Dalla scoperta del fuoco alle rinnovabili, il lungo viaggio dell’energia verso un nuovo mondo

Il mercato dell’energia sta cambiando: nuove politiche, tecnologie e fonti fanno pensare all’inizio di un lungo viaggio verso un nuovo mondo, una “transizione energetica” alla ricerca della sostenibilità del modello di consumo e di soluzioni per combattere riscaldamento globale e cambiamento climatico.

Mulini a vento – Olanda

Per capire come si è evoluta l’umanità in funzione dell’energia che ha utilizzato, esaminiamo le principali transizioni energetiche “epocali” del passato.

Individuare le fasi di transizione energetica che hanno accompagnato la storia dell’uomo è una operazione che rischia di basarsi su valutazioni soggettive: il processo è continuo e si manifesta in fasi successive e i suoi limiti temporali non sempre sono facili da individuare. Per questo motivo ci affidiamo alla classificazione utilizzata da un noto studioso della storia dell’energia, Vaclav Smil, che ha identificato quattro transizioni energetiche epocali del passato.

La prima ha come protagonista l’uomo primitivo. A quel tempo i nostri antenati facevano affidamento solo sulla propria energia somatica (ovvero sulla conversione del cibo in forza muscolare) per raccogliere alimenti vegetali o uccidere animali. In questo modo si rifornivano dell’energia necessaria per mantenersi in vita e svolgere i compiti quotidiani. La forza motrice primaria (il motore primario) era rappresentata dall’uomo stesso e dai suoi muscoli, mentre la fonte di energia primaria erano le biomasse, alla base della catena alimentare dei cibi di cui si nutriva. Quando l’uomo primitivo imparò a controllare il fuoco – evento databile a circa 800.000 anni fa – ebbe luogo la prima transizione energetica. Questa scoperta, infatti, fornì la prima fonte di calore extra-somatica rendendo più appetibile il cibo e più sicure e calde le notti. Il combustibile era comunque costituito da biomasse, che per lungo tempo continuarono a essere l’unica fonte primaria d’energia del sistema.

La seconda transizione energetica epocale si ebbe quando l’uomo primitivo si trasformò da cacciatore e raccoglitore in allevatore e coltivatore. Quel periodo storico è identificato con il nome di “Rivoluzione agricola del neolitico” ed ebbe luogo presumibilmente nel periodo che va dal 12.000 – 8000 A.C. (alla fine dell’ultimo periodo glaciale) fino al 3500 A.C. circa. Da una situazione di nomadismo l’uomo passò progressivamente a una situazione di agricoltura sedentaria che forniva una fonte di energia alimentare di gran lunga più affidabile e costante rispetto alla pratica tipica del nomadismo di “depredamento” dell’ecosistema naturale e successivo cambiamento di zona.

A sua volta, un approvvigionamento alimentare-energetico più sicuro consentì la domesticazione e l’utilizzo sistematico nel lavoro di varie specie animali. La rivoluzione agricola del neolitico, nella pratica, potremmo dire sia stata la prima azione di ricerca della “sicurezza energetica” da parte dell’uomo. L’uomo, quindi, iniziò ad allevare animali e a utilizzarli nel lavoro agricolo, nella costruzione di edifici, nei trasporti e nelle guerre. In termini di capacità di lavoro, l’animale era in grado di superare, gli uomini più energici e laboriosi. Buoi, cavalli, muli e asini (ma anche cammelli ed elefanti) sono rimasti i nostri motori primari per tutto il corso della storia, scomparendo dalla scena del lavoro – in buona parte ma non del tutto – solo dopo l’inizio dell’industrializzazione moderna.

La terza transizione energetica epocale fu un processo lungo e a macchia di leopardo, che vide l’introduzione di nuovi tipi di motori primari – questa volta di natura meccanica – azionati dall’acqua e dal vento. Le prime piccole ruote a pale mosse dall’acqua furono introdotte in Europa nell’età antica e i primi mulini a vento arrivarono circa 1000 anni dopo. L’aumento di capacità ed efficienza di queste macchine fu lento, ma alcuni paesi europei, agli albori dell’era moderna, ne disponevano ormai in gran quantità: i mulini a vento contribuirono alla prosperità dell’Olanda durante l’età moderna e, nei secoli XVIII e XIX, erano numerosissimi e sempre più potenti anche nelle zone montuose di Francia e Germania.

La quarta transizione energetica epocale – quella che ha portato al paradigma energetico attuale – è un processo ben più complesso dei precedenti, i cui elementi costitutivi sono la sostituzione in tempi relativamente rapidi della biomassa come fonte di energia con le fonti fossili (carbone, petrolio e gas naturale), l’introduzione dell’elettricità come moderno vettore energetico e l’invenzione e diffusione di macchine (motori primari) molto più potenti. La quarta rivoluzione energetica fu innescata – e resa possibile – dalla prima rivoluzione industriale: fu questo il processo che spinse alla ricerca e sviluppo di motori potenti alimentati da fonti di energia facilmente reperibili e disponibili in ampia quantità. Lo scopo era di aumentare la produttività della forza lavoro e di soddisfare una domanda di beni in crescita continua.

Il primo combustibile fossile in grado di rispondere a queste esigenze fu il carbone estratto dal sottosuolo. Al carbone seguirono – alla fine del diciannovesimo secolo – i combustibili liquidi ottenuti per raffinazione del petrolio greggio e successivamente il gas naturale.

Notevoli furono anche le novità introdotte nel settore dei motori primari. Nel XVIII secolo i motori a vapore furono i primi a essere alimentati a combustibile fossile, ovvero il carbone che generava il vapore. Ad essi seguirono i motori a combustione interna alimentati da prodotti petroliferi come benzina, gasolio o olio combustibile (scoperti e sviluppati nella seconda metà del XIX secolo) e le turbine a vapore (sviluppate negli anni Ottanta del XIX secolo). Anche i motori elettrici furono introdotti verso la fine dello stesso decennio.

Tra le grandi innovazioni del XX secolo vi sono poi l’energia nucleare e la turbina a gas (turboreattore), una tecnologia ampiamente impiegata nella generazione elettrica e nel trasporto aereo.

A parte queste ultime eccezioni, i principali combustibili e i vari tipi di macchine ancora oggi in uso sono gli stessi da oltre un secolo, sebbene l’entità del loro utilizzo, la loro capacità produttiva unitaria e la loro efficienza siano aumentate considerevolmente rispetto agli inizi.

La quarta transizione energetica ci ha dunque portati nell’età contemporanea e, giunti a questo punto, può sorgere spontanea una domanda: ma qual è di preciso il mix energetico attuale? Qual è il paradigma energetico da cui la nuova transizione energetica – la quinta transizione energetica epocale – ci dovrebbe far uscire per andare alla ricerca della sostenibilità del modello di consumo e di soluzioni per combattere riscaldamento globale e cambiamento climatico? Se avrete la pazienza di seguirci, sono questi gli argomenti che affronteremo nella prossima puntata.

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