\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
terra a Rio nel 1992. Purtroppo per\`o lo stile di vita Canadese \`e ancora
estremamente non-ecosostenibile e l'influenza culturale dagli USA non incentiva
il cambiamento. Inoltre la vasta quantit\`a di risorse naturali come petrolio
e gas non evidenziano la necessit\`a di migliorare i metodi di produzione 
energetica correnti. Poich\`e attualmente le industrie Canadesi sono tra le 
pi\`u grandi esportatrici di gas naturale e carbone verso gli stati uniti e il
sud-est asiatico. Nonostante ci\`o il governo Canadese continua ad incentivare 
la trasformazione verso una Green Economy.

\section{Emissioni}
Come visto in precedenza la maggior parte dell'energia prodotta in Canada
arriva da fonti non rinnovabili. Ma che impatto hanno effettivamente?
Per quantificare questa grandezza andremo a calcolare quanto 
CO\textsubscript{2} viene emesso per ogni kWh prodotto.

\subsection{Produzione Elettrica} 
Partiamo quindi dalla produzione elettrica; secondo Statistics Canada CANSIM nel
2015 in Canada sono stati prodotti $632\cdot 10^6$ MWh di energia elettrica
\cite{cansim:electricity}. Dallo stesso stesso istituto possiamo ricavare i dati
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 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{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 
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]
        % \captionsetup{width=.4\linewidth}
        \centering
        \begin{tabular}{ | l r | }
            \hline
            \bfseries Fuel & \bfseries $k_{CO_2} ~ \frac{kg}{kg}$
            \csvreader[head to column names]{res/data/co2_coeff.csv}{}
            { \\ \hline \fuel & \texttt{\csvcolii}} \\
            \hline
        \end{tabular}
        \caption{Coefficenti di emissione dei combustibili utilizzati in Canada.}
    \end{table}
\end{minipage}
\hspace{.025\linewidth}
\begin{minipage}[b]{.6\linewidth}\centering
    \begin{table}[H]
        \centering
        % \captionsetup{width=.5\linewidth}
        \begin{tabular}{ | l r r | }
            \hline
            \bfseries Fuel & \bfseries Mass in $10^3~t$ & \bfseries CO\textsubscript{2} in $10^3~t$
            \csvreader[head to column names]{res/data/co2_emissions.csv}{}
            { \\ \hline \fuel & \texttt{\csvcoliv} & \texttt{\csvcolv} } \\
            \hline
        \end{tabular}
        \caption{Combustibili utilizzati dalle centrali elettriche per produrre 
        elettricit\`a nel 2015 \cite{cansim:electricityfuel} 
        (dati in migliaia di tonnellate).}
    \end{table}
\end{minipage}
\end{table}

\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.
\[
    m_{CO_2} = m\cdot\Delta_c\cdot k_{CO_2} 
\]
\[
    [m_{CO_2}] = kg = kg\cdot \cancel{\frac{kg}{MJ}}
        \cdot \cancel{\frac{MJ}{kg}}
\]

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.
\[
    \frac{126.3 \cdot 10^{9} ~ kg}{631.7 \cdot 10^9 ~ kWh}
    = 0.2 ~ \frac{kg~di~CO_2}{kWh}
\]

Avendo un unico dato come punto di analisi \`e difficile comprendere quanto
questa misura sia effettivamente dannosa in un contesto globale. 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)}
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.
