1 agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile...
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Agenzia Nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile
Educarsial futuro
www.educarsialfuturo.it
Ciò che manca al nostro Ciò che manca al nostro sistemasistema educativo è educativo è
un insegnamento dedicato all’epoca planetaria che noi viviamo...un insegnamento dedicato all’epoca planetaria che noi viviamo...
......nulla ci insegna lo stato del mondo in cui siamo ”......nulla ci insegna lo stato del mondo in cui siamo ”
Edgar MorinEdgar Morin
3ENEA - educarsi al futuro
le 2.000 maggiori imprese della Corea del Sud hanno raddoppiato gli utili negli ultimi dieci anni.
Samsung LG Hyundai Kia …….
A scuola c’è bisogno di A scuola c’è bisogno di innovazione…..innovazione…..
Non è per caso …..
La scuola della Corea del sud è tra le miglior scuole del mondo
legame emotivo insegnante –
studente
l’emozione aiuta ad apprendere
desiderio di conoscere
voglia di impegnarsi
autostimaidentità
emozione
apprendimento
educazione
A scuola c’è bisogno di emozione A scuola c’è bisogno di emozione …..…..
La popolazione mondiale cresce drasticamente, entro qualche decennio la terra ospiterà 9 miliardi di persone,
circa 2 miliardi più delle attuali
Nuovi saperi necessari per affrontare una questione Nuovi saperi necessari per affrontare una questione complessa:complessa:
I nuovi abitanti nascono in maggioranza in regioni povere; per raggiungere condizioni di vita accettabili avranno bisognodi quantità sempre maggiori di energia e di risorse naturali
La terra è un ecosistema chiuso, le sue risorse sono limitate,lo sviluppo imposto dall’uomo, non può “superare” i limiti biofisici del pianeta
Costruire un Futuro Costruire un Futuro sostenibilesostenibile
La terra è un ecosistema chiuso e limitato
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è possibile realizzareè possibile realizzare
uno sviluppo uno sviluppo illimitatoillimitato
dentro dentro
un eco-sistema un eco-sistema
limitatolimitato ??
7ENEA - educarsi al futuro
250 milioni250 milioni500 milioni500 milioni
L’umanità ha impiegato 16 secoli per crescere da 250 a 500 milioni di abitanti
Anno 0 1600 1950 2050
La popolazione mondiale è cresciuta molto lentamente fino al 1800
8ENEA - educarsi al futuro
250 milioni250 milioni
2 miliardi2 miliardi
500 milioni500 milioni
9 miliardi9 miliardi
Anno 0 1600 1950 2050
dal 1950 al 2050, in soli 100 anni, la popolazione terrestre
crescerà di 7 miliardi di abitanti
..mentre ora cresce drasticamente
9ENEA - educarsi al futuro
Anno 0 1600 1950 2050
.. ogni giorno nascono 364.000 bambini nel mondo
Variazione della popolazione mondiale tra il Variazione della popolazione mondiale tra il 20002000 e il e il 20502050
anno 2000 - 6,2 miliardi di abitantianno 2000 - 6,2 miliardi di abitanti
Variazione della popolazione mondiale tra il Variazione della popolazione mondiale tra il 20002000 e il e il 20502050
(milioni di abitanti)(milioni di abitanti)
anno 2050 - 9,2 miliardi di abitantianno 2050 - 9,2 miliardi di abitanti
anno 2000 - 6,2 miliardi di abitantianno 2000 - 6,2 miliardi di abitanti
nel 2050 l’Africa sarà la regione più popolosa del pianeta con 2 miliardi di abitanti
Più energia per i paesi poveri
12ENEA - educarsi al futuro
Ai paesi poveri si dovranno assicurare quantità crescenti di risorse naturali e di energia perché possano raggiungere livelli minimi di dignità e benessere.
13ENEA - educarsi al futuro
Essi non possono limitare i loro consumi,
due miliardi di persone vivono ancora senza servizi ed energia
Meno consumi per i paesi ricchii paesi sviluppati dovranno invece ridurre i loro consumi e adottare stili di vita più moderati
applicare le conoscenze e le tecnologie di cui dispongonoper vivere in città in cui sia possibile respirare aria pulita
dare impulso alla ricerca di nuovi sistemi per produrre energia senza danneggiare il nostro ambiente
ENEA - educarsi al futuro
Un americano consuma 25 barili di petrolio all’annoUn americano consuma 25 barili di petrolio all’anno
Un europeo consuma 12 Un europeo consuma 12 barili barili
Un cinese ne consuma 6 Un cinese ne consuma 6 barilibarili
Energia consumata nel mondo pro capite (anno 2011)
Un cinese ne consuma 6 Un cinese ne consuma 6 barilibarili
Un indiano ne consuma Un indiano ne consuma 1,3 1,3
Un africano ne consuma 1Un africano ne consuma 1
L’energia non è una questione L’energia non è una questione tecnicatecnica
è, prima di tutto, una questione è, prima di tutto, una questione eticaetica
perché senza energia non c’èperché senza energia non c’è vita dignitosa vita dignitosa
C’è chi ha troppa energia … e la spreca ….C’è chi ha troppa energia … e la spreca ….
e chi non ha il minimo necessario per e chi non ha il minimo necessario per vivere ….. vivere …..
18ENEA - educarsi al futuro
Crescita dei consumi energetici mondialiCrescita dei consumi energetici mondiali
Non possiamo soddisfare i consumi mondiali di energia, in continuo aumento, con le fonti fossili che sono in progressivo
esaurimento.
E’ necessario passare a fonti inesauribili, rinnovabili e non
dannose per l’ambiente
19ENEA - educarsi al futuro
L’ 87 % di tutta l’energia consumata nel mondo nel 2010 proviene da fonti fossili ( petrolio + gas + carbone )
Quale fonti abbiamo utilizzato nel 2010 per produrre energia ?
20ENEA - educarsi al futuro
il carbone, il petrolio e il gas naturale contengono l'energia chimica che, in centinaia di milioni di anni fa , si è accumulata nelle molecole organiche.
Il carbone si è formato dalla fossilizzazione delle foreste 300 milioni di anni fa. I resti vegetali, sotto forte pressione e alta temperatura, si sono trasformati grazie alla decomposizione operata da batteri anaerobi, (eliminazione di ossigeno, idrogeno e azoto, aumento di carbonio.)
Il petrolio è una miscela di idrocarburi liquidi, (catene di atomi di carbonio e idrogeno) che deriva dalla fossilizzazione di resti organici animali, in genere del plancton, in ambiente marino.
Il gas naturale è una miscela di idrocarburi gassosi, formati da atomi di carbonio e di idrogeno. Il componente principale è il metano (CH4), seguito da etano (C2H6), propano (C3H8) butano (C4H10) e pentano (C5H12). Si origina insieme al petrolio e deriva da organismi animali in ambiente lagunare anaerobico.
300 milioni di anni fa
si formano i fossili
21ENEA - educarsi al futuro
Negli ultimi 500 milioni di anni si sono alternati climi caldi e freddi
L’ultimo periodo di riscaldamento terrestre si è avuto circa 50 milioni di anni fa a causa di una intensa attività solare e all’aumento della CO2 (1000 ppm)
Da allora il livello di CO2in atmosfera è andato sempre decrescendo grazie agli organismi viventi, in particolare quelli marini, che la fissavano attraverso
la sintesi clorofilliana e la depositavano come carbonato sul fondo degli oceani.
50 milioni di anni fa diminuisce progressivamenete la CO2 in
atmosferadiminuisce la temperatura terrestre
5 milioni di anni fa… nasce l’uomo
come è cambiato il pianeta da allora ad oggi ?
90.000 MtC/anno90.000 MtC/anno
800.000 MtC/anno800.000 MtC/anno
120.000 MtC/anno120.000 MtC/anno
ATMOSFERAATMOSFERA
1,8% (760.000 MtC)
SUOLOSUOLO5,6% (2,3 milioni MtC)3/4 nel suolo ¼ nei viventi
OCEANOOCEANO 92,6% (38 milioni MtC)
Da quando l’umanità ha cominciato a estrarre combustibili fossili dal sottosuolo, ha attivato un quarto serbatoio di carbonio che, da centinaia di milioni di anni , era rimasto isolato . L’umanità rischia così di trasferire nell’atmosfera , in poche centinaia di anni, tutto il carbonio che si è formato nel sottosuolo in centinaia di milioni di anni.
L’USO DEI FOSSILI STRAVOLGE IL CICLO NATURALE DEL CARBONIO
Clima: istruzioni per l’uso - V. Ferrara, A. Farruggia - Edizioni Ambiente
3,7 milioni MtC 3,7 milioni MtC carbonio fossile
confinato da oltre 100 milioni di anni
nel sottosuolo rientra in
atmosfera
FATTORE UOMO
23ENEA - educarsi al futuro
La concentrazione di CO2 in atmosfera è aumentata del 35% in 200 anni passando da 280 ppmv a 400 ppmv (parti per milione in volume) nel 2014
24ENEA - educarsi al futuro
Gli studi realizzati in Antartide sulle bolle d’aria intrappolate negli strati profondi di ghiaccio hanno permesso di scrivere “la storia” della CO2 nell’aria fino a 600.000
anni fa
Le misure dimostrano che la concentrazione della CO2 nell’atmosfera si è sempre mantenuta, da 600 mila anni fa ad oggi, tra 200 e 290 ppm.
Oggi è già salita drasticamente da 290 a 380 ppm e continua ad aumentare…
Londra
Roma
Centro della terra
Più del 99% della massa dei gas atmosferici si trova nei
primi 40Km della stratosfera
raggio terrestre = 6387
Km
questo sottile strato di gas determina lo scambio di energia
tra il sole e la terra
e gioca un ruolo fondamentale per trasferire calore tra gli ecosistemi terrestri e marini
il sistema climatico terrestre non è altro che lo stato di equilibrio tra
i vari flussi di energia che vengono continuamente scambiati
dentro e fuori l’atmosfera terrestre.
Se cambiano i flussi di energia, necessariamente cambia il clima
ENEA - educarsi al futuro
l’organizzazione delle Nazioni Unite mette in
guardia l’uomo sull’aumento delle catastrofi naturali :
inondazioni, cicloni, ondate di calore e cicloni tenderanno
ad aumentare sempre di più, con impatti che
interesseranno praticamente tutto il pianeta Terra.
La temperatura media globale crescerà in misura compresa tra 0,3 e 4,8 gradi (°C) entro il 2100
L'aumento del livello dei mari sarà compreso tra 26 e 82
centimetri entro il 2100: è dovuto in parte allo
scioglimento dei ghiacciai continentali e alle calotte
glaciali polari, e in parte alla dilatazione termica dell'acqua dovuta al
riscaldamento stesso.
ottobre 2014
Ultimo Rapporto Ipcc
Le emissioni mondiali di gas serra devono essere ridotte
dal 40 al 70% tra il 2010 e il 2050.
«Gli effetti dei cambiamenti climatici si fanno già sentire su tutti i continenti e negli oceani.
La natura dei rischi legati ai cambiamenti climatici è sempre più chiara.
« Visto il riscaldamento considerevole e l’aumento continuo delle emissioni di gas serra,
I rischi diventeranno difficili da gestire ed anche degli investimenti importanti e sostenuti nell’adattamento avranno i loro limiti ».
hanno partecipato 309 autori e 436 ricercatori di 70 paesi
29ENEA - educarsi al futuro
Emissioni di CO2 per singolo abitante, da combustibili fossili
30ENEA - educarsi al futuro
Mangiare carne impatta molto più sul clima rispetto a mangiare verdure. Il grafico mostra quante emissioni incorporano i vari cibi,
a parità di calorie fornite
La strategia europea 20 - 20 - 20 per il 2020
20 % dell’ energia dovrà essere prodotta da fonti rinnovabili
20 % di taglio dei consumi per risparmio energetico
20 % di riduzione delle emissioni di CO2
L’obiettivo europeo è stato articolato in obiettivi nazionaliL’obiettivo europeo è stato articolato in obiettivi nazionali
entro il 2020 l’Italia deve raggiungere entro il 2020 l’Italia deve raggiungere
una quota del 17% di fonti rinnovabili sul totale dei consumi finali una quota del 17% di fonti rinnovabili sul totale dei consumi finali
e ridurre del 14% le emissioni di gas serra rispetto ai valori del 2005. e ridurre del 14% le emissioni di gas serra rispetto ai valori del 2005.
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le rinnovabili nel 2012 hanno coperto
il 27% del consumo di energia elettrica italiana
l’energia prodotta da rinnovabili è stata complessivamente pari a 92,4 TWh, +11% rispetto al 2011
Il fotovoltaico ha aumentato la produzione del 74,4% (da 10,8 a 18,8 TWh)
l’eolico ha aumentato l’energia prodotta del 41% (da 9,8 a 13,9 TWh)
Le bioenergie (biomasse, biogas e bioliquidi) aumentato del 13% (da 10,8 a 12,2 TWh)
La fonte geotermica è rimasta stazionaria intorno ai 5,5 TWh annui.
Fonte: GSE (Gestore dei Servizi Energetici)
33ENEA - educarsi al futuro
A fine 2011 nel mondo si è arrivati a 67,3 GW fotovoltaici cumulativi. Oggi la stima è che il fotovoltaico produca 80 miliardi
di kWh l’anno di elettricità, 60 miliardi dei quali in Europa.
34ENEA - educarsi al futuro
Solo fotovoltaico ed eolico dal 2000 al 2012 in Europa hanno installato 166.000 MW di potenza, oltre 28.000 MW nel solo 2012.
Energia dal vento
36ENEA - educarsi al futuro
Gli Stati Uniti, con la politica di Obama pro-energie rinnovabili, hanno raggiunto il
traguardo dei 50 GW di capacità eolica istallata sul territorio. La stessa potenza di 44 centrali a carbone o di 11 centrali nucleari.
Permetteranno di far risparmiare all’atmosfera tanto biossido di carbonio quanto ne emetterebbero 14 milioni di automobili su strada
si calcola che in Germania sono stati creati 750.0000 posti di lavoro, con le rinnovabili
Mappa irraggiamento solare fonte: NASA
38ENEA - educarsi al futuroENEA - Centro Ricerche Casaccia - RomaENEA - Centro Ricerche Casaccia - Roma
grandi specchi parabolici lineari di oltre 5 metri grandi specchi parabolici lineari di oltre 5 metri concentrano la radiazione solare su un tubo ricevitore concentrano la radiazione solare su un tubo ricevitore dove scorrono sali fusi che vengono riscaldati fino ad dove scorrono sali fusi che vengono riscaldati fino ad
oltre 500 ° C. oltre 500 ° C.
Energia solare a concentrazione per la produzione di energia elettrica
L’impianto solare scalda il fluido presente nel tubo ricevitore. Il calore del fluido viene accumulato nel primo serbatoio a 550°C. Con questa energia termica possiamo produrre vapore 24 ore su 24. La turbina a vapore genera così energia elettrica.
Il fluido, dopo aver ceduto parte della sua energia termica per produrre il vapore, viene raccolto in un secondo serbatoio a 290°C.
Poi ritorna all’impianto solare per riscaldarsi di nuovo .
40ENEA - educarsi al futuro
Il tubo ricevitore ENEAIl tubo ricevitore ENEA
Progetto Archimede
impianto dimostrativo di una centrale solare 5MWe a Priolo (Sicilia)
Ampie zone del pianeta sono molto soleggiate e perciò idonee alla costruzioni di impianti solari a concentrazione.Da ogni metro quadrato di superficie, possiamo ottenere, in un anno,
la stessa quantità di energia che si ricava da un barile di petrolio.
42ENEA - educarsi al futuro
Ipotetica estensione dell’area occupata da impianti solari termodinamici per produrre il fabbisogno mondiale (europeo) di energia elettrica al 2050
43ENEA - educarsi al futuro
Ad Abu Dhabi, Emirati Arabi Uniti, è entrata in funzione una centrale solare a concentrazione da 100 MW.
La centrale copre un’area di 2,5 km² ed ha una potenza di 100 MW: 250 000 specchi parabolici forniscono energia per 20 000
famiglie.
La tecnologia può sconfiggere la povertà
La tecnologia è l’arma più importante per vincere la povertà
“The end of poverty” Jeffrey Sachs
La diffusione della telefonia cellulare è un ottimo esempio (280 milioni di utenti in Africa, 130 in Brasile, 120 in Indonesia).
Permetterà di superare l’isolamento dei villaggi, diffondere informazione, fare commercio.
In Bangladesh l’operatore mobile GRAMEENPHONE ha introdotto la HealthLine, una linea diretta e continua per l’assistenza medica via cellulare
IEA - Africa Energy Outlook 2014
Nel 2040 l’economia della regione quadruplicherà. Oggi solo 300 milioni di persone hanno accesso all’energia elettrica.
Nei prossimi 30 anni diventeranno oltre 1,5 miliardi di persone.Il ruolo delle energie rinnovabili sarà decisivo, in particolare per le aree
rurali.
L’Africa sarà uno dei più grandi mercati del pianeta. E l’Italia, che è la nazione più vicina all’Africa,
non può perdere questa occasione di cooperazione e sviluppo
Accesso all’energia elettrica nell’Africa sub-sahariana
46ENEA - educarsi al futuro
Energia solare per lo sviluppo dei villaggi rurali
ENERGIA SOLARE PER I VILLAGGI
Oggi è possibile rendere autosufficienti milioni di villaggi rurali sparsi per il mondo con piccoli impianti fotovoltaici e termici che producono sul posto l’energia elettrica necessaria ai loro
bisogni.
POSSIBILITA’ D’USO
illuminare case e ambienticucinare con forni solari e biogas
irrigare con pompe solaripotabilizzare l’acqua
usare utensili da lavoro Frigoriferi,
comunicare e fare scuola
L’Istituto Tecnico Industriale di Spoleto ha progettato e
costruito un mulino fotovoltaico per produrre
farina di miglio
Il mulino, alimentato da un modulo fotovoltaico da 70Wp, può risparmiare molte ore di lavoro alle donne dei villaggi
Il Kit fotovoltaico permette di illuminare due aule scolastiche e l’abitazione dell’insegnate in una scuola di un villaggio rurale privo di energia elettrica.
E’ composto da un modulo fotovoltaico di 300 Wp, una batteria, un regolatore di carica e 14 lampade a risparmio di energia.
È semplice da installare e può essere gestito dal maestro. (costo indicativo € 800).
Grazie alle donazioni di scuole e Consulte degli studenti stiamo portando energia elettrica fotovoltaica in alcune scuole di
villaggi rurali della Mauritania e del Burkina Faso
51ENEA - educarsi al futuro
scuola
ricerca
cooperazione
Scuola, ricerca e cooperazione, oggi vivono in contesti separati,
per divulgare un nuovi saperi e promuovere la cultura della cittadinanza terrestre è necessario creare una forte connessione fra loro