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diff --git a/doc/tex/conclusioni.tex b/doc/tex/conclusioni.tex index cebf35a..154608f 100644 --- a/doc/tex/conclusioni.tex +++ b/doc/tex/conclusioni.tex @@ -2,34 +2,33 @@ Come si può chiaramente vedere dall'istogramma a pagina \pageref{energycomp} il Canada ha un consumo di energie fossili quasi quadruplo di quello che potrebbero -fornire tutte le sorgenti di energia combinate. Ciò non può che significare che -sarà necessario riformare il consumo energetico della popolazione. Come è anche -possibile osservare il secondo consumo maggiore arriva dal trasporto e -dall'agricoltura, molto probabilmente con un semplice cambio di attitudine da -parte della maggior parte della popolazione è possibile ridurre questra parte im -maniera sostanziale. Il Canada rimane comunque un paese progressista intento a -finanziare sviluppare nuove tecnologie di produzione di energie rinnovabili. La -maggior parte di energia elettrica deriva dall'idroelettrico e il combustibile -rimane il gas naturale, che è il combustibile fossile più "pulito". Sono grandi -esportatori, specialmente con i loro vicini, esportanto praticamente tutto il -carbone che scavano e la maggior parte dell'uranio. La loro politica è molto -diversa da quella standard in America, sono molto aperti a ogni individuo che -vuole diventare connazionale è benvenuto, indipendemente dalla sua etnicità o -religione. Offrono diverse assicurazioni sociali, pensioni, disoccupazione e -cassa malati gratuita. È un paese ufficialmente bilingue, Inglese e Francese, ma -le lingue parlate sono più di 120. In conclusione il Canada è un paese ricco, -progressista, tollerante e multiculturale capace di dare priorità a progetti e -ideali che guardano verso il futuro e al benessere dei posteri, invece che -concentrarsi egoisticamente al presente. - -% Come \`e chiaramente evidenziato dall'istogramma a pagina il Canda ha un consumo di -% energie fossili quasi quadruplo di quello che potrebbero fornire tutte le -% sorgenti di energia combinate. \`E anche visibile per\`o che la maggior parte -% del consumo \`e fornito da conbustibili fossili. Assumento che i consumi per i -% trasporti e per l'agricoltura sono per il 90\% da sorgenti combustibili, -% possiamo concludere che quasi un terzo del consumo combustibile potrebbe essere -% eliminato riducendo l'utilizzo di veicoli (ecologicamente) obsoleti alimentati -% da petrolio. +fornire tutte le altre sorgenti di energia combinate. Ciò non può che +significare che sarà necessario riformare il consumo energetico della +popolazione. Come è anche possibile osservare il secondo consumo maggiore arriva +dal trasporto e dall'agricoltura, molto probabilmente con un semplice cambio di +attitudine da parte della maggior parte della popolazione è possibile ridurre +questra parte im maniera sostanziale. Inoltre dall'analisi abbiamo potuto +visualizzare l'effetto che ha ogni nostro bene alimentato elettricamente. +% La +% dipendenza estrema dall'elettricit\`a della societ\`a Canadese \`e un problema che +% rimane ancora irrisoluto che presenta implicazioni preoccupanti. +% +Il Canada rimane comunque un paese +progressista intento a finanziare sviluppare nuove tecnologie di produzione di +energie rinnovabili. +La maggior parte di energia elettrica deriva +dall'idroelettrico e il combustibile rimane il gas naturale, che è il +combustibile fossile meno inquinante. Sono grandi esportatori, specialmente con +i loro vicini, esportanto praticamente tutto il carbone che scavano e la maggior +parte dell'uranio. La loro politica è molto diversa da quella standard in +America, sono molto aperti a ogni individuo che vuole diventare connazionale è +benvenuto, indipendemente dalla sua etnicità o religione. Offrono diverse +assicurazioni sociali, pensioni, disoccupazione e cassa malati gratuita. È un +paese ufficialmente bilingue, Inglese e Francese, ma le lingue parlate sono più +di 120. In conclusione il Canada è un paese ricco, progressista, tollerante e +multiculturale capace di dare priorità a progetti e ideali che guardano verso il +futuro e al benessere dei posteri, invece che concentrarsi egoisticamente al +presente. \section{Documenti Allegati} In allegato alla ricerca sono presenti le tabelle di calcolo che sono state @@ -43,31 +42,44 @@ utilizzate. Lista dei documenti allegati: \item \texttt{\textbf{Energy consumption by sector in 2012}} \\ In questo documento i dati sul consumo sono presi interamente dal documento Energy Facts Book \cite{nrcan:energyfactsbook} ed \`e - utilizzato unicamente per il capitolo dell'analisi del consumo - \item \texttt{\textbf{Electricity consumption by sector in 2012}} \\ - I dati di questo documento sono presi dallo stesso documento del consumo - per settore - \item \texttt{\textbf{Non-Electrical energy consumption by sector in 2012}} - I dati sono presi dai due precedenti, il consumo non elettrico \`e stato - calcolato sottraendo il consumo elettrico al consumo energetico (totale). - \item \texttt{\textbf{C0\textsubscript{2} Emissions by source in 2015}} + utilizzato unicamente per il capitolo dell'analisi del consumo. + \item \texttt{\textbf{Non-Electrical energy consumption by sector in 2012}} \\ + Utilizzando i dati dei due documenti precedenti, in questo documento \`e + stata calcolata la differenza energetica, sottraendo il consumo + elettrico al consumo totale. + \item \texttt{\textbf{C0\textsubscript{2} Emissions by source in 2015}} \\ Questo documento presenta i calcoli per arrivare ad ottenere il risultato sulla quantit\`a di CO\textsubscript{2} prodotto per kWh nel capitolo sulle politiche ambientali. I dati sul consumo di materiale del paese sono presi dal database CANSIM, mentre le costanti per i calcoli di conversione energetica (come il potere calorico) arrivano da fonti esterne. - \item \texttt{\textbf{Households consumption by source in 2013}} \\ + \item \texttt{\textbf{C0\textsubscript{2} Emissions by household appliances}} \\ + Come seguito al risultato dell'analisi delle emissioni di + CO\textsubscript{2}, questo documento rende un idea concreta del consumo + calcolando quanti alberi sono necessari per contrastare le emissioni di + svariati elettrodomestici normalmente presenti in casa. + % \item \texttt{\textbf{Households consumption by source in 2013}} \\ + % Questo documento presenta i dati per calcolare quanta energia viene + % consumata in media da una casa Canadese, put \end{itemize} \section{Commento personale} \subsection{Naoki Pross} -Personalmente ho trovato il PDI un progetto interessante in molti aspetti, con il -primo l'analisi di dati. La necessit\`a di tenere in ordine ed analizzare la +Personalmente ho trovato il PDI un progetto interessante in molti aspetti, con +il primo l'analisi di dati. La necessit\`a di tenere in ordine ed analizzare la grande quantit\`a di materiale mi ha portato ad apprendere come utilizzare molti -strumenti che saranno sicuramente utili per il lavoro di diploma del 4\textsuperscript{o} -anno e per altre ricerche o progetti in futuro. +strumenti che saranno sicuramente utili per il lavoro di diploma del +4\textsuperscript{o} anno e per altre ricerche o progetti in futuro. Trovo +per\`o anche che il tema del PDI di quest'anno sia stato relativamente povero da +un punto di vista matematico e fisico. Tutti i calcoli necessari per questa +ricerca sono stati molto semplici e mi sarebbe piaciuto apprendere conoscenze +pi\`u anvanzate in campi come l'analisi statistica o la fisica stessa. Mentre da +un aspetto culturale imparare la storia e la cultura di una nazione \`e stato +molto affascinante, al punto che ogni tanto era pi\`u piacevole informarsi dei +vari aspetti culturali invece che discutere dei calcoli per l'argomento centrale +della ricerca. \subsection{Alan Scheidegger} La ricerca è stata molto interessante, ricercare dei dati utili ma comunque @@ -82,8 +94,7 @@ dipendente dal petrolio ma comunque progressista verso l'energia rinnovabile. In conclusione, secondo me, il Canada è un Paese esempio per molti altri, specialmente i suoi vicini. -\section{Valutazione delle pagine} - +% \section{Valutazione delle pagine} \section{Dichiarazione d'autenticit\`a} Il sottoscritto dichiara di aver sviluppato e redatto personalmente e in maniera diff --git a/doc/tex/consumo.tex b/doc/tex/consumo.tex index 0d9b2bf..6a43ec5 100644 --- a/doc/tex/consumo.tex +++ b/doc/tex/consumo.tex @@ -20,22 +20,22 @@ Esso è separato in due gruppi: Uso primario e secondario di energia. \centering \includegraphics[width=\linewidth]{res/images/energy_consumption_by_class_2015.png} \caption{Rappersentazione in un grafico a torta del consumo dell'energia, - immagine da EnergyFactsBook 2015 pag. 83 \cite{nrcan:energyfactsbook}} + immagine da Energy Facts Book 2015 pag. 83 \cite{nrcan:energyfactsbook}} \end{figure} -L'uso primario di energia conta tutta la domanda di energia totale, esso include -l'energia secondaria dunque e include la perdita di energia dovuta a conversioni -e al trasporto di energia e il valore energetico di sostanze che non vengono -utilizzate come sorgenti, come per esempio il petrolio nell'industria -petrolchimica. Nel 2012 il totale ammontare di energia consumata era di 12'394.3 -PJ. +\paragraph{L'uso primario di energia} conta tutta la domanda di energia totale, +esso include l'energia secondaria dunque e include la perdita di energia dovuta +a conversioni e al trasporto di energia e il valore energetico di sostanze che +non vengono utilizzate come sorgenti, come per esempio il petrolio +nell'industria petrolchimica. Nel 2012 il totale ammontare di energia consumata +era di 12'394.3 PJ. -L'uso secondario di energia conta l'energia utilizzata dai consumatori effettivi -nei vari settori dell'economia. Inoltre include l'energia richiesta per far -andare i veicoli e macchinari, nel settore del trasporto, agricolo e industriale -l'energia usata per scaldare o raffreddare edifici nel settore residenziale, -commerciale e istituzionale. -Nel 2012 il totale ammontare di energia consumata era di 8'734.5 PJ. +\paragraph{L'uso secondario di energia} conta l'energia utilizzata dai +consumatori effettivi nei vari settori dell'economia. Inoltre include l'energia +richiesta per far andare i veicoli e macchinari, nel settore del trasporto, +agricolo e industriale l'energia usata per scaldare o raffreddare edifici nel +settore residenziale, commerciale e istituzionale. Nel 2012 il totale ammontare +di energia consumata era di 8'734.5 PJ. \section{Consumo Residenziale} Il consumo residenziale è legato al consumo energetico usato per scaldare o @@ -44,7 +44,7 @@ simili. Il settore residenziale, con una superficie totale di 133 milioni di m\textsuperscript{2} di spazio vivibile, occupa il 17\% dell'energia utilizzata in Canada cioè 1'194 PJ divisi tra elettricità e gas naturale. In media in una casa canadese ci sono 2.6 persone, 21 apparecchi elettrodomestici, il 48\% dello -spazio occupato è raffreddato e spendono 4'497. Tutti questi dati sono riferiti +spazio occupato è raffreddato. Tutti questi dati sono riferiti al 2012. \marginpar{ \begin{tikzpicture}% @@ -157,6 +157,8 @@ che è tutto ciò che produce beni includendo agricoltura, costruzioni, scienze forestali ecc. Il settore è migliorato dal 1990 al 2012 in efficienza del 10\%, risparmiando 3.3 miliardi di dollari. Nel 2012 il settore industriale ha speso 42.4 miliardi di dollari per energia di cui 714 PJ erano di elettricità. +Complessivamente il settore industriale consuma circa 3.3 TJ di elettricit\`a +ogni anno. \[ \frac{3320.43~PJ}{365~gg\cdot 35.85\cdot 10^6~persone} = \frac{992.42\cdot 10^9~kWh}{365~gg\cdot 35.85\cdot 10^6~persone} diff --git a/doc/tex/politica.tex b/doc/tex/politica.tex index 0c03f3c..7108091 100644 --- a/doc/tex/politica.tex +++ b/doc/tex/politica.tex @@ -1,6 +1,5 @@ \chapter{Politiche Ambientali} \label{politics} - Il Canada da un punto di vista diplomatico sembra sia una nazione che si impegna per poter arrivare ad essere completamente ecosostenibile, infatti \`e parte del trattato di Kyoto e ha contribuito attivamente prima e durante il summit della @@ -26,31 +25,12 @@ Partiamo quindi dalla produzione elettrica; secondo Statistics Canada CANSIM nel sul consumo delle centrali di produzione elettrica. Considerando che le fonti di energia rinnovabile e il nucleare non abbiamo emissioni, cosa non vera ma trascurabile considerando l'ordine di grandezza delle emissioni dei combustibili -fossili, si ottiene che il Canada emette ogni anno 67.8 miliardi di +fossili, si ottiene che il Canada emette ogni anno 126 milioni di tonnellate di CO\textsubscript{2} nell'atmosfera. Il valore \`e stato calcolato utilizzando i dati sulle quantit\`a di combustibili utilizzati dalle centrali, ai coefficienti di emissione di CO\textsubscript{2} e ai coefficienti di potere calorico\cite{poterecalorico}. -\paragraph{Potere Calorico ($\Delta_c$):} Il potere calorico o potere -calorifico indica la quantit\`a di energia che viene emessa da un materiale -durante la sua combustione. Il potere calorico viene normalmente indicato in -$\frac{MJ}{kg}$ ma si pu\`o anche trovare in $\frac{kcal}{kg}$ (obsoleto) o in -$\frac{btu}{lb}$ (sistema imperiale). - -\begin{table}[H] - \centering - \begin{tabular}{ | l r | } - \hline - \bfseries Fuel & \bfseries Heat of Combustion $\Big [\frac{MJ}{kg}\Big ]$ - \csvreader[head to column names]{res/data/heat_of_combustion.csv}{} - {\\ \hline \fuel & \csvcolii} \\ - \hline - \end{tabular} - \caption{Potere calorico delle sorgenti di energia utilizzate in Canada. - \cite{poterecalorico}} -\end{table} - \paragraph{Coefficiente di emissione di CO\textsubscript{2} ($k_{CO_2}$):} Come descrive il nome questo coefficiente indicato come $k_{CO_2}$ indica quanto CO\textsubscript{2} viene emesso durante la combustione di un determinato @@ -58,7 +38,6 @@ materiale. Nelle tabelle pu\`o essere indicato in $\frac{kg}{kg}$ (senza unit\`a) o in $\frac{kg}{kWh}$, nel primo caso non \`e necessario alcun passaggio intermediario mentre per il secondo \`e necessario conoscere il potere calorico del materiale. - \begin{table} \begin{minipage}[b]{.35\linewidth}\centering \begin{table}[H] @@ -93,10 +72,29 @@ calorico del materiale. \end{minipage} \end{table} -Conoscendo i coefficienti calorici e i -coefficienti di emissioni di CO\textsubscript{2} di ogni materiale possiamo -calcolare la massa di anidride carbonica che viene emessa ogni anno con la -seguente formula. +\paragraph{Potere Calorico ($\Delta_c$):} Il potere calorico o potere +calorifico indica la quantit\`a di energia che viene emessa da un materiale +durante la sua combustione. Il potere calorico viene normalmente indicato in +$\frac{MJ}{kg}$ ma si pu\`o anche trovare in $\frac{kcal}{kg}$ (obsoleto) o in +$\frac{btu}{lb}$ (sistema imperiale). +\begin{table}[ht] + \centering + \begin{tabular}{ | l r | } + \hline + \bfseries Fuel & \bfseries Heat of Combustion $\Big [\frac{MJ}{kg}\Big ]$ + \csvreader[head to column names]{res/data/heat_of_combustion.csv}{} + {\\ \hline \fuel & \csvcolii} \\ + \hline + \end{tabular} + \caption{Potere calorico delle sorgenti di energia utilizzate in Canada. + \cite{poterecalorico}} +\end{table} + + + +Conoscendo i coefficienti calorici e i coefficienti di emissioni di +CO\textsubscript{2} di ogni materiale possiamo calcolare la massa di anidride +carbonica che viene emessa ogni anno con la seguente formula. \[ m_{CO_2} = m\cdot\Delta_c\cdot k_{CO_2} \] @@ -105,34 +103,69 @@ seguente formula. \cdot \cancel{\frac{MJ}{kg}} \] -Infine conoscendo la produzione annua di elettricit\`a possiamo (indicata -all'inizio della sottosezione) calcolare quanto costa in termini ecologici +Infine conoscendo la produzione annua di elettricit\`a (indicata all'inizio +della sottosezione) possiamo calcolare quanto costa in termini ecologici (emissioni di CO\textsubscript{2}) ogni kWh elettrico prodotto in Canada. - \[ - \frac{1'262'971.97 \cdot 10^3 ~ t \cdot 10^3 }{631'682'021 ~ MWh \cdot 10^3} - = \frac{1.263 \cdot 10^{12} ~ kg}{631.682 \cdot 10^9 ~ kWh} - = 2.0 ~ \frac{kg~di~CO_2}{kWh} + \frac{126.3 \cdot 10^{9} ~ kg}{631.7 \cdot 10^9 ~ kWh} + = 0.2 ~ \frac{kg~di~CO_2}{kWh} \] Avendo un unico dato come punto di analisi \`e difficile comprendere quanto -questa misura sia effettivamente dannosa in un contesto globale. +questa misura sia effettivamente dannosa in un contesto globale. Dunque per +dare una rappresentazione concreta a questa misura andremo a calcolare quanti +alberi sono necessari per contrastare le emissioni di CO\textsubscript{2} causati +dal consumo di elettrodomestici tipicamente presenti in una casa. \subsection{Emissioni da economie domestiche (abitazioni)} -Come secondo argomento possiamo analizzare le abitazioni poich\`e sono dove la -maggior parte della popolazione inquina in maniera diretta consumando. -In particolare si vuole analizzare l'inquinamento causato dai sistemi di -riscaldamento. Come per il settore elettrico in in Canada la maggior parte -della popolazione ha un impianto di riscaldamento alimentato a combustibili -fossili o gas naturale. +I dati del consumo domestico indicati nella tabella seguente sono presi da una +statistica di Toronto Hydro \cite{torontohydro} che stima quanta energia viene +consumata al mese da ogni elettrodomestico. Inoltre da una ricerca dalla +NC State University sappiamo che un albero in media \`e in grado di assorbire 48 +pounds di CO\textsubscript{2} nel corso di un anno, che equivale a circa 21.8 +kg. Dunque in maniera molto semplice possiamo calcolare quanti alberi sarebbero +necessari per contrastare le emissioni da ogni elettrodomestico. +\[ + n = \frac{P\cdot t\cdot k_{CO_2}}{m_{alberi}\cdot 10^3 }\qquad + [n] = [-] = \frac{W\cdot h\cdot \frac{kg}{kWh}}{kg\cdot 10^3} +\] + +Considerando che i dati della tabella seguente sono per mese, \`e +impressionante quante emissioni sono causate dal consumo di elettrodomestici che +potremmo ritenere essenziali per la nostra vita moderna. +\begin{table}[ht] + \centering + \begin{tabular}{ | l | r r r r r | } + \hline + \thead{\bfseries Appliance} & + \thead{\bfseries Consumption\\\bfseries in $W$ (avg.)} & + \thead{\bfseries Usage\\\bfseries Time in $h$ (avg.)} & + \thead{\bfseries Energy\\\bfseries Usage in $kWh$} & + \thead{\bfseries CO\textsubscript{2}} & + \thead{\bfseries Trees Needed} + \csvreader[head to column names]{res/data/co2_households.csv}{} + {\\ \hline \csvcoli & \tt\csvcolii & \tt\csvcoliii & \tt\csvcoliv & \tt\csvcolv & \tt\csvcolvi } + \\ \hline + \end{tabular} + \caption{Consumo di alcuni elettrodomesti normalmente presenti un casa e il + rispettivo numero di alberi necessari per contrastare il consumo elettrico + per mese.} +\end{table} + +% Come secondo argomento possiamo analizzare le abitazioni poich\`e sono dove la +% maggior parte della popolazione inquina in maniera diretta consumando. +% In particolare si vuole analizzare l'inquinamento causato dai sistemi di +% riscaldamento. Come per il settore elettrico in in Canada la maggior parte +% della popolazione ha un impianto di riscaldamento alimentato a combustibili +% fossili o gas naturale. -\section{L'energia dell'atomo} \label{nuclear} -Attualmente l'energia nucleare rappresenta una fetta importante della -produzione di energia malgrado il trend anti-atomico emerso dagli incidenti -nucleari nel 1986 e nel 2011. Nella nostra societ\`a il nucleare \`e -considerato una fonte di energia pericolosa e non rinnovabile. Trovo per\`o che -queste paure arrivano da ragionamenti poco fondati di primo istinto. Per -comprendere meglio i pericoli reali dell'energia atomica \`e necessario -analizzare analiticamente la situazione attuale di questo mezzo di produzione. -Perci\`o sar\`a necessario quantificare in delle unit\`a comparabili i vantaggi -e gli svantaggi del nucleare. +% \section{L'energia dell'atomo} \label{nuclear} +% Attualmente l'energia nucleare rappresenta una fetta importante della +% produzione di energia malgrado il trend anti-atomico emerso dagli incidenti +% nucleari nel 1986 e nel 2011. Nella nostra societ\`a il nucleare \`e +% considerato una fonte di energia pericolosa e non rinnovabile. Trovo per\`o che +% queste paure arrivano da ragionamenti poco fondati di primo istinto. Per +% comprendere meglio i pericoli reali dell'energia atomica \`e necessario +% analizzare analiticamente la situazione attuale di questo mezzo di produzione. +% Perci\`o sar\`a necessario quantificare in delle unit\`a comparabili i vantaggi +% e gli svantaggi del nucleare. diff --git a/doc/tex/produzione.tex b/doc/tex/produzione.tex index c89ca20..9e7d962 100644 --- a/doc/tex/produzione.tex +++ b/doc/tex/produzione.tex @@ -41,7 +41,7 @@ apportato 12 milioni di kWh sottoforma di energia elettrica = 0.98\cdot 10^{-3} ~ \frac{kWh}{gg\cdot persona} \] Ci sarebbero luoghi migliori, quali la spiaggia di Fundy che se sfruttata -porterebbe potenzialmente 50000 MW di energia ho anche la spiaggia Cobequid dove +porterebbe potenzialmente 50000 MW di energia o anche la spiaggia Cobequid dove le onde arrivano fino a 14.5 metri. \marginpar{ \begin{tikzpicture}% |