Dal neolitico al XV secolo
L'uomo primitivo, circa 1.000.000 di anni fa, sfruttava solo i muscoli per
assolvere le proprie esigenze vitali. Il primo vero passo significativo venne fatto
quando, più di 2.000.000 di anni fa cominciò a costruire strumenti che amplificavano le
sue forze.
Mezzo milione di anni fa l'uomo imparò a dominare e a riprodurre a proprio piacere
il fuoco che, dispensatore di calore ed energia alimentare e termica, gli permise di
sopravvivere durante le glaciazioni.
All'incirca 5.000 anni fa l'uomo cacciatore comincia a coltivare la terra con l'aiuto di
animali che aveva addomesticato: questo processo di passaggio dalla caccia all'agricoltura
è detto rivoluzione
neolitica e costituì, insieme alla padronanza
del fuoco, il vero cambiamento nella diffusione della specie umana sulla terra.
L'uso del fuoco non significò soltanto la possibilità di scaldarsi e cuocere il cibo:
l'uomo imparò anche a cuocere l'argilla per foggiare recipienti, a fondere la sabbia per
produrre vetro, ad estrarre metalli dalle rocce e forgiarli per costruire
strumenti e armi.
Questa maggiore capacità tecnologica gli permise di sfruttare altre fonti di energia
(idrica ed eolica) e di migliorare il rendimento energetico nel'utilizzazione degli
animali.
Fino alla prima metà del XV
secolo le sole fonti di energia disponibili erano fonti rinnovabili di origine solare:
animali, energia idrica ed eolica,
combustione della legna, cibo.
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La
rivoluzione industriale
Il grande salto nei consumi
energetici è avvenuto in coincidenza con un'altra rivoluzione, non meno importante di
quella neolitica. Questa nuova rivoluzione fu determinata dall'invenzione della macchina a vapore, che consentì di sfruttare
sistematicamente e su larga scala l'energia prodotta dalla combustione di una fonte
non rinnovabile: il carbone.
L'Inghilterra del XVIII secolo è
il "luogo economico" nel quale avvenne la prima rivoluzione industriale, che
pose le basi del moderno modo di produzione delle merci.
La prima rivoluzione industriale fu una rivoluzione energetica sia dal punto di
vista culturale scientifica che sotto il profilo pratico.
All'inizio del '700 l'Inghilterra era già una monarchia costituzionale e si era formata
una classe di ricchi borghesi ed imprenditori che investì ingenti capitali, accumulti con
il commercio e con l'agricoltura nell'industria meccanica e in quella tessile (miniere,
mulini, filatoi).
Il grande impegno profuso in questi settori fece sentire la necessità di una maggiore
disponibilità di energia meccanica per far muovere i telai, per trasportare il carbone e,
soprattutto per pompare in superficie l'acqua che si infiltrava nel fondo delle miniere e
ostacolava gli scavi. Prima dell'avvento della macchina a vapore, l'acqua veniva estratta
dalle miniere per mezzo di ruote a pale mosse dalla corrente di fiumi e torrenti. Le ruote
ad acqua furono sostituite graduatamente dalle macchine a vapore che non avevano bisogno
dei corsi d'acqua per essere alimentate ma di combustibile. La macchina a vapore divenne
il vero emblema della rivoluzione in corso, perchè con essa si usava per la prima volta
sistematicamente il calore per produrre energia meccanica e perchè la sua introduzione
nelle fabbriche costituiva la caratteristica principale e l'atto di nascita del moderno
modo di produzione.
Tra il '700 e l' '800 le macchine a vapore si diffusero anche nel resto dell'Europa,
soprattutto nel settore tessile e dei trasporti civili e minerari (la locomotiva a vapore
di R. Trevithick è del 1804).
L'era del petrolio
La storia energetica dell'uomo non si è fermata al carbone. Il 29 Agosto 1859 venne
scavato con successo a Titusville in Pennsylvania (Stati Uniti), il primo pozzo di petrolio, ma bisognò attendere circa vent'anni perchè qualcuno desse
un sensibile impulso alla ricerca e alla commercializzazione di questo combustibile.
Nel 1880 un industriale americano, John Rockfeller, fondò la Standard Oil, destinata a
diventare la prima grande compagnia petrolifera a livello mondiale. Quindici anni più
tardi, la sua attività fu favorita da un altro personaggio divenuto leggendario, Henry
Ford, che applicò il motore a scoppio alle prime automobili
prodotte su scala industriale, superando definitivamente la trazione a vapore e
inaugurando l'era del petrolio.
La conversione dell'energia chimica del petrolio in energia meccanica non consentiva, nè
consente tuttora, un rendimento elevato nel motore a scoppio, tuttavia la spinta alla
motorizzazione causò un notevole incremento dei consumi energetici e l'elevata
disponibilità di questa fonte di energia nel mondo favorì l'aumento della domanda.
Inoltre rispetto al carbone, il petrolio e i sottoprodotti della sua raffinazione erano
più pratici da usare e più puliti. logico quindi che quando cominciò a
diffondersi l'elettricità, nella seconda metà del XIX secolo, il petrolio si proponesse
come combustibile ideale per produrre il calore necessario ad azionare le turbine a
vapore, nelle centrali termoelettriche, laddove non fosse
possibile installare centrali idroelettriche.
La crescita industriale, la diffusione dell'automobile e l'uso dell'elettricità fecero
aumentare a dismisura la richiesta di energia in Europa e in USA finchè non ci si rese
conto che le riserve mondiali dei combustibili fossili non erano
illimitate e prima o poi si sarebbero esaurite. Così iniziò, in particolare dopo la
crisi petrolifera del 1973, in seguito alla guerra tra Egitto ed Israele, ad
intensificarsi la ricerca di nuove fonti di energia.
Nuove fonti di energia
Nella prima metà di questo secolo sono
emerse chiaramente le possibilità di sfruttamento di altre forme di energia: l'energia nucleare, l'energia solare, l'energia geotermica
Il nucleare
L'era nucleare iniziò drammaticamente con
la bomba atomica lanciata su Hiroshima nel 1945.
Il primo reattore nucleare per la produzione di
energia a scopo commerciale fu realizzato in USA nel quadro di un programma che
mirava alla podruzione di motori atomici per sommergibili.
Oggi i reattori nucleari attivi nel mondo sono circa 370 e altri 150 sono in costruzione.
La produzione di energia con gli impianti esistenti basati sulla fissione nucleare
comporta notevoli rischi , legati alla possibilità di guasti, con conseguente emissione
di sostanze radioattive, e al problema dello smaltimento delle scorie. E' lecito pertanto
supporre che, soprattutto dopo i tragici incidenti nelle
centali di Three Mile Island (USA, 1979) e di Cernobyl (URSS, 1986), molti paesi
modificheranno le proprie scelte nel campo nucleare.
La speranza è che in futuro si possa ottenere
energia con minor rischio mediante la fusione
nucleare, ma le sperimentazioni condotte in questo campo, che pure hanno dato alcuni
risultati incoraggianti, sono ancora ben lontane da consentire applicazioni produttive.
Energia geotermica
Una delle fonti che suscitano notevoli
aspettative è l'energia geotermica.
A seconda delle diverse temperature e della maggiore o minore presenza di vapore in
pressione, i fluidi geotermici sono utilizzabili direttamente per la produzione di
elettricità nelle centrali geotemiche.
Il vantaggio della geotermia è quello di essere una fonte rinnovabile e pulita.
Tuttavia per garantire la rinnovabilità bisogna aver cura che i serbatoi non si
esauriscano o si impoveriscano e ciò si ottiene reimmettendo in profondità l'acqua
utilizzata dopo averne utilizzato il calore. Con questo sistema si reintroducono nel
terreno sostanze chimiche più o meno tossiche (boro, arsenico, fluoro) che a volte sono
presenti nei giacimenti.
Energia solare
A partire dai leggendari "specchi
ustori" con cui archimede nel III sec a. C. incendiò le navi romane che assediavano
la città di Siracusa, numerosi studi e sperimentazioni hanno messo in luce le
potenzialità di questa forma energetica.
Nel 1772 energia solare il francese Antoine-Laurent Lavoisier costruì un sistema di lenti
cave, riempite di alcool etilico, con le quali riuscì a concentrare i raggi solari,
ottenendo temperature sufficienti a fondere alcuni metalli. Ma poichè pochi anni
prima (1789) Watt aveva brevettato la sua
macchina a vapore, alimentata con combustibile abbondantemente disponibile come il carbone
e in grado di azionare impianti di grande potenza, nessuno parlò più di energia solare.
All'Esposizione universale di Parigi del 1882 Mouchot presentò una macchina da stampa
azionata da un motore solare. Purtroppo la qusi contemporanea scoperta del primo
pozzo di petrolio e la diffusione del motore a combustione interna relegarono l'energia
solare tra le curiosità da baraccone.
Si dovette attendere l'inizio di questo secolo perchè l'energia solare superasse lo
stadio delle applicazioni occasoniali da parte di pochi appassionati e mostrasse a pieno
tutte le proprie potenzialità.
La scoperta determinante per le applicazioni attuali e future dell'energia solare fu
quella delle proprietà elettriche dei semiconduttori, e in particolare del silicio,
ovvero la scperta del cosiddetto effetto fotovoltaico, che
consente la trasformazione diretta della radiazione luminosa in energia elettrica.
Su questo effetto si basano le celle fotovoltaiche, che, una
volta massimizzato il rendimento energetico e il costo di produzione, potranno essere
installate ovunque.
Trattandosi di dispositivi non inquinanti, silenziosi, senza parti in movimento (quindi
non soggetti a logorio), l'uso delle celle fotovoltaiche, unite a sistemi per l'accumulo
dell'elettricità prodotta, potrebbe rivelarsi risolutivo per numerose esigenze
energetiche specialmente di piccola e nedia potenza. C'è solo da sperare che,
ancora una volta, l'attenzione e i finanziamenti non vengano monopolizzati da altre fonti
energetiche. Dopo il carbone e il petrolio, infatti, anche la fissione e la fusione
nucleare hanno rallentato lo sviluppo dell'energia solare.
L'era post-energetica
Le fonti fossili
hanno fornito energia per un periodo relativamente breve e sembrano destinate a uscire di
scena; la fissione nucleare ha mostrato
numerosi e gravi limiti energetici, economici ed ecologici; la fusione nucleare è ancora lontana.
Come potrà l'uomo in futuro soddisfare le proprie esigenze energetiche?
A eccezione degli ultimi tre secoli, lo sviluppo dell'umanità si è basato
esclusivamente sulle fonti rinnovabili e in particolare sull'energia
solare (energia solare diretta, energia eolica, idrica e delle biomasse) e sembra
inevitabile, nonchè auspicabile, che anche il futuro sia basato su queste fonti con
l'aggiunta della geotermia.
Oggi disponiamo delle capacità tecniche per
sfruttare queste fonti a un livello economico redditizio e per sopperire con esse ai
bisogni di una società post energetica progredita.
Inoltre adeguati interventi di risparmio energetico e di uso più razionale dell'energia
potrebbero portare in tempi brevi ad una sensibile riduzione della domanda.
Per anni abbiamo identificato il progresso
con l'aumento della produzione e del consumismo e con il saccheggio della natura pagando
dei costi elevatissimi non solo dal punto di vista ambientale ma anche economici,
psicologici e sociali.
Per la prima volta, nella storia
dell'umanità, il binomio "progresso-consumi energetici" può essere scisso, è
possibile cioè ridurre il fabbisogno energetico, a favore di un miglior rapporto
con la natura e di una più equa distribuzione della ricchezza, migliorando
complessivamente la qualità della vita di tutti gli abitanti del pianeta.
Ma per far ciò bisogna attuare sostanziali
modifiche nel nostro modo di vivere e di produrre. Sarà pertanto necessario
passare dall'attuale modello di sviluppo che, caratterizzato da grandi concentrazioni
industriali e urbane e da grandi consumi, fa coincidere il benessere
esclusivamente con la crescita economica e l'aumento del prodotto nazionale lordo, ad un
modello che, basato sul risparmio di energia, faccia coincidere il benessere con la
qualità dell'aria che respiriamo, del cibo che mangiamo, del paesaggio che abbiamo
intorno, del lavoro che facciamo.
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