L'energia utilizzabile (bozza)
Come si è accennato in precedenza, non è importante l’energia in sé, ma i beni o i servizi che con essa si ottengono. Per esempio, a Natale la gente vuole andare dai parenti a mangiare il panettone in una casa calda.
Per fare queste tre cose (il viaggio, il panettone, il riscaldamento) ci vuole energia. Però, per far andare l’auto o la stufa, mica si usa petrolio greggio, ma piuttosto benzina o corrente elettrica (per il panettone, le cose sono più complicate, ma di solito non viene fatto col greggio, semmai coi grassi animali). In altre parole, il dispositivo finale, motore o stufa che sia, va alimentato da una forma di energia appositamente modificata allo scopo.
Chiamiamo utilizzabile questo tipo di energia, l’energia elettrica ne è l’esempio più diffuso. La definizione sottintende delle perdite nel passaggio da primaria a utilizzabile. Infatti, per trasformare il petrolio greggio in benzina, bisogna usare energia per estrarlo dal pozzo, per raffinarlo e per portarlo alla pompa. Questo processo brucia dal 10 al 20 % dell’energia del petrolio [2]. Ovviamente, nel calcolare i costi di qualunque servizio, queste perdite vanno contabilizzate, perché il costo reale è quello dell'energia primaria.
E siccome l’energia utilizzabile non finisce sempre nei dispositivi finali, ma viene a sua volta impiegata per produrre altre forme di energia utilizzabile, la contabilità si complica ulteriormente ed i fautori delle diverse forme di energia possono imbrogliare le carte per portare l’acqua al proprio mulino.
Per esempio, si sa che il motore a scoppio ha un’efficienza di circa il 20% [3], mentre quello elettrico di circa l’80% [4]. La conclusione a cui gli "elettrici" giungono immediatamente è che l’auto elettrica sia molto più conveniente.
Occorre però considerare quanto si è perduto per ottenere l’energia utilizzabile che li fa andare. Nel caso del motore a scoppio bisogna moltiplicare per 85% (l’efficienza media di produzione della benzina) arrivando così al 17%. Nel caso del motore elettrico, bisogna moltiplicare per 36% [5], l’efficienza media delle centrali elettriche, arrivando invece al 29%.
Okey, anche così il motore elettrico risulta migliore. Se non che, i fautori del motore a scoppio fanno notare che quel 17% si riferisce al motore a benzina.
Il motore diesel, che è più efficiente di quello a benzina, sia termicamente (+15%), che nella raffinazione del gasolio (-5%), ha un efficienza finale del 21% .
L'energia consumata nel 2011. [1]
**Data prior to 1994 for biofuels and waste final consumption have been estimated.
***Other includes geothermal, solar, wind, heat, etc.
L'auto elettrica, l'auto del futuro anche nel 1910.
Insomma, il motore elettrico è più efficiente di un diesel, ma non di tanto. Se aggiungiamo che ogni auto elettrica ha inoltre bisogno di mezza tonnellata di batterie, e che l’energia per produrre e poi smaltire queste batterie non è di certo zero, la differenza diventa ancora più sottile.
La verità è che trascurare i dettagli è spesso un modo per sostenere le proprie verità di fede. Chi non ha già la soluzione precostituita, faccia tutte le moltiplicazioni usando i numeri giusti e magari capirà perché da oltre cent'anni l'auto elettrica è sempre l'auto del futuro. Oppure legga, nel paragrafo sui combustibili, cosa dicono i calcoli well-to-wheel (dal pozzo alla ruota).
Le batterie di una moderna auto elettrica.
Da primaria a utilizzabile (Cullen & Allwood, 2010).
Nel 2010 Cullen e Allwood hanno pubblicato un lavoro in cui hanno seguito il flusso dell’energia dalle fonti ai consumi finali. [6]
La figura riporta il primo passo della trasformazione: da primaria a utilizzabile. È basato su dati del 2005 e i numeri che indicano lo spessore dei flussi includono le perdite di energia all’interno di ogni processo. In altre parole, la somma fa il totale (dell’energia primaria).
Una prima cosa balza agli occhi: il 43% dell’energia primaria viene convertito in energia elettrica, la più versatile, ma anche la più costosa delle energie utilizzabili.
Pur consumando il 43% dell’energia primaria, l’energia elettrica rappresenta però soltanto il 18% di quella utilizzabile, come si vede dalla torta dei consumi del 2011. Cioè nel produrla si perde quasi il 60% dell’energia originale. Non è il caso di sprecarla!
La seconda cosa notevole è che il 72% del petrolio viene impiegato nel settore dei trasporti [7]. Vista in verso opposto la dipendenza è ancora più impressionante: oggi il 90% del trasporto dipende dal petrolio.
C’è insomma una corrispondenza strettissima tra petrolio e trasporti. Il motivo c'è: avendo la più alta densità di energia tra tutti i combustibili, benzina e gasolio richiedono di portarsi appresso meno peso rispetto agli altri.
[1] KeyWorld2013_FINAL_WEB.pdf, pag. 28.
[2] IEA-AFIS (1999) table 2, pag. 33.
[3] Dall’energia chimica del combustibile a quella cinetica dell’automobile.
[4] Dall’energia elettrica della batteria a quella cinetica dell’automobile.
[5] IEA publication, En_Efficiency_Indicators.pdf (2008), pag. 23.
[6] Cullen J. M. and Allwood J. M., The efficient use of energy: tracing the global flow of energy from fuel to service, Energy Policy 38 (2010) 75-81.
[7] La discrepanza coi dati IEA (62%) si può spiegare col fatto che Cullen e Allwood considerano soltanto il petrolio per uso energetico, trascurando quello destinato a diventare manufatti (17%).