venerdì 30 giugno 2023

I Prossimi Cento Anni: una Storia in tre Scenari

Guardando indietro a come si vedeva il futuro mezzo secolo fa, è sorprendente vedere come le cose siano cambiate. Quando la conquista dello spazio sembrava essere la via ovvia per il futuro, nessuno avrebbe immaginato che, oggi, si sarebbe discusso delle probabilità di sopravvivenza dell'umanità, e che molti di noi l'avrebbero giudicata basse. 

Eppure, anche se il futuro rimane oscuro, segue ancora le leggi dell'universo. E una di queste leggi è che le civiltà esistono perché hanno una scorta di energia. Nessuna energia, nessuna civiltà. Quindi, l'elemento chiave del futuro è l'energia; l'idea che fosse economica e abbondante fece nascere negli anni '50 il sogno della conquista dello spazio. Oggi, l'idea che non sarà né l'una né l'altra cosa fa sorgere prospettive di sventura. 

Quindi, permettetemi di provare una semplice "analisi di scenario" di ciò che potrebbe accadere in futuro nel prossimo secolo o giù di lì in termini di scelte che determineranno l'infrastruttura energetica che potrebbe supportare una civiltà complessa (se ce ne sarà una che sopravviverà). Siamo in un momento di transizione e le scelte che verranno fatte nei prossimi anni (non decenni) determineranno il futuro dell'umanità. 

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Scenario #0: crollo . Lo chiamo "non scenario" nel senso che presuppone che non si faccia nulla o, comunque, troppo poco e troppo tardi. In questo caso le persone rimangono bloccate nei loro vecchi paradigmi, le risorse che tenevano in vita la società non vengono sostituite e diventa impossibile mantenere un grado di complessità paragonabile a quello attuale. Nel giro di qualche decennio, gli esseri umani torneranno a un'economia che potremmo descrivere come "medievale", se siamo fortunati. Ma potremmo anche tornare al livello di cacciatori e raccoglitori o addirittura, semplicemente, estinguerci. Personalmente, vedo questo scenario come il più probabile, ma non un esito obbligato della situazione attuale.

Scenario n. 1: attaccarsi ai combustibili fossili . Qui si ripetono gli eventi che hanno portato ad arginare il declino della produzione petrolifera nei primi due decenni del XX secolo. È stato fatto riversando grandi quantità di risorse nel "fracking" dei depositi di tight oil (petrolio di scisto). Ha prodotto una risurrezione temporanea dell'industria petrolifera negli Stati Uniti, portando la produzione a livelli mai visti prima, anche se con enormi costi economici e ambientali. La stessa politica potrebbe essere continuata con sforzi rinnovati, per esempio, sfruttando depositi di tight oil al di fuori degli Stati Uniti, sabbie bituminose, o magari ricavando combustibili sintetici dal carbone. Ciò potrebbe mantenere la produzione di combustibili fossili a livelli simili a quelli attuali. Permetterebbe di mantenere in vita gli apparati militari dei principali stati, e almeno alcune delle attuali organizzazioni e strutture sociali. Ma il costo sarebbe enorme, e implicherebbe ridurre alla fame la maggior parte della popolazione mondiale, oltre a danni inimmaginabili all'ecosistema. Questa strategia potrebbe mantenere una parvenza dell'attuale civiltà in corso per alcuni decenni, poco più della fine del secolo. Poi, siamo allo scenario zero.

Scenario n. 2: passaggio al nucleareSostenere una società complessa sull'energia nucleare può essere forse possibile, ma è complicato da diversi fattori. Tra questi ci sono le limitate risorse di uranio, la necessità di risorse minerali rare per gli impianti ei problemi strategici coinvolti nella diffusione delle tecnologie nucleari e della conoscenza della lavorazione dell'uranio in tutto il mondo. A causa delle quantità limitate di uranio minerale, è ben noto che la tecnologia esistente dei reattori ad acqua leggera non sarebbe in grado di soddisfare l'attuale domanda globale di energia per più di qualche decennio, nel migliore dei casi per un secolo circa. Quindi il risultato sarebbe di nuovo lo scenario n. 0. La fornitura di carburante potrebbe essere notevolmente aumentata passando all'impegnativo compito di "creare" nuovi combustibili dal torio o dall'uranio non fissile. Se ciò fosse possibile, una civiltà complessa potrebbe continuare ad esistere per diversi secoli, o anche di più. In tutti i casi, una guerra che prendesse di mira le centrali nucleari manderebbe rapidamente una civiltà nucleare allo scenario zero.

Scenario #3: L'Era Solare . In questo caso si assiste alla continuazione del trend in atto che vede in rapida espansione le tecnologie per le energie rinnovabili, principalmente solare fotovoltaico ed eolico. Se questa espansione continua, può rendere obsoleti sia i combustibili fossili che l'energia nucleare. Le tecnologie rinnovabili hanno un buon ritorno energetico sugli investimenti energetici (EROEI) e scarso fabbisogno di minerali rari. Le rinnovabili non sono un problema strategico, non hanno un interesse militare diretto e possono essere utilizzate ovunque. Gli impianti possono essere riciclati e ci si aspetta che siano in grado di supportare una società complessa; anche se in una forma che, oggi, possiamo solo a malapena immaginare. Un'infrastruttura basata sull'energia solare è anche naturalmente costretta a raggiungere un certo grado di stabilità a causa del limitato flusso di energia solare disponibile. Quindi, una civiltà basata sul sole potrebbe raggiungere uno stato stabile che potrebbe durare almeno quanto hanno fatto le società agricole in passato, migliaia di anni o anche di più.

Scenari combinati #1, #2, #3: feudalizzazione.I tre scenari di cui sopra si basano sull'idea che la civiltà umana rimanga ragionevolmente "globale". In questo caso, la competizione tra diverse tecnologie si giocherebbe su scala globale e determinerebbe un vincitore che conquisterebbe l'intero mercato dell'energia. Ma non è necessariamente così se i sistemi economici del mondo si separano in sezioni indipendenti, come sembra stia accadendo in questo momento. In questo caso, alcune regioni potrebbero adottare strategie diverse, fossili, nucleare o rinnovabili, mentre altre verrebbero semplicemente tagliate fuori dal sistema di approvvigionamento energetico e andrebbero direttamente allo "Scenario zero". Con una minore domanda di energia, i problemi di esaurimento del nucleare e dei fossili sarebbero notevolmente alleviati, anche se, ovviamente, solo per una popolazione limitata. Si noti inoltre che queste regioni quasi indipendenti possono essere descritte come "feudali, 

I prossimi decenni decideranno quale direzione prenderà l'umanità. Nessuno ha le mani sul volante che muove l'oggetto gigantesco che chiamiamo "civiltà" e stiamo assistendo a sforzi per spingerla in uno dei tre scenari di cui sopra (alcune persone sembrano persino spingere attivamente per lo scenario n. 0, un'espressione di ciò che Sigmund Freud chiamava "istinto di morte"). 

Il problema, qui, è che il sistema di governance occidentale si è evoluto in modo tale che nessuna decisione può essere presa a meno che alcuni gruppi o settori della società non vengano demonizzati, e quindi si crei una narrazione che implichi la lotta contro un nemico comune. In altre parole, nessuna decisione può essere presa sulla base del bene comune, ma solo come risultato del confronto delle lobby impegnate a sostenere le diverse opzioni. (*)

Abbiamo visto operare il meccanismo decisionale basato sulla demonizzazione negli ultimi decenni. È una procedura ben affinata, e ci si può aspettare che venga applicata anche all'allocazione delle risorse per nuove strategie energetiche. Abbiamo già visto demonizzare una tecnologia energetica; è stato il caso dell'energia nucleare negli anni '70, bersaglio di una fortunata campagna propagandistica che l'ha presentata come nemica dell'umanità. Oggi le rinnovabili e tutto ciò che è "verde" potrebbero presto essere vittime di una nuova campagna di demonizzazione volta a promuovere l'energia nucleare. Lo stiamo vedendo nelle sue fasi iniziali ( vedi questo articolo di George Monbiot ), ma sta chiaramente crescendo e sta avendo un certo successo.

Nulla è ancora deciso, ma la scritta è sulle pale delle pale eoliche. La propaganda governa il mondo e continuerà a governarlo finché le persone si innamoreranno di essa. 


(*) Simon Sheridan fornisce un'interessante discussione sui meccanismi decisionali interni della società moderna, definiti "esoterici" nel senso di essere nascosti, a differenza dell'"exoterico", ad esempio il meccanismo decisionale pubblico, che è solo un riflesso del processo esoterico . 

(**) Per scenari molto più a lungo termine, vedi il mio post: " I prossimi dieci miliardi di anni " 

domenica 25 giugno 2023

Scienziati contro la Guerra



Appello per fermare la guerra in Ucraina


Siamo un gruppo di scienziati, ricercatori, medici e cittadini preoccupati per la salvaguardia della salute umana come pure dell'ecosistema terrestre. Vediamo che, dopo oltre un anno dal suo inizio, la guerra in Ucraina non dà evidenza di arrivare a una conclusione. In aggiunta all’impatto diretto sulla popolazione in termini di sofferenza umana e infrastrutture sociali ed economiche, cui bisogna far fronte con la solidarietà internazionale ed evitando di alimentare ulteriormente il conflitto, la guerra sta facendo enormi danni sociali e ambientali. Alcuni dei principali effetti negativi comprendono:

1.   Inquinamento dell'aria: durante le operazioni militari, l'uso di armi convenzionali (bombe, missili e proiettili) genera inquinamento atmosferico come risultato dalla combustione di carburanti, esplosioni e incendi che rilasciano particolato, gas tossici e altre sostanze inquinanti..
2.   Contaminazione del suolo: l'impiego di armi convenzionali contamina il suolo a causa delle esplosioni, delle sostanze chimiche presenti negli ordigni o dei rilasci di materiali pericolosi. La contaminazione del suolo danneggia l'ecosistema locale e ha effetti a lungo termine sulla salute umana, sull’agricoltura e sulla biodiversità.
3.   Inquinamento delle acque: gli scontri militari causano l'inquinamento delle risorse idriche. Le esplosioni possono contaminare i fiumi, i laghi e le falde acquifere con sostanze chimiche, metalli pesanti e altre sostanze nocive. Tutto questo ha un impatto negativo sulla fauna acquatica, sulla flora e sulla qualità dell'acqua potabile.

 4.    Distruzione degli ecosistemi: le operazioni militari coinvolgono la distruzione diretta degli habitat naturali, come foreste, fiumi e laghi, zone umide e aree protette. La perdita di habitat può portare all'estinzione di specie animali e vegetali, interrompere le catene alimentari e compromettere l'equilibrio ecologico di intere regioni. Il risultato è la compromissione della stabilità degli ecosistemi e un’influenza negativa sulle reti alimentari e sull'equilibrio naturale.
5.   Effetti a lungo termine sulla salute umana: l'uso di armi convenzionali causa danni alla salute umana sia direttamente che indirettamente, attraverso l'esposizione a sostanze chimiche tossiche e all'inquinamento ambientale. Le conseguenze a lungo termine includono malattie respiratorie, problemi neurologici, disturbi genetici e aumenti del rischio di cancro.


Questi gravissimi danni ambientali e umanitari, che ricadono in primis e in maniera drammatica sul territorio Ucraino e sulla popolazione locale, hanno inevitabilmente effetti in tutta Europa e nel mondo intero. In aggiunta, il gran numero di mine sparpagliate nelle zone di combattimento, sia pure regolato da alcuni trattati internazionali, rischia di rimanere una minaccia per la popolazione civile locale per molti anni. Per non parlare dei danni alla salute che deriverebbero dall'uso di munizioni all'uranio impoverito. La distruzione della diga di Nova Kakhovka ha messo a rischio il sistema di raffreddamento degli impianti nucleari di Zaporizhzhya. Secondo l’Agenzia Internazionale per l'Energia Atomica (IAEA) si tratta di una “situazione potenzialmente pericolosa." Ricordiamo che i sei impianti della centrale di  Zaporizhzhya formano una delle centrali nucleari più grandi del mondo e i danni che potrebbero derivare dalla mancanza di raffreddamento, come pure da un attacco militare diretto, sono spaventosi. Per non parlare della possibilità di un'ulteriore espansione del conflitto con l'uso di armi nucleari.


Secondo l’ultimo rapporto Sipri, la spesa militare mondiale è stata nel 2022 di oltre duemila miliardi di dollari, più grande dell’intero PIL Italiano. Questo significa che oltre l’equivalente di tutta la ricchezza prodotta dall’Italia, una delle nazioni “ricche” del mondo, viene dilapidata in spese militari. Le stime sui costi della guerra in Ucraina sono incerte, ma sono certamente una frazione importante di questa cifra.  E questo non include i costi futuri per ricostruire e bonificare le zone interessate dalla guerra. Non possiamo permetterci di sprecare queste risorse preziose in una guerra quando ne abbiamo bisogno per sostenere la transizione ecologica e gli obiettivi dello sviluppo sostenibile (SDG). Questo è vero specialmente in un momento in cui assistiamo ad un'accelerazione del riscaldamento globale, come pure del degrado degli ecosistemi che sostengono la vita terrestre. Abbiamo bisogno di tutte le risorse disponibili per affrontare questa situazione che sta mettendo a rischio la sopravvivenza del genere umano


Invitiamo pertanto il governo italiano ad adoperarsi con decisione per una soluzione diplomatica del conflitto, in particolare per una tregua immediata che fermi l'uso delle armi, ponga fine al conflitto, garantisca tutto il supporto umanitario possibile alle popolazioni coinvolte, permetta di bonificare le zone contaminate e consenta di mettere in sicurezza gli impianti nucleari vicini alla zona del fronte.



 Firmato


  1. Simona Agger, architetto,  Member of the Board of  SIAIS  (Italian Society of Architecture and Engineering for Healthcare), HCWH-EU  (Health Care Without Harm- Europe), EuHPN  (European Health Property Network), IFHE International  (International  Federation of Health Engineering).

  2. Nicola Armaroli, Research Director – Istituto ISOF-CNR,  PHEEL Unit. Bologna

  3. Marino Badiale, Dipartimento di Matematica, Università di Torino

  4. Vincenzo Balzani, già professore Ordinario, Università di Bologna

  5. Ugo Bardi, Club di Roma,  già Docente Dipartimento di Chimica, Università di Firenze

  6. Antonio Bonaldi, medico di Sanità Pubblica già direttore sanitario di Aziende Ospedaliere-Universitarie

  7. Carlo Cacciamani, dirigente presso arpa-simc, Università di Bologna.

  8. Marco Cervino, fisico, ricercatore in ISAC-CNR, Bologna

  9. Mario Cirillo, ingegnere, già direttore del Dipartimento per la valutazione, i controlli e la sostenibilità ambientale di ISPRA.

  10. Paolo Crosignani, già primario di epidemiologia ambientale, istituto tumori, MIlano.

  11. Daniela Danna,Ricercatore Universitario, Dipartimento di Scienze Umane e Sociali, Università del Salento. 

  12. Roberto Danovaro, ecologo, Università Politecnica delle Marche

  13. Aldo Di Benedetto già Dirigente medico Ministero della Salute

  14. Andrea Di Vita, fisico, Visiting Scientist al Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica e Ambientale,Università di Genova

  15. Rosella Ferraris Franceschi già prof. Ordinario nel Dipartimento di Economia Aziendale Università di Pisa, Già Preside della Facoltà di Economia, Uni. Pisa, Già Membro eletto del CUN (consiglio universitario nazionale) presso Ministero dell'Università.

  16. Carlotta Fontana, architetto, Professore ordinario di Tecnologia dell’Architettura, Politecnico di Milano

  17. Francesco Forastiere, medico epidemiologo. Direttore scientifico della rivista Epidemiologia e Prevenzione.

  18. Andrea Gardini, medico

  19. Emilio Gianicolo, Dr. Rer. phsyik reasearch associate at Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Germany

  20. Anna Gigli, già ricercatrice presso l'Istituto di Ricerche della Popolazione e le Politiche Sociali del CNR, Roma.

  21. Francesco Giorgelli, biologo Vicepresidente CUG UNIPI Formatore Qualificato Salute & Sicurezza

  22. Francesco Gonella, Professore ordinario di Fisica, Università Ca' Foscari Venezia.

  23. Paolo Lauriola, medico epidemiologo, " Coordinatore Rete Italiana Medici Sentinella (RIMSA)".

  24. Tommaso Luzzati, docente di Economia Ecologica e Sustainable development Dipartimento di Economia e Management, Università di Pisa.

  25. Cristina Mangia, Ricercatrice Ambientale. CNR, Lecce

  26. Alberto Mantovani, medico veterinario, tossicologo già direttore di ricerca ISS.

  27. Giulio Marchesini R.Professore “Alma Mater” di Scienze Tecniche Dietetiche, Università di Bologna. Honorary Professor, Aarhus University, Denmark

  28. Maria Teresa Maurello, medico di Sanità pubblica. Già direttore UOC Igiene e Sanità Pubblica Az.USL Toscana Sud-Est.

  29. Daniele Menniti, ingegnere, Ordinario di Sistemi Elettrici per l'Energia Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Energetica e Gestionale Università della Calabria

  30. Eduardo Missoni, medico specialista in medicina tropicale, docente di salute globale e sviluppo presso SDA Bocconi, Università Milano-Bicocca e Università Statale di Milano.

  31. Walter Moladi, studioso temi climatici e energia. Torino

  32. Vitalia Murgia, medico pediatra, Docente al Master inter-ateneo in Clinical Pharmacy Università Milano, Cagliari e Granada.

  33. Lorenzo Pagliano, fisico, professore Associato di Advanced Building Physics al Politecnico di Milano, Direttore di end-use Efficiency Research Group.

  34. Maria Grazia Petronio, medico di Sanità pubblica. Già direttore UOC Igiene e Sanità Pubblica Az.USL Toscana Centro e membro CT VIA-VAS Ministero Ambiente.

  35. vanes poluzzi - dirigente - ARPA Emilia Romagna, Università di Bologna

  36. Paolo Rognini, docente di Ambiente e Comportamento Umano,  Università di Pisa.

  37. Francesco Romizi, giornalista ambientale

  38. Roberto Romizi, medico di medicina generale, Arezzo.

  39. Tiziana Sampietro, medico, già direttrice centro dislipimie ereditarie, Fondazione Monasterio, Pisa.

  40. Rosa Tavella, medico ospedaliero internista, Lamezia Terme.

  41. Micol Todesco, Direttrice della Sezione di Bologna, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia.

  42. Mauro Valiani, medico del lavoro, già direttore del Dipartimento di Prevenzione Az.USL di Empoli.

  43. Margherita Venturi, Dipartimento di Chimica "G. Ciamician," Bologna 

  44. Sandra Vernero, medico, cofondatore e past president di Slow Medicine ETS, coordinatore di Choosing Wisely Italy.

  45. Monica Zoppè, biologa all’Istituto di BioFisica CNR, Milano. Esperta di comunicazione scientifica e di rischi legati alle sperimentazioni biologiche


Nota: Le firme di questo appello sono individuali e non implicano il coinvolgimento delle rispettive istituzioni di appartenenza. Se volete firmarlo, inviate una mail a ugo.bardi(aggegginostrano)unifi.it specificando il vostro nome, cognome, qualifica, e istituzione di appartenenza

 


martedì 20 giugno 2023

Energia: uno che ha capito qualcosa fra i molti che non hanno capito nulla.

 


Mauro Romanelli parte subito bene con il titolo del suo libro, "La Risposta". C'è una sottile, ma non tanto sottile, differenza tra "risposta" e "soluzione." Normalmente, quando si parla di "problema energetico", oppure "problema climatico", oppure "problema ecologico" si parla di soluzione, ma la soluzione a un problema vuol dire che il problema non esiste più dopo che lo hai risolto. Se hai un equazione, la risolvi, trovi la soluzione, e poi la cosa finisce lì. Allo stesso modo, nel caso, del problema energetico, la soluzione vuol dire far sparire il problema sostituendo i combustibili fossili con qualche altra cosa che brucia, tipo idrogeno o biocombustibili, ma che non cambia niente altro. Non funziona così.

La risposta non è la stessa cosa di una soluzione. La risposta vuol dire affrontare il problema. Vuol dire capirlo e viverci in qualche modo insieme. Dare una risposta è un concetto politico, non puramente tecnico. E se non capiamo bene questo punto, saremo condannati a rincorrere soluzioni che non esistono.  E che non possono nemmeno esistere.

Un altro punto che Romanelli azzecca in pieno è quando parla di "borghesia innovativa delle energie rinnovabili", Finché le rinnovabili sono viste soltanto come una tecnologia, non ci porteranno in nessun posto. Ma una volta che abbiamo capito che sono un concetto profondamente politico, vuol dire che c'è una sezione del corpo sociale che ne fa una propria bandiera. 

Politica dell'energia, l'energia come politica. Era Lenin che diceva che "il comunismo è i soviet più l'elettrificazione". Non aveva torto: la parola "Soviet" in Russo vuol dire semplicemente "cooperativa" e l'idea era di mettere in mano alle cooperative i mezzi di produzione -- quello dell'elettricità era il principale, alla base di tutti gli altri. 

E ora siamo davanti a qualcosa di simile, ma più vicino alla rivoluzione francese che a quella del comunismo sovietico. Chi controllerà i futuri mezzi di produzione dell'energia? Chiaramente, le elite attuali hanno tutto l'interesse di mantenere il controllo della produzione di fossili, o al massimo di muoversi verso il nucleare, il cui controllo può essere militarizzato e centralizzato. Viceversa, sta nascendo una nuova classe politica che vede la propria prosperità economica basata sulle energie distribuite sul territorio. Se cresce a sufficienza, potrà sostituire la vecchia nobiltà fossile; sperabilmente senza l'uso della ghigliottina. E' questa una possibile strada per il futuro. 

Ma se uno ha capito più o meno tutto, tanti altri non han capito proprio niente, specialmente fra i "verdi" e gli ecologisti che dovrebbero essere quelli che spingono in questa direzione. Anche alla presentazione del libro di Romanelli, l'altro giorno a Firenze, abbiamo visto intervenire una delegazione di quelli che fanno i cortei contro le pale eoliche perché "deturpano il paesaggio." E non si rendono conto di quanto sia cruciale in questo momento lasciare aperta la strada all'energia rinnovabile, prima che la propaganda nuclearista la schiacci, come sta per succedere se lo lasciamo succedere. 

Anche su questo, Romanelli ha capito più o meno tutto quando dice: non c'è niente da fare, un certo impatto sul territorio le rinnovabili lo devono avere per forza. Se non volete questo impatto, avrete altri impatti sulla vostra vita che probabilmente non vi piaceranno affatto. E il libro spiega molto bene e in termini semplici come funzionano le rinnovabili e che impatto e quale effetti avranno se ci lavoreremo sopra.  


Mauro Romanelli lo conosco da almeno una trentina d'anni, dai tempi in cui la "Lista Verde" era un gruppo di persone speranzose di poter fare qualcosa di buono e di utile. Su tante cose ci siamo anche litigati a morte, ma mi fa piacere  vedere che è ancora sulla breccia e che ha imparato le cose giuste. Bravo Mauro, continua così!





domenica 18 giugno 2023

C'è abbastanza carbonio fossile nell'atmosfera per creare il riscaldamento globale? Lezioni da errori, interpretazioni errate e propaganda


Il grande olobionte chiamato "biosfera" scambia continuamente carbonio con altre parti del sistema terrestre: l'idrosfera e la geosfera. È un'affascinante sezione della scienza dell'atmosfera che, proprio come tutte le altre sezioni, è soggetta a fraintendimenti, errori e pura propaganda,   


Il clima terrestre è uno dei campi di studio più affascinanti al giorno d'oggi e se seiete interessati potete imparare qualcosa di nuovo ogni volta che vi imbattete in una nuova pubblicazione. Anche il cosiddetto "dibattito", per quanto parziale, può essere utile per imparare qualcosa non solo sulla scienza del clima, ma anche sulla psicologia umana. Vediamo un esempio partendo da un commento apparso di recente su twitter,



"Goggle Bob" si definisce "Ingegnere a cui piacciono i grafici finanziari tecnici (energia, metalli preziosi, materie prime, criptovalute); inoltre, uno studioso del sistema monetario"  .

Prima lezione appresa: le persone penseranno che qualcosa che non capiscono sia "un'ottima scienza" se concorda con i loro pregiudizi personali. 

Ora, andiamo all'articolo di Skrable et al  citato da Google Bob. Non è un documento facile da digerire, ma è un tentativo di quantificare la frazione di CO2 atmosferica che è il risultato della combustione di combustibili fossili. È tutto sbagliato, come vedremo tra poco, ma è una buona occasione per imparare qualcosa sulla fisica dell'atmosfera e sulla datazione degli idrocarburi.

Riguarda la "Suess Curve "; proposta da Hans Suess nel 1967. La curva riguarda la frazione dell'isotopo 14C contenuto nell'atmosfera in funzione del tempo. Il 14C è un isotopo instabile, ma è continuamente creato nell'atmosfera da una reazione dei nuclei di carbonio con i raggi cosmici, e la sua concentrazione può essere considerata approssimativamente costante, a parte le perturbazioni umane. Una di queste perturbazioni è la combustione di combustibili fossili. Poiché il 14C decade gradualmente nel tempo, quei materiali carboniosi che non vengono continuamente scambiati con l'atmosfera tendono a perderlo. Quindi, gli idrocarburi fossili, tipicamente vecchi di milioni di anni, contengono essenzialmente zero 14C, e la loro combustione dovrebbe ridurre la frazione di 14C. 

Quantificare questa quantità non è facile, ma il risultato finale è che i combustibili fossili hanno generato circa il 75% delle 145 ppm in più (da circa 280 a 425 ppm) di CO2 rispetto ai tempi preindustriali. Il resto è stato generato principalmente dalla deforestazione e dalla produzione di cemento. Un'altra conclusione è che solo il 45% circa del carbonio generato dai combustibili fossili rimane nell'atmosfera in questo momento; il resto è immagazzinato da qualche parte in vari serbatoi nell'oceano e nella biosfera. Questa è una storia che già conoscevo nelle sue linee principali, ma la discussione sull'articolo di Skrable et al. mi ha portato ad approfondire la questione. 

Seconda lezione appresa: la cattiva scienza può portarti a imparare qualcosa di buono. 

Ora, entriamo nei dettagli. Ad una prima lettura, l'articolo di Skrable et al. sembra legittimo. Per uno come me, non esperto di radiochimica atmosferica, il modo in cui è scritto l'articolo sembra avere un senso: ci sono stime, equazioni e conclusioni, tutte scritte nel gergo standard degli articoli scientifici. Ma il problema, grosso, sono le loro affermazioni secondo cui " la quantità di CO2 fossile di origine antropica nell'atmosfera nel 2018 rappresenta circa il 23% della quantità totale di CO2 di origine fossile di origine antropica che era stata rilasciata nell'atmosfera dal 1750" . Dicono anche che "" la concentrazione atmosferica, <CF(t)>, di CO2 derivata da fossili antropogenici nel 2018 è di 46,84 ppm. " E quello "la percentuale della CO2 totale dovuta all'uso di combustibili fossili dal 1750 al 2018 è aumentata dallo 0% nel 1750 al 12% nel 2018, decisamente troppo bassa per essere la causa del riscaldamento globale. " (grassetto mio)

Avete solo bisogno di conoscere gli elementi di base della scienza del clima per capire che l'affermazione finale è un segnale che c'è qualcosa di gravemente sbagliato. Oggi abbiamo circa 425 ppm di CO2 nell'atmosfera, che è circa 145 ppm in più rispetto alla concentrazione preindustriale di 280 ppm. Supponiamo che gli autori abbiano ragione nella loro stima (47 ppm di CO2 derivanti da combustibili fossili). Significa che ci sono circa 100 ppm di CO2 in più nell'atmosfera che NON sono il risultato della combustione di combustibili fossili. E da dove viene questa enorme quantità di carbonio? 

Dovremmo pensare che il totale di circa 300 ppm di CO2 emessa dalla combustione di combustibili fossili sia stata quasi interamente assorbito negli stock dell'ecosfera. E non solo: questa CO2 deve aver innescato un rilascio ingente di carbonio che era stato immagazzinato in alcuni giacimenti superficiali per breve tempo. Altrimenti, sarebbe impoverito in 14C e indistinguibile dal carbonio fossile. Difficile da credere, ma anche se fosse vero, l'attuale eccesso di CO2 sarebbe comunque un risultato indiretto della combustione di idrocarburi. Non importa come la si vede, l'affermazione che " la CO2 totale dovuta all'uso di combustibili fossili... è troppo bassa per essere la causa del riscaldamento globale". semplicemente non ha senso. Non è uno specifico isotopo del carbonio che genera riscaldamento; è la quantità totale. 

Da questo, gli autori fanno molto peggio quando affermano che " le conclusioni non supportate del predominio della componente fossile antropogenica della CO2 e le preoccupazioni del suo effetto sul cambiamento climatico e sul riscaldamento globale hanno gravi potenziali implicazioni sociali che impongono la necessità di misure correttive molto costose". "azioni che potrebbero essere mal indirizzate, attualmente non necessarie e inefficaci nel frenare il riscaldamento globale". In Italia abbiamo un modo di definire questo tipo di affermazioni come "fare pipì fuori dal vaso." Questi hanno dedotto decisamente troppo da una singola misura incerta, che poi risulta essere sbagliata. 

Terza lezione appresa: i cattivi articoli scientifici possono spesso essere identificati dalle loro affermazioni politicamente orientate.

Quindi, cosa c'era davvero che non andava nell'articolo di Skrab? Esaminare nel dettaglio un articolo scientifico denso di equazioni, numeri e tabelle è molto faticoso (e, in italiano, abbiamo un principio che descrive quanto sia poco gratificante, ma non lo riporto qui perché usa termini scatologici). In questo caso, però, c'è una chiara spiegazione fornita da  Andrews e Tans  che evidenzia gli errori banali che Skrab et al. fatto. 

Senza entrare nei dettagli, l'errore principale nell'articolo di Skrab è stato quello di trascurare l'effetto delle esplosioni nucleari nel creare una quantità extra di 14C, dando così l'impressione che la frazione di carbonio fossile nell'atmosfera sia inferiore a quella che effettivamente è. È più complicato di così, ma è sufficiente per individuare l'errore più evidente della storia. 

Quarta lezione appresa: una buona confutazione a un brutto articolo può insegnarti molto!

Ora, come può essere che un gruppo di scienziati con una buona reputazione nel loro campo scelga di occuparsi di un argomento che non conoscono e finisca per rendersi ridicolo? Può succedere che una rivoluzione scientifica provenga da nuovi arrivati ​​nel campo; per esempio, quando Galileo dimostrò che i pianeti non potevano muoversi perché spinti dagli angeli, diede un contributo fondamentale a un campo che non era il suo; la teologia. Ma è raro. Fare la figura dei fessi è molto più comune. Potrebbe essere facilmente evitato con un minimo di umiltà: prima di pubblicare un articolo, perché non sottoporlo prima agli esperti del settore? Ciò non significa che gli esperti abbiano sempre ragione, ma possono indicare gli errori che uno commette facilmente se è un dilettante. Tuttavia, succede sempre così.

Quinta lezione appresa: gli scienziati possono essere accecati dalle loro idee preconcette proprio come chiunque altro. 

Per concludere, come avrete immaginato, l'affermazione che " la CO2 totale dovuta all'uso di combustibili fossili... è troppo bassa per essere la causa del riscaldamento globale". sta facendo il giro dei social media, segnalato da persone che non si sono sforzate di capire perché sia ​​stato pronunciato, né perché sia ​​sbagliato. E così vano le cose. 

Sesta (e ultima) lezione appresa: la politica ha sempre la meglio sulla scienza nel dibattito.  


mercoledì 14 giugno 2023

Ma cos'è questo EROEI (Energy Return on Energy Invested)? E perché è così importante?



Se sei un leone, non devi solo correre più veloce di una gazzella; devi assicurarti che l'energia metabolica che ottieni mangiando la gazzella sia superiore all'energia che hai usato per la caccia. Se no, muori. È la dura legge dell'EROI. 


Il concetto di Energy Return on Energy Invested (EROI o EROEI) esiste da molto tempo. È stato introdotto nella sua forma moderna negli anni '80 da Charles Hall, ma è parte della termodinamica dei sistemi di non equilibrio. Può essere facilmente compreso se lo vediamo come l'equivalente del ROI (ritorno sull'investimento). Il ROI (EROI) è dato dal denaro (energia) restituito da un certo investimento (infrastruttura energetica) diviso per l'investimento monetario (energia). C'è bisogno di un valore maggiore di uno affinché un investimento abbia un senso o, se sei un leone, per sopravvivere. Grandi valori di questo parametro rendono la vita facile agli investitori, ai produttori di energia e ai leoni (ma non alle gazzelle). 

Fino a tempi recenti l'opinione comune era che l'EROEI dei combustibili fossili fosse molto alto: durante il periodo di massimo splendore dell'estrazione del petrolio si diceva che fosse intorno a 100. Pensate a un investimento che vi restituisce il capitale moltiplicato per uno cento (!!), e si capisce perché il petrolio era, e rimane, così importante per la nostra società. Allo stesso tempo, l'EROEI dell'energia rinnovabile è stato calcolato nell'ordine di 5-7, con alcuni studi che lo collocavano addirittura sotto 1. Ciò ha dato origine alla narrativa secondo cui solo il petrolio e altri combustibili fossili potrebbero sostenere una civiltà industriale e che le rinnovabili in realtà non lo fossero; nella migliore delle ipotesi erano "sostituibili" fintanto che c'era petrolio disponibile. La conseguenza è stata l'enfasi sulle soluzioni sociali e politiche: decrescita, risparmio energetico, ritorno a una economia rurale o, semplicemente, morire tutti quanti e buonanotte. 

Quanto velocemente cambiano le cose! Nuovi studi, tra cui uno di Murphy et al ., hanno rivelato che l'EROEI del petrolio potrebbe non essere mai stato così alto come si pensava. Bisogna tener conto che il petrolio di per sé è inutile: deve essere trasportato, raffinato e bruciato all'interno di motori poco efficienti per fornire energia alla società. Quindi è corretto calcolare l'EROEI del petrolio al “punto di utilizzo” piuttosto che alla “bocca del pozzo”. Fatto ciò, si scopre che l'EROEI del petrolio potrebbe essere (ed essere stato) inferiore a 10. Allo stesso tempo, il progresso tecnologico e i fattori di scala hanno portato a un miglioramento dell'EROEI delle rinnovabili (eolico e fotovoltaico) ben oltre 10. 

Ora, il paradigma è ribaltato. Le rinnovabili sono veramente rinnovabili, mentre il petrolio non lo è mai stato. Questo ci dà la possibilità di rivisitare il paradigma dominante di come affrontare la crisi energetica. Il nuovo paradigma è che possiamo ricostruire una società sulla base delle energie rinnovabili. Non sarà uguale a quella creato dal petrolio, e potremmo dover accettare una considerevole contrazione economica nel processo per arrivarci. Ma ci offre una possibilità concreta per creare una società resiliente e prospera. 

Certo, non tutti sono d'accordo su questi concetti ed è in corso una vivace discussione in cui diverse persone stanno difendendo il vecchio paradigma. Un argomento nella discussione dice che se usi l'energia del petrolio per raffinare il petrolio, quell'energia non dovrebbe essere conteggiata nel denominatore del rapporto EROEI. E, quindi, che l'EROEI dei combustibili fossili è molto più grande di quanto indicano i recenti calcoli. Questo è sciocco: l'energia è energia, non importa da dove venga. Nafeez Ahmed discute questo punto in dettaglio nel suo blog, " The Age of Transformation " dicendo, tra le altre cose, che:


.. .. il geologo petrolifero Art Berman ha pubblicato un post affermando anche che l'articolo di Murphy et. è fondamentalmente errato. Ha concluso che se Murphy e i suoi coautori avessero ragione, allora decenni di ricerca sull'EROEI che mostrano valori estremamente alti per i combustibili fossili sarebbero sbagliati. Ripete lo stesso argomento di Hagens, e poi lo usa per offrire un nuovo calcolo:

Quasi il 9% dei costi totali post-estrazione del petrolio sono per la raffinazione. Eppure la maggior parte dell'energia per la raffinazione proviene dal petrolio greggio e dai prodotti raffinati utilizzati nella raffineria. È, in effetti, co-generato. Ciò non annulla l'investimento energetico necessario per far funzionare la raffineria ma non è un costo per la società come indicato nella tabella... Ho diviso il loro 8,9% per l'investimento di raffinazione per 3 per tenere conto della cogenerazione sopra descritta (probabilmente è molto inferiore). L'EROEI petrolifero risultante è 18. Ciò rimuove completamente la buona notizia dai proclami di Ahmed e Bardi di "missione compiuta" e riporta l'EROEI petrolifero all'intervallo di consenso degli ultimi due decenni.

L'errore chiave in questa argomentazione è dove Berman dice: "Ciò non nega l'investimento energetico necessario per far funzionare la raffineria, ma non è un costo per la società come indicato nella tabella".

Ma non è corretto. Il termine "costo per la società" si riferisce proprio all'energia investita che non è disponibile per l'uso da parte della società. Sebbene l'energia utilizzata per raffinare il petrolio greggio sia cogenerata, è ancora un input nel processo di raffinazione prima che il petrolio diventi disponibile per il lavoro effettivo nella società nella fase di "energia finale". In altre parole, l'energia viene utilizzata per raffinare il petrolio e quindi non è comunque disponibile per la società.

Quello che Berman e Hagens stanno effettivamente cercando di fare è classificare l'energia usata per raffinare il petrolio come un 'output energetico' che rappresenta un lavoro utile per la società al di fuori del sistema energetico. Ma questa classificazione non ha senso se si considera che rappresenta un lavoro specificamente legato in primo luogo a rendere l'energia utilizzabile per la società, perché il petrolio deve essere raffinato e lavorato prima di poter essere effettivamente convertito in energia utilizzabile per la società .

Berman si chiede inoltre che se l'EROEI per i combustibili fossili fosse molto più basso, come avrebbe potuto essere così redditizio? Come ha sottolineato lo scienziato Ugo Bardi, la redditività di un settore dipende da numerosi fattori esterni al sistema energetico legati al credito, ai mercati, alla politica economica, agli investimenti, ai valori valutari e non solo. Ma oltre a ciò, la linea di fondo è che Murphy et. La ricerca di al suggerisce che se il petrolio è stato redditizio con un EROEI molto più basso di quanto si credesse in precedenza, allora le ipotesi precedenti sulla prosperità economica che richiedono livelli di EROEI molto più alti sono discutibili.

A causa delle enormi perdite di efficienza della conversione dell'energia dal petrolio in forme utilizzabili (tra il 50 e il 70% dell'energia viene persa convertendo l'energia primaria in energia finale), poiché le energie rinnovabili evitano tali perdite, possono produrre circa il 50% in meno di energia per soddisfare la domanda. Ciò significa che il presunto EROEI minimo per sostenere una civiltà vitale derivata dai combustibili fossili potrebbe essere molto inferiore in un sistema più efficiente.

Come sottolinea Marco Raugei, il passaggio alle rinnovabili e all'elettrificazione “può aprire le porte al raggiungimento dei servizi richiesti con una domanda di energia primaria molto inferiore, il che a sua volta implica che può essere sufficiente un EROEI significativamente inferiore a quanto ipotizzato in precedenza”.


Per saperne di più sull'EROEI, potete esaminare questi documenti

The Role of Energy Return on Energy Invested (EROEI) in Complex Adaptive Systems ,  di Ilaria Perissi, Alessandro Lavacchi e Ugo Bardi, Energie, 2021

Peaking Dynamics of the Production Cycle of a Nonrinnovaable Resource ,  di Ilaria Perissi, Alessandro Lavacchi e Ugo Bardi, Sustainability 2023


domenica 11 giugno 2023

Che Pena il Dibattito sul Clima


Dal "Fatto Quotidiano" del 24 Maggio 2023


Il disastro dell’Emilia-Romagna ha generato un’accesa discussione fra quelli che lo attribuiscono al cambiamento climatico e quelli che lo danno come dovuto alla cementificazione o ai verdi che non vogliono tagliare gli alberi. E’ parte del dibattito sul clima che, purtroppo, è degenerato in una polemica assai semplificata, per non dir di peggio. Oltre ad accusare (o scagionare) il CO2 per i fenomeni estremi, non c’è molto di più che ragionamenti sul fatto che “il clima è sempre cambiato,” e vaghi discorsi sugli elefanti di Annibale, o le Alpi prive di ghiaccio nel Medio Evo. E da questo se ne dovrebbe dedurre che il cambiamento non è colpa dell’uomo e non azzardatevi a togliermi la mia suv. Dall’altra parte, si tende a liquidare le obiezioni parlando di “negazionismo” (termine che non uso e che suggerirei a tutti di non usare) e con il concetto che “il 99% degli scienziati è d’accordo, e allora tacetevi”.

E’ un peccato che il dibattito sul clima si sia ridotto a questo basso livello. Ma è un fatto che la politica vuole certezze; pochi e semplici concetti in bianco e nero. Invece, la scienza (quella vera, non quella dei televirologi) tende sempre a sfumature di grigio. Questo è vero in particolare per la scienza del clima; una faccenda complessa e incerta, ed è proprio questo che la rende così affascinante. Forse anche i negazionisti… (oops, scusate, mi è sfuggito!) la troverebbero affascinante se avessero voglia di fare uno sforzo per capirla.

Su questo punto, vi posso raccontare di qualche sviluppo recente. Per cominciare, c’è un articolo in preparazione di James Hansen e altri che fa il punto su quello che si sa sul clima degli ultimi 66 milioni di anni, il periodo chiamato “Cenozoico”. Quello, per intendersi, dei mammiferi dopo l’estinzione dei dinosauri. E, per la felicità di quelli che dicono che “il clima è sempre cambiato”, beh, è proprio vero: all’inizio del Cenozoico le temperature erano qualcosa come 10-12 gradi più alte di oggi. Era un mondo diverso, senza ghiacci ai poli, con il livello del mare più alto di circa 60 metri rispetto all’attuale, e molte altre cose.

Il punto è, tuttavia, che il clima non cambia per caso. Ci sono delle ragioni che lo destabilizzano ed è questo il soggetto dell’articolo di Hansen. Viene fuori che siamo oggi in condizioni di concentrazioni di gas serra tali che a lungo andare potremmo tornare alle condizioni dell’inizio del Cenozoico; ovvero 10 gradi in più di temperatura, con gli annessi 60 metri di innalzamento del livello del mare. Non succederà a breve scadenza ma, quantomeno, è una strada un po’ pericolosa quella che abbiamo preso.

C’è poi di un altro articolo recente, che studia un argomento complementare, ovvero i fattori che tendono a stabilizzare il clima. Anche qui, leggiamo una storia affascinante: sono questi fattori che hanno reso possibile la sopravvivenza della vita terrestre per miliardi di anni. Questo studio è una conferma della cosiddetta “Ipotesi Gaia” presentata tempo fa da Lynn Margulis e James Lovelock. Ma non facciamoci troppe illusioni: sono fenomeni molto lenti se confrontati con l’esistenza umana. Su scale di tempi relativamente brevi – meno di qualche migliaio di anni – non compenseranno la perturbazione antropogenica attuale.

Per finire, un cenno a un articolo al quale ho contribuito anch’io sul ruolo delle foreste nella regolazione del clima e dell’umidità atmosferica. Viene fuori che le foreste stabilizzano sia il clima come le precipitazioni quando sono in buona salute e potrebbero avere un effetto benefico nell’evitare disastri come quello recente in Emilia-Romagna. Ma, anche qui, l’azione umana in termini di tagli indiscriminati e cementificazione ha fatto danni.

Tutte queste cose sono affette da inevitabili incertezze e risultano incomprensibili da chi vede il mondo in bianco e nero, come è normale nel dibattito politico. Ma, nel dubbio, io prenderei qualche precauzione. Oltre alle cose che già sappiamo su come combattere il riscaldamento globale, io lascerei anche le foreste in pace e ne pianterei di nuove.