blob: 0c03f3c222cb54c0e6b17b71de25195cafbd21d7 (
plain)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
|
\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 67.8 miliardi 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
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}
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 possiamo (indicata
all'inizio della sottosezione) calcolare quanto costa in termini ecologici
(emissioni di CO\textsubscript{2}) ogni kWh elettrico prodotto in Canada.
\[
\frac{1'262'971.97 \cdot 10^3 ~ t \cdot 10^3 }{631'682'021 ~ MWh \cdot 10^3}
= \frac{1.263 \cdot 10^{12} ~ kg}{631.682 \cdot 10^9 ~ kWh}
= 2.0 ~ \frac{kg~di~CO_2}{kWh}
\]
Avendo un unico dato come punto di analisi \`e difficile comprendere quanto
questa misura sia effettivamente dannosa in un contesto globale.
\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.
\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.
|
