Fonti di energia non rinnovabile: quali sono e danni all’ambiente

Le fonti di energia non rinnovabile attingono a risorse finite che necessitato di milioni di anni per la loro formazione. Si differenziano dalle fonti di energia rinnovabile, che invece non sono finite e si autorigenerano, come l’energia proveniente dal vento e dal sole. Ricavare energia da queste fonti non va a depauperarle. Le energie non rinnovabili sono anche connesse a un maggiore impatto ambientale in termini di inquinamento.

In questa guida scopriamo tutto sulle fonti di energia non rinnovabile, quali sono e quali danni provocano all’ambiente. Parliamo di transizione ecologica e del perché è importante abbandonare le fonti di energia non rinnovabile a favore delle cosiddette energie alternative., per uno sviluppo ecosostenibile.

Con la crisi energetica del 2022 è tornato alla ribalta il dibattito sul nucleare. L’energia ricavata dalla fissione nucleare è un’energia non rinnovabile. Scopriamo tutti i pro e i contro del nucleare.

L’Università Popolare UPIDSA – Università Popolare Internazionale Diritto, Scienza e Ambiente APS foma personale tecnico nelle specifiche branche del diritto ambientale e della tutela risarcitoria, con focus specifici nel settore medico e psicologico. Promuove la transizione ecologica, lo sviluppo sostenibile e la salvaguardia dell’ambiente.

Energia non rinnovabile: cos’è?

Come già accennato, le fonti di energia non rinnovabile sono fonti di energia che in natura si sono generate in tempi molto lunghi. I combustibili fossili si sono formati in milioni di anni in situazioni ambientali specifiche legate ad una specifica era geologica. I materiali fissili come uranio e plutonio si sono formati prima della Terra stessa.

Le fonti di energia non rinnovabile, al contrario di quelle rinnovabili, una volta esaurite non saranno più disponibili nella scala umana dei tempi. La nostra specie esiste da soli 130.000 anni. Le rinnovabili invece vengono reinserite nell’ambiente dopo un ciclo breve che non influenza la quantità delle risorse presenti.

Le energie non rinnovabili hanno un’alta densità energetica e sono in grado di produrre energia all’occorrenza in maniera del tutto slegata da fattori metereologici e climatici, come invece nel caso di acqua, vento, sole.

Quali sono le fonti di energia non rinnovabile?

Quali sono nel dettaglio le fonti di energia non rinnovabile utilizzate? Eccole di seguito in un elenco.

• carbone;
• petrolio;
• gas naturale;
• gli elementi fissili usati per la realizzazione della fissione nucleare, quali uranio ed plutonio.

Il carbone fossile: cos’è?

Il carbone è un combustibile fossile. Il suo utilizzo è stato alla base delle Rivoluzione Industriale. In passato era utilizzato infatti per alimentare le macchine a vapore industriali, oltre che per il riscaldamento, in cucina e per alimentare i mezzi di trasporto come locomotive e navi a vapore.

Un quarto dell’elettricità mondiale viene prodotta oggi utilizzando il carbone. Circa la metà dell’elettricità negli Stati Uniti e circa il 10% in Italia.

Il carbon fossile si è formato da antiche foreste la cui necromassa non è stata degradata da batteri e funghi specifici in grado di farlo. Nel corso di milioni di anni ha dato origine al carbone fossile con percentuali di carbonio stipate che variano a seconda dell’era geologica in cui si è formato. Più antico è il giacimento più è alta la percentuale di carbonio e la densità energetica è alta.

Tipologie di carbon fossile

Esistono diversi tipi di carbone fossile che, in base al contenuto di carbonio, approssimativamente correlabile all’età del giacimento, si possono suddividere in:

• antracite (93-95% in Carbonio) è il più antico e più pregiato, e risale al paleozoico (circa 400 milioni di anni fa);
• il litantrace (70-93% in C) risale al paleozoico (circa 250 milioni di anni fa) ed è il carbone più diffuso in natura;
• la lignite (60-70% in C) risale al terziario o mesozoico (circa 80 milioni di anni fa);
• la torba (50-60% in C) è il tipo di carbone formatosi più recentemente (quaternario).

Al 2020 il carbone continua ad essere la principale fonte di energia utilizzata per la produzione di energia elettrica a livello mondiale, mentre per il consumo di energia primaria rimane secondo al petrolio.

Svantaggi e riserve di carbon fossile

L’uso del carbone per la produzione di energia è globalmente uno dei fattori principali dell’emissione antropica di anidride carbonica nell’atmosfera terrestre. Si tratta quindi della principale causa dell’effetto serra e del riscaldamento globale. 

Si stima che le riserve di carbone mondiali al ritmo di estrazione e consumo attuale possano essere sufficienti per non più di 300 anni. Oltre all’impatto ambientale della combustione del carbon fossile che crea inquinamento atmosferico, le miniere di carbon fossile a cielo aperto sono altamente inquinanti. Le miniere nel sottosuolo includono invece alti rischi per la salute dei lavoratori impiegati.

II 90% della produzione mondiale di carbone è fornita da dieci paesi, con gli USA al secondo posto che estraggono il 12% del totale mondiale dietro la Cina. Questo crea dipendenza energetica e complicate relazioni geopolitiche.

Carbone non fossile

Il carbone fossile non va confuso con il carbone non fossile. Questo può essere carbone vegetale, ovvero carbone prodotto grazie alle carbonaie bruciando il legno a temperature basse e a lungo. In questo modo si produce legna da ardere più leggera e facile da trasportare.

Il cosiddetto coke invece è prodotto a partire dal carbone fossile litantrace e ne è il residuo cotto in forno a 1000° in assenza di ossigeno.

petrolio: cos’è

Il petrolio è un combustibile liquido formatosi per la decomposizione di di sostanze organiche animali e vegetali in ambienti marini anaerobici, sotto coperture di sedimenti. Il petrolio è composto da vari idrocarburi e dopo la sua estrazione deve essere raffinato per separarne i vari componenti, come benzina, cherosene, olio combustibile e a volte gas naturale.

Petrolio: vantaggi e svantaggi

Il petrolio è un’energia a basso costo e ad alta densità energetica. Da un barile di petrolio da 159 litri si possono produrre oltre 1700 bottiglie di plastiche. I barili sono facilmente trasportabili, così come il petrolio è facilmente trasportabile dagli oleodotti, a fronte di imponenti opere di ingegneria. Se è vero che il prezzo del petrolio è altamente variabile in virtù degli assetti geopolitici e del delicato equilibrio tra domanda e offerta, è vero che il petrolio è una risorsa affidabile. Nel senso che a fronte della quantità acquistata sappiamo benissimo cosa aspettarci da esso. A differenza dell’energia solare che è un’energia affidata esclusivamente alle previsioni metereologiche e ad una capacità ancora limitata di stiparla.

Gli svantaggi nell’utilizzo del petrolio sono però numerosi. Oltre ad essere un fonte fi energia limitata che necessita di milioni di anni per la sua formazione e solo in particolari condizioni, ha un forte impatto ambientale. La combustione del petrolio genera anidride solforosa e monossido di carbonio che provocano esalazioni mortali a dosi elevate e inquinamento atmosferico.

La sicurezza sul lavoro nel petrolifero è sotto i livelli standard e il 3 per cento delle morti bianche a livello globale avviene proprio in questo settore. Gli assetti geopolitici e i conflitti sono altamente influenzati dalla presenza del petrolio concentrata solo in alcune aree del pianeta.

Gas naturale: cos’è

Il componente preponderante del gas naturale è il metano, ma può contenere anche idrocarburi gassosi più pesanti, tra cui etano, propano e butano, e contaminanti quali acido solfidrico e mercurio, da rimuovere prima dell’utilizzo.

Nel 2020, a livello mondiale, il gas naturale ha coperto il 24,7% del fabbisogno di energia primaria e da esso sono stati generati 6.268,1 TWh di energia elettrica (23,4% sul totale di 26.823,2 TWh di elettricità generata).

Il gas naturale viene impiegato compresso insieme al GPL come carburante meno inquinante rispetto ad altri nelle automobili o per uso domestico, laddove non ci sono collegamenti con le reti di gas.

I giacimenti di gas naturale sono solitamente associati a quelli di petrolio, nei quali si trova disciolto o sotto forma di gas di copertura raccolto in sacche superficiali, ma esistono anche giacimenti di gas naturale unito a vapori di idrocarburi condensabili o più raramente come metano quasi puro. Può generarsi anche in ambienti paludosi e in questo caso viene chiamato “gas di palude”.

In termini di produzione di elettricità, produce fino al 60% di CO₂ meno del carbone ed è uno dei combustibili fossili meno inquinanti. L’impatto ambientale in termini di gas serra sul riscaldamento globale è comunque significativo.

Energia non rinnovabile nucleare: cos’è?

I principali processi per ottenere energia nucleare sono la fissione e la fusione nucleare. La fissione nucleare consiste nella rottura del nucleo atomico di elementi come l’uranio-235 e il plutonio-239 tramite bombardamento con neutroni, che dà il via a una reazione a catena per cui i nuclei scissi liberano a loro volta neutroni. Il processo viene regolato sottraendo neutroni in eccesso al fine di poter immagazzinare energia.

Nella maggior parte dei casi, le centrali nucleari producono energia a partire dall’uranio-235, le cui reazioni a catena producono calore che viene utilizzato per far evaporare dell’acqua e avviare una turbina a vapore con produzione di energia elettrica. L’uranio, come già detto, si è formato molto prima del nostro pianeta, e la sua presenza è finita e anche piuttosto rara.

Rischi e svantaggi dell’energia nucleare

Il costo per la costruzione di un nuovo reattore nucleare è molto elevato e necessita di tempi molto lunghi per pianificazione e costruzione. I costi in caso di sisastro nucleare sono altissimi. lI costo stimato per ripulire i danni di tre collassi  del nocciolo del reattore nucleare di Fukushima Dai-ichi è stato compreso tra 460 e 640 miliardi di dollari. 

Ad oggi, l’1,5% di tutte le centrali nucleari mai costruite si è fuso in una certa misura. I ollassi sono stati catastrofici o dannosi.

Le barre di combustibile consumate dalle centrali nucleari sono rifiuti radioattivi. La maggior parte delle barre di combustibile sono immagazzinate nello stesso sito del reattore che le ha consumate. Questo ha dato origine a centinaia di siti di scorie radioattive in molti Paesi che dovranno essere manutenuti e finanziati per almeno 200.000 anni, ben oltre la vita di qualsiasi centrale nucleare. Più scorie nucleari si accumulano, maggiore è il rischio di fughe radioattive, che possono danneggiare l’approvvigionamento idrico, i raccolti, gli animali e l’uomo.

Energia nucleare senza scorie

Esiste una energia nucleare senza la produzione di scorie radioattive? No, al momento non esiste ma la ricerca e la tecnica stanno facendo numerosi passi per renderla disponibile. Una start up svizzera, la Transmutex, si prefigge di realizzare la fuzione nucleare utilizzando il torio che non crea scorie altamente radioattive e con un procedimento relativamente più sicuro di quello con plutonio e uranio.

Il Jet di Oxford sta lavorando ad un tipo di fusione che utilizza lo stesso processo della fusione solare. Un nuovo record ha segnato i successi degli ultimi anni ma la strada da fare è ancora molta.

Alla ricerca per un impianto basato sulla fusione termonucleare e che non genera scorie, con un progetto internazionale da 20 miliardi di dollari chiamato Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor), partecipano Cina, Giappone, India, Corea del Sud, Russia, Usa, Ue e Svizzera e Italia con 1,2 miliardi di euro di tecnologia. Affiancata alle fonti rinnovabili, la fusione termonucleare potrebbe significativamente contribuire alla lotta contro i cambiamenti climatici. Anche se bisognerà attendere il 2035, quando dopo 10 anni di test il progetto si chiuderà e potranno partire le centrali commerciali.

Fonti rinnovabili e di energia non rinnovabile: differenze

Abbiamo detto che la differenza tra fonti rinnovabili e fonti non rinnovabili risiede nella rinnovabilità delle prime. Mentre le fonti non rinnovabili sono limitate e vanno incontro ad esaurimento questo non succede con le fonti rinnovabili.

Le fonti classiche e non rinnovabili comportano un più alto impatto ambientale, anche se ciò non significa che le rinnovabili hanno un impatto pari a zero.

Le fonti non rinnovabili incrementano la dipendenza dai carburanti importati, ma assicurano una quantità di energia maggiore in un tempo ridotto e sono tanto collaudate da non comportare, a breve termine, un costo eccessivo per l’uomo.

Danni e svantaggi delle fonti non rinnovabili

Ricapitolando, quali sono quindi i danni e gli svantaggi delle fonti di energia non rinnovabili? Utilizzare fonti di energia non rinnovabile comporta numerosi svantaggi: all’impatto ambientale notevole si affianca il non trascurabile fatto che questo genere di fonti è altamente pericoloso per la salute dell’uomo, nonché degli animali che popolano il nostro pianeta.

La maggior parte delle risorse energetiche non rinnovabili è concentrata in un numero limitato di aree della Terra. Ciò comporta problemi di natura geopolitica e militare. Le non rinnovabili sono legate solitamente ad una sicurezza sul lavoro limitata e a gravi danni alla salute per i lavoratori coinvolti.

Non ultimo c’è il rischio di disastri ambientali causati dal trasporto di gas e petrolio o dall’errato funzionamento delle centrali nucleari.