azioni concrete per frenare le emissioni in maniera efficace.
Anche se non riconosciuto al momento attuale e' il fracking che ha contribuito di piu' al rallentamento. Basta pensare a tutte le centrali che sono state convertite da carbone a gas.

Questo grafico da Statista ne da' qualche evidenza, il sensibile rallentamento delle emissioni da 2012 corrisponde infatti con il boom del gas causato dall'avvento del fracking.

Di caldo si muore

Ahmedabad e' una citta' indiana un po' a nord di Mumbai, nel mese di aprile la temperatura e' sempre oltre i 41 gradi. Se spira vento dall'ovest, che porta umidita' da mare, la situazione diventa pericolosa.
Nel 2010 oltre 1300 persone morirono per colpo di calore. Ahmedabad e' la prima cita' ad avere emesso disposizioni su come comportarsi in caso di caldo estremo.
Comunque non e' certamente la sola citta' ad essere esposta a caldo estremo.
A Phoenix ,se si esce all'aperto, e' meglio tenere gli occhiali, che evitano che occhi si asciughino subito.
D'estate infatti la temperatura e' sempre sopra i 41 gradi.
Nella contea vicina sono registrati i decessi per calore.

All'aumento del numero di decessi contribuisce sia il clima che il numero dei senzatetto.
Il numero di decessi e' impressionante. Siamo nella ricca America.

Ovviamente a Catania siamo molto lontani da queste condizioni estreme. ma i giorni in cui si vive in condizioni di disagio sono decisamente in crescita.

The Economist ha pubblicato questo interessante grafico.

Nell'asse delle ascisse e' la popolazione, da quella piu' esposta a quella meno esposta.
Si parte quindi dalla popolazione che abita vicino ai tropici fino ai paesi che sono vicini ai poli.

La temperatura e' quella percepita, cioe' tiene conto dell'umidita', del vento e della insolazione.
Quindi il range dai 38 gradi, stress very strong, indica le condizione che mettono a rischio la sopravvivenza.
Da osservare quanto si estende la regione di stress estremo, temperatura sentita oltre i 46 gradi.
Nel 2022 un miliardo di persone hanno da qualche giorno a quasi 100 giorni di condizione a cui senza ausili tecnologici, aria condizionata, non si puo' sopravvivere.
Alcune regione dell'Africa diventeranno inabitabili molto presto.

 

Cambiamento climatico: The Mediterranean climate change hotspot

 

Recenti incendi in Spagna.

La temperatura del Mediterraneo sta crescendo piu' velocemente che in altre regioni.
E' quanto afferma l'ultimo rapporto di IPCC.
https://esd.copernicus.org/articles/13/321/2022/esd-13-321-2022.pdf
Eart Syst. Dynam. ne fa un ragionevole sommario.
Tuttavia per rendersene conto basta guardare cosa e' successo negli ultimi 34 anni, dal 1980 al 2014.

Nelle regioni balcaniche la temperatura e' cresciuta in media di oltre 0,6 gradi per decade.
Un valore enorme dovuto alla CO2 accumulata nell'atmosfera.
Anche se il ritmo di accumulo cessasse, la CO2 gia'accumulata richiede decenni per decadere, la temperatura continuera' a salire.
Si hanno moltissimi modelli di previsione, ma anche il piu' ottimista da' un ulteriore grado di incremento da ora al 2040, una data non troppo lontana.

I limiti della zona di conforto.
Tipicamente stiamo bene da 18 a 27 gradi.
Influenzano molto l'umidita', il vento, l'esposizione al sole.
Con riferimento al caldo, a parte il rimanere in un ambiente con l'aria condizionata ben funzionante, ad esempio in una clean room di ST, il corpo umano ha un solo metodo per raffreddarsi, quello di fare evaporare l'acqua che contiene, cioe' sudare.
Il corpo umano non può resistere a lungo con temperatura interna maggiore di 38 gradi, se per qualche ragione si eccedono questi limiti si muore.
Si muore dal caldo, potrebbe non essere una metafora.
Lo scorso anno a Floridia il termometro di una farmacia segnava 51 gradi, eppure un giornalista di New York Times intervistava il sindaco della citta' che gli mostrava gli effetti negativi sugli agrumi.
Se l'umidita' e' bassa e si e' in buona salute, non vi e' problema ad affrontare i 50 gradi, per poco tempo. Ma non e' sempre il caso.

Ecco il clima storico a Catania in relazione a temperatura umidita'.

Ad agosto le giornate in cui il clima e' opprimente sono ben il 20 % e comincia ad apparire una piccolissima porzione di clima intollerabile, ma e' destinata a crescere.

E non vi e' solo il caldo.

La siccita'.

Cambiamento climatico, alcune vittime

 Il cambiamento climatico ha conseguenze un po' dappertutto.
Ad Hayling la prima conseguenza e' l'accelerazione dell'erosione della costa che mi ha tolto oltre un chilometro di un bel percorso per jogging.
Un'altra vittima  sono le mucche di questa fattoria, che fra un poco chiudera' perche' il loro latte e' meno richiesto del latte di soia che usa 10 volte meno risorse.
https://www.sciencefocus.com/science/which-vegan-milk-is-best-for-the-environment/
Il campo sara' ceduto per fare una "natural reserve" cioe' sara' lasciato incolto e saranno favoriti uccelli ed insetti. Personalmente metterei una fabbrica di preservativi.
In Inghilterra il tasso di natalita' e' sostanzialmente piu' alto che in Europa, tanto da dar luogo a 128 mila nascite in piu' ogni anno.

Cambiamento climatico: aumento della nuvolosità

Con i lutti ed i disastri causati dal maltemmpo sarebbe opportuno concentrarsi sui sistema di allerta e di prevenzione. Le immagine ed i video che sono su Facebook mostrano l'altruismo mostrato dai soccorritori ma anche una situazione che ha una giustificazione solo parziale nella eccezionalità dell'evento.
 Il cambiamento climatico in atto esige che gli effetti del cambiamento siano oggetto di maggiore attenzione e studio. Agli andamenti globali si sovrappongono effetti locali, che purtroppo non sono sufficientemente studiati.

Questa estate il mare che si e' riscaldato di più del consueto andamento stagionale è stato il Tirreno meridionale vicino alla Calabria.
Adesso, fine di ottobre 2021, il mare più caldo risulta il mare Ionio.

Il clima nel Mediterraneo. Medicane

Oggi (21 agosto 2021) la temperatura del mare attorno a Catania  e' 28.8 gradi centigradi, un po' piu' alta della media stagionale nel mese di agosto.
Un grado in più può sembrare poca cosa, ma vuol dire il 6% in più di acqua che evapora.
Attualmente evapora quasi un metro di acqua 'anno, con tendenza ad aumentare.
Ma più che del bilancio idrico in questo post ci interessiamo della dinamica del trasporto di energia e dei Medicane, un brutto neologismo per indicare perturbazioni meteorologiche simili agli uragani dei Caraibi.

E' la foto di Ianos dello scorso settembre, la Sicilia sulla sinistra puo' dare un'idea delle dimensioni.

L'abisso del Calypso

L'abisso del Calypso si trova ad ovest al largo del Peloponnesi a circa 60 chilometri dalla costa.

Una interessante proposta

Savona 2050

Contiene una proposta interessante per portare a zero l'uso di combustibili fossili.

Il lavoro e' preliminare e contiene spunti molto interessanti.

Il contenuto e' di proprieta' di Piero Zani, 

<zanipierenrico@gmail.com>

The Energy Transition is Here

The Energy Transition is Here
E' una recente presentazione di Jeremy Leggett piena di dati sugli andamenti fortemente decrescenti  dei costi dell'energia da fonti rinnovabili ed anche dei problemi posti dall'inerzia del sistema economico. Di fatto vi e' piu' supporto per le fonti tradizionali che per le rinnovabili.
Malgrado cio' le prospettive sono buone.
Il problema e' se si fa in tempo.
Jeremy Leggett e' un imprenditore inglese molto attivo nel campo delle rinnovabili.

Il declino del carbone in UK

La rapidita' del passaggio da carbone a gas e/o rinnovabili nel Regno Unito a partire dal 2012 e' stato particolarmente rapido.
Vedi la prima slide del link seguente che mostra l'uso giornaliero del carbone nelle centrali elettriche.
Monika graph  Accenture copyright

Un quarto circa di centrali elettriche nel mondo e' ancora alimentato a carbone, ma il suo uso e' in rapida diminuizione a causa soprattutto del costo del gas'
L'aumento di produzione di gas come by-product del fracking ha portato infatti ad uno sbilanciamento fra produzione e consumo che si sta riequilibrando solo adesso dopo quasi dieci anni.

L'Inghilterra ha inoltre gia' stabilito che fra 6 anni le nuove case non dovranno avere allacciamento con il gas.
La logica della disposizione non mi e' molto chiara in quanto il rendimento di una caldaia a gas e' quasi il doppio rispetto a quello di una moderna centrale elettrica che non supera il 56%.

Climate change and Population

Climate change and population. AEIT conference 8 march 2017
Conferenza AEIT
Conferenza sul clima e sul ruolo della crescita della popolazione sulla possibilita' di contenere il cambiamento climatico
Il link porta a gran parte del materiale preparato (135 delle originali 200 slides), ma non vi sono commenti, quindi solo una parte e' facilmente comprensibile.
Il materiale e' diviso nelle sezioni:
- L'accordo di Parigi
- Gli scettici
- Il tempo ed il clima
- Il clima del passato
- Climate change
- Cause del cambiamento climatico
- La popolazione mondiale
- Consumi energetici
- Conclusioni
Sfortunatamente la selezione delle 30 slides utilizzate per la conferenza e' andata perduta.
Il materiale sara' aggiornato per ottobre 2018