SM 2411 -- Energia dal Sole -- 2003

Villaggio Globale, 6, (22), 37-47 (giugno 2003)

  

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Alla fine della seconda guerra mondiale, nel 1945, un mondo disastrato da distruzioni, morti, sofferenze si trovò di fronte alla necessità della ricostruzione: anche i paesi vincitori, in grado maggiore Inghilterra e Unione sovietica, ma anche gli stessi Stati uniti, dovevano pensare al proprio futuro: d'altra parte lo sforzo bellico aveva messo a disposizione strumenti tecnico-scientifici poco prima impensabili, dalle materie plastiche, alla benzina sintetica, a nuovi veicoli e aerei, a nuove fonti di energia.

Gli studiosi che avevano lavorato alla costruzione della bomba atomica avevano intuito che l'energia nucleare si sarebbe affiancata al petrolio e al carbone; Fermi in una celebre conferenza tenuta già al suo arrivo negli Stati uniti nel 1939 aveva detto che le forze liberate dalla fissione del nucleo atomico avrebbero potuto muovere navi e alimentare centrali elettriche.

Proprio davanti a questa svolta, negli Stati Uniti l'amministrazione Truman affidò ad una commissione presieduta da William Paley una indagine sulle risorse per il futuro dell'America; furono pubblicati, nel 1952, cinque volumi (oggi ormai rarissimi), uno dei quali trattava il futuro delle fonti di energia. Curiosamente in tale documento poche speranze erano riposte nell'energia nucleare a fini commerciali e più speranze erano invece riposte nelle fonti energetiche rinnovabili: sole, vento, moto ondoso.

Tanto che alcuni studiosi cominciarono a passare in rassegna quanto era noto su tali fonti energetiche e decisero di indire una conferenza internazionale sull'energia solare nel 1955 a Phoenix, in Arizona. Apparve così non solo che le ricerche sull'uso dell'energia solare erano già state numerosissime, ma che erano disponibili i fondamenti tecnici per un uso su larga scala di tale fonte; quasi tutti i problemi erano stati esaminati e risolti e si sapeva come ottenere, con l'energia del Sole, calore a bassa e alta temperatura, come riscaldare edifici e distillare l'acqua del mare, come cuocere gli alimenti, come azionare macchine per far funzionare frigoriferi e pompe e centrali elettriche. L'unica soluzione "nuova" sarebbe venuta nel 1955 con la costruzione su scala industriale delle celle fotovoltaiche, i dispositivi che trasformano direttamente la radiazione solare in elettricità..

Un inventario fatto dalla Associazione per le applicazioni dell'energia solare nel 1955 elenca centinaia di laboratori attivi nel mondo (sette anche in Italia, fra cui l'Istituto di Merceologia dell'Università di Bari) e migliaia di articoli; la conferenza di Phoenix --- e la costituzione della Solar Energy Society (oggi International Solar Energy Society) che celebra fra poco i 50 anni dalla sua fondazione --- furono di stimolo a nuove ricerche, ma gli anni sessanta del secolo scorso, con il petrolio a basso prezzo, scoraggiarono ben presto le attività nel campo dell'energia solare. Di un libro ("L'energia solare e le sue applicazioni") che scrissi col prof. Righini e che fu pubblicato da Feltrinelli nel 1966, furono vendute poche decine di copie. Non interessava nessuno. 

La nuova svolta ci sarebbe stata dopo la crisi petrolifera del 1973 quando l'aumento, per dieci anni, del prezzo del petrolio spinse imprese e governi a guardare di nuovo al Sole, anche se purtroppo ciò avvenne spesso in maniera avventurosa e affrettata. Ci sono ancora edifici che portano sul tetto pannelli solari abbandonati e che forse non hanno mai funzionato, figli della breve moda solare degli anni settanta del Novecento.

La"normalizzazione" dei prezzi del mercato petrolifero ha fatto morire la maggior parte dell'interesse scientifico e produttivo per l'energia solare: c'è ancora un futuro economico e produttivo per dispositivi che consentono di utilizzare l'energia irraggiata dal Sole al servizio dei bisogni umani ?

Qualche anno fa su questa rivista apparve l'articolo "Il fuoco d'oro" (<www.vglobale.it>, numero 4) che forniva alcuni dati sulla contabilità energetica associata al Sole; quanta energia irraggia il Sole verso la Terra ? quanta arriva sui continenti ? in quale forma l'energia solare può sostituire quella ottenuta dai combustibili fossili o dall'atomo ? come si pone l'energia solare in relazione alla crescente attenzione per i problemi ambientali ?

Ripartiamo dai numeri di quell'articolo, chiedendo ai lettori un poco di pazienza per il cambiamento delle unità di misura dai chilowattore, usati allora, ai joule attuali, più corretti per confronti internazionali (ricordando che 1 chilowattora kWh equivale a 3,6 milioni di joule).

La quantità di energia solare che raggiunge i continenti in un anno ammonta a un milione di esajoule, cioè ad un numero di joule uguale a 1 seguito da ventiquattro zeri (1.000.000 x 10¹⁸ joule); a titolo di confronto si può ricordare che il consumo totale di fonti di energia nel mondo ammonta nel 2003 a circa 400 esajoule all'anno; l'energia solare disponibile sui continenti è quindi 2.500 volte superiore a tutta l'energia che i terrestri traggono dai pozzi petroliferi o di gas naturale o dalle miniere di carbone o dalle centrali nucleari o idroelettriche. (Qualche dato sui consumi energetici attuali e sulle previsioni al 2025 si trovano nel libro "Le merci e i valori", Milano, Jacabook, 2002).

Le stime più ottimistiche indicano che il petrolio che si trova ancora nelle riserve utilizzabili ammonta a circa 150 miliardi di tonnellate che hanno un "contenuto energetico" di circa 6.000 esajoule; più o meno lo stesso è il "contenuto energetico" delle riserve mondiali di gas naturale. 12 o 15 o anche 20 mila esajoule --- tutta l'energia esistente "dentro" gli idrocarburi che ancora sono nascosti nel sottosuolo della Terra --- rappresentano una piccola frazione dell'energia (un milione di esajoule, come si ricordava prima) che il Sole fa arrivare ogni anno sui continenti.

Purtroppo questa enorme quantià di energia è scomoda da utilizzare con le tecniche attuali. Le macchine che forniscono energia oggi alle città e nelle fabbriche sono state progettate e costruite contando sulla disponibilità di fonti di energia ricche e concentrate, mentre l'energia solare è dispersa su grandi superfici e il suo "approvvigionamento" dipende dalle ore del giorno, dalle stagioni, dalla località geografica, dai capricci del clima. Solo per fare un esempio, l'energia fornita da un litro di benzina (circa 32 milioni di joule) corrisponde all'energia che il Sole irraggia in un giorno d'estate, ma soltanto dalle sei di mattina alle otto di sera, su 2 metri quadrati della Puglia o in un giorno d'inverno su 20 metri quadrati della stessa regione. Ma se si volesse trasformare l'energia della radiazione solare in una forza motrice per un'automobile occorrerebbero superfici circa dieci volte superiori.

Delle due l'una: o l'energia solare è una fonte energetica "sbagliata" per far funzionare un'automobile, o le attuali automobili sono "sbagliate" per un'era in cui il petrolio comincerà a scarseggiare e in cui si dovrà ricorrere all'energia solare. Ho scelto proprio il caso estremo, l'automobile, per dimostrare quanta strada occorra fare per i decenni che ci aspettano (ai ritmi attuali di consumi petroliferi, circa 4 miliardi di tonnellate all'anno, cioè circa 16 EJ/anno, le riserve petrolifere prima ricordate, circa 150 miliardi di tonnellate, sono sufficienti per meno di quarant'anni).

Ma prendiamo un caso più facile, quello dell'elettricità:  nelle abitazioni dei paesi industriali oggi l'elettricità arriva da centinaia di chilometri di distanza, generata in grandi centrali termoelettriche alimentate da petrolio o carbone; se cambiano le condizioni del mercato dell'energia (in altre parole, se il petrolio diventerà più scarso e costoso) bisognerà per forza fornire elettricità alle abitazioni, per l'illuminazione, per i televisori e i computer, con sistemi fotovoltaici solari che sono capaci di trasformare la radiazione solare in elettricità direttamente, con una produzione di circa 100 chilowattore all'anno per ogni metro quadrato di superficie e che sono già una realtà commerciale.

E qui si cade nella trappola del costo monetario; se si analizza il costo di produzione dell'elettricità solare confrontandolo con quelli dell'elettricità ottenuta dal petrolio o dal carbone, si vede che quella solare è più costosa, adesso. Ma ho apposta sottolineato "adesso" perché i bassi prezzi attuali delle fonti energetiche fossili non sono destinati a durare a lungo. Non a caso negli Stati uniti, che oggi sono costretti ad importare il 60 per cento del petrolio che consumano (da qui il loro morboso interesse politico e militare per le zone petrolifere del mondo), il governo da anni incentiva la produzione di energia dal Sole o dal vento, compensando con pubblico denaro l'"attuale" maggiore costo di queste fonti, in vista di quando il petrolio costerà tanto più rispetto ad oggi. Nel 2000 il governo americano ha lanciato l'iniziativa "un milione di tetti solari", per indurre i proprietari di case a installare sul tetto pannelli fotovoltaici per produrre, ciascuno per proprio conto, l'elettricità necessaria, facendo così diminuire i consumi petroliferi delle grandi centrali termoelettriche.

In un confronto fra costi e benefici va tenuto presente che la svolta dalle fonti fossili (petrolio, gas e carbone) a quelle rinnovabili (Sole e vento) spinge a innovazioni tecnico-scientifiche e porta la creazione di nuove attività produttive e che il ricorso alle fonti energetiche rinnovabili permette di evitare i costi delle nocività ambientali dovute all'uso delle fonti fossili: inquinamento dell'aria nelle città, modificazioni climatiche, inquinamento del mare nelle operazioni di trasporto e movimentazione del petrolio. Nessuno sa (o vuole) misurare il costo monetario delle malattie dovute all'inquinamento, delle frane e alluvioni che derivano dai mutamenti climatici. Si tratta di fare non dell'ecologismo di moda, ma delle serie analisi economiche degli effetti della transizione dalle attuali alle future, rinnovabili, fonti di energia.

Finora ho però parlato di problemi relativi a quella minoranza dei terrestri (1.500 milioni di persone) che abitano nei paesi industrializzati; ci sono però altri 4.500 milioni di persone che vivono nei paesi arretrati e che sono, in gran parte, privi del tutto di energia o di elettricità. Che vivono in paesi nei quali l'intensità della radiazione solare, nel corso dell'anno, è maggiore rispetto ai paesi a clima temperato, come sono quelli oggi industrializzati.

Sarebbe bene rileggere le numerose pubblicazioni dedicate alle prospettive dell'uso delle energie rinnovabili al servizio degli abitanti dei paesi arretrati, le realizzazioni dei numerosi centri mondiali che si dedicano alle tecnologie intermedie per lo sviluppo. Bisogna partire dalla conoscenza delle condizioni in cui vivono centinaia di milioni di persone, spesso in villaggi isolati; poi dalla conoscenza dei loro bisogni energetici elementari, del tutto diversi dai nostri. Mentre enormi investimenti, nei paesi industriali, sono dedicati a telefoni cellulari sempre più sofisticati e gettati via dopo pochi mesi, a apparecchiature elettriche spesso frivole e inutili, la sopravvivenza di molte imprese industriali potrebbe essere assicurata da una svolta radicale e innovativa verso la produzione di dispositivi semplici, efficienti, che richiedono la minima manutenzione, capaci di fornire energia per frigoriferi (la conservazione di medicinali e alimenti può salvare milioni di vite ogni anno), per strumenti di telecomunicazione che informino sulle condizioni meteorologiche e sulle pratiche agricole, che forniscano informazioni sanitarie e una educazione di base ai ragazzi, per macchinari che siano capaci di depurare le acque inquinate e di sollevare acqua dai pozzi, che siano capaci di assicurare la mobilità delle persone e il trasporto di prodotti agricoli, eccetera.

Tutte queste necessità "elementari", così diverse da quelle frivole offerte dalla pubblicità da noi, possono essere soddisfatte mediante un uso appropriato dell'energia solare. Si tratta però di ricominciare da capo, di riesaminare criticamente quanto si è fatto finora, di inventare nuovi dispositivi in grado di essere compresi e assimilati da comunità ancora tecnicamente arretrate.

Ci sarebbe lavoro per decine di ricercatori e inventori e imprenditori dei paesi industriali che fossero capaci di operare con attenzione per i paesi emergenti; il trasferimento nel Sud del mondo delle nostre merci e delle nostre apparecchiature è destinato all'insuccesso. Il successo economico delle imprese del Nord del mondo può venire invece dalla progettazione di nuovi oggetti ispirati ai bisogni dei destinatari, più che dallo smaltimento delle nostre eccedenze produttive. Dalla progettazione di cose che possano essere prodotte sul posto, con materie disponibili nei paesi arretrati, che richiedano la minima manutenzione e che nello stesso tempo diventino occasioni di "educazione tecnica" degli abitanti dei villaggi nelle foreste, nelle savane.

Già nell'articolo apparso nel n. 4 di "Villaggio globale" veniva ricordato che Giacomo Ciamician, professore di chimica dell'Università di Bologna, in una conferenza tenuta negli Stati Uniti nel 1912 (avete letto bene, quasi un secolo fa) disse che con l'energia solare "i paesi tropicali verrebbero ad ospitare di nuovo la civiltà che in questo modo tornerebbe ai suoi luoghi di origine". E' proprio questa la strada da battere per far sì che il Sole possa diventare occasione di incontri di civiltà e possa contribuire ad attenuare gli attuali e futuri conflitti politici e anche ecologici associati all'uso dalle fonti energetiche attuali.