Energia. Sembra così scontato, ma tra le generazioni di scienziatз che sono vissute, ancora oggi non è possibile rispondere semplicemente alla seguente domanda: che cos’è l’energia? Ogni scienziatǝ associa a questa parola un concetto differente: calore, lavoro, informazione, interazione o potenza geopolitica.
Questo accade perché ognunǝ lavora con tipi di energia diversi. La comunità scientifica, così come le reti neurali, la società e il clima, sono sistemi complessi. Non peccheremo di presunzione e non proveremo a rispondere convenzionalmente alla domanda.
“Negare la complessità è l’essenza della tirannia” ha detto il fisico Giorgio Parisi, che con i suoi studi sui sistemi complessi si è guadagnato il Premio Nobel per la Fisica. Oggi parleremo dell’energia chimica più popolare: quella derivante dai legami chimici dei combustibili.
Tra crisi climatica e guerra Russia-Ucraina, l’energia e la sostenibilità energetica stanno finalmente diventando priorità. A fronte degli ingenti aumenti di prezzo giunge la necessità di fare un po’ di chiarezza scientifica.
In Chimica, una reazione è una trasformazione della materia. La materia, tutto ciò che occupa un volume ed è percettibile, è costituita da mattoncini chiamati atomi. Gli atomi si legano fra loro formando molecole: l’acqua è una molecola (H2O) costituita da due atomi di Idrogeno (H) e uno di Ossigeno (O). Questi atomi sono organizzati in molecole grazie alla formazione di legami. Durante una trasformazione, gli atomi riorganizzano i loro legami.
I legami sono interazioni energetiche che avvengono tra due atomi: come tenersi per mano con qualcunǝ. Perciò la riorganizzazione avviene tramite trasferimenti energetici.
In soldoni: come le tue relazioni, il cambiamento passa per la trasformazione e implica energia. Tutte le reazioni passano attraverso una riorganizzazione energetica. L’energia immagazzinata nei legami chimici è definita energia chimica e sarà la protagonista dell’articolo di oggi.
Esistono diversi modi attraverso cui questo trasferimento può avvenire. Le reazioni di combustione sono reazioni ove l’energia si traferisce attraverso gli elettroni, delle particelle elementari che orbitano negli atomi. Gli elettroni sono coinvolti in questi legami: un modo per cambiarli è appunto trasferirli. Chimicamente, i combustibili sono molecole capaci di intraprendere una reazione di combustione cedendo elettroni al comburente che invece è la molecola capace di accettarli (e per questo un comburente è anche un ossidante).
La nostra atmosfera è ricca di un comburente: l’Ossigeno (O2). Si tratta di una molecola diatomica così ossidante che il termine è stato coniato proprio sulla base della sua attività.
La reazione di combustione più semplice è rappresentata da un legno che brucia. Una volta che superiamo una barriera di attivazione, il pezzo di legno comincerà a bruciare. L’Ossigeno accetta gli elettroni che le molecole del legno cedono formando CO2 e liberando energia luminosa e calore: il fuoco.
I combustibili di uso comune sono i così detti combustibili fossili. Con il termine fossile si identifica tutto ciò la cui derivazione è petrolchimica, ossia che derivi dal petrolio. Un fossile è anche un reperto storico derivante dalla sedimentazione statica, nonché un aggettivo per descrivere qualcosa di completamente immobile.
In breve, il petrolio è una poltiglia di materiale organico che si trova in pozzi profondissimi. Immagina una foresta di qualche milione di anni fa, che a causa di una serie di cambiamenti geologici, ancora difficilmente spiegabili, si ritrova in un buco a centinaia di chilometri di profondità. A seconda delle condizioni, in questi buchi si sviluppano anche gas, tra cui il Metano (CH4), che per convenzione identifichiamo come prodotto petrolifero.
Nel corso di tutto questo tempo, la materia di cui i viventi erano costituiti ha subito varie trasformazioni: prima dovute alla decomposizione ad opera di microrganismi, poi alle elevate pressioni e temperature causate dalla profondità. Queste trasformazioni hanno condotto al petrolio ed una miscela di gas: una poltiglia nera-marrone poco avvenente.
È un semplice miscuglio? Scientificamente sì, energeticamente no!
Il grande vanto di questa poltiglia è che le molecole che la costituiscono, oltre che ad essere diversissime, a causa delle elevate energie a cui si sono formate, possiedono legami molto energetici. Una storia analoga vale per il carbone, solo che, a differenza del petrolio, si tratta di un solido generalmente meno energetico. Per inciso, anche il carbone è un combustibile fossile.
Dal ‘600 circa gli Inglesi hanno iniziato ad estrarre carbone per utilizzarlo come combustibile nelle prime macchine a vapore: signori e signore, vi presento la Prima Rivoluzione Industriale.
Dopo due secoli di sfruttamento naturalistico, siamo nel mezzo dell’800 e l’Europa occidentale con il suo modello capitalistico colonizza il mondo intero, portando alla luce nuove scoperte tecnologiche. Viene introdotta la corrente elettrica ed il motore a scoppio, una nuova macchina molto più efficiente della macchina a vapore. Poco più tardi (agli inizi del ‘900) qualcuno si è accorto che una certa poltiglia, già conosciuta e ritrovata qui e lì nel mondo, può essere molto utile se trattata con cura. Si accorgono anche che scavando un po’ più a fondo se ne possono trovare giacimenti interi. Signori e signore, ecco a voi la Seconda Rivoluzione Industriale.
Un secolo di progressi tecnologici ha concesso di migliorare le tecniche di ricerca, estrazione e raffinazione. Un esempio di nuova tecnica estrattiva è il fracking e, in breve, consente di arrivare a giacimenti prima irraggiungibili. L’invenzione di nuove tecnologie è il motivo per cui le stime delle riserve possono variare anche in positivo nel tempo.
Lasciamo da parte tutti gli altri prodotti di derivazione petrolchimica, ossia l’80% di tutto ciò di artificiale che ti circonda in casa, e concentriamoci sui combustibili fossili. Ricorda: ciò che sta alla base di ogni processo è sempre l’energia.
Il petrolio contiene diversi componenti che possono essere separati sfruttando i diversi punti di ebollizione. Le materie prime, una volta estratte, vengono purificate e giungono per mezzo di condotti o navi alle raffinerie, dove avviene la distillazione. Benzina, Diesel, GPL e Metano sono tutti combustibili fossili reperibili nei giacimenti che subiscono processi di raffinazione.
Il Metano che trovate ai distributori o nelle bombole è una miscela di metano e additivi utili a migliorare le performance combustive e rendere la sostanza percettibile. Il GPL (Gas di Petrolio Liquefatti) è una miscela di composti gassosi. Metano e GPL, per motivi di trasporto ed utilizzo, vengono liquefatti imponendo elevate pressioni. Benzina e Diesel invece sono miscele di composti liquidi.
A causa della sua rilevanza energetica, il petrolio ha assunto sempre più importanza e di pari passo alle tecnologie estrattive anche le strategie militari si sono evolute. A dirla tutta, non è solo una questione energetica. Dai composti derivati è possibile ottenere tantissime altre sostanze come la stragrande maggioranza dei materiali plastici disponibili in casa tua, asfalti, bitumi per l’isolamento termico, prodotti chimici utili alla sintesi di farmaci e altro.
Come l’acciaio nella seconda rivoluzione industriale, nel corso di tutto il secolo scorso – almeno fino alla Crisi Energetica del 1973 – l’industria del petrolio è stata utilizzata come metro di paragone delle superpotenze: non si tratta solo di risorse energetiche, si tratta di milioni di posto di lavoro, avanzamento tecnologico e benessere consumista.
L’energia chimica è conservata nei legami delle molecole che costituiscono queste miscele. Dal serbatoio delle vostre macchine, alle vecchie bombole di metano, fino alle grandi cisterne che riforniscono le nostre case di gas metano per cucinare e riscaldarci. Se tutto questo discorso ti è sembrato troppo astratto, ti basta pensare al valore attuale della benzina.
Avete notato degli aumenti nel prezzo della benzina? In questo magnifico grafico targato Ministero della Transizione Ecologica, puoi osservare un aumento generalizzato con forti oscillazioni a ridosso delle più importanti crisi geopolitiche.
Nel 2000 (Bolla delle Dot-Com), 2001 (Torri Gemelle e destabilizzazione del Medio-Oriente), 2008 (Crisi del mercato immobiliare), 2011-2014 (Guerra civile in Libia), 2014 (Invasione della Crimea), 2020 (Pandemia da Covid-19), 2022 (Invasione Russa dell’Ucraina).
La Federazione Russa è il primo esportatore di gas metano ma la maggior parte del petrolio viene dai paesi OPEC (L’Organizzazione dei Paesi Esportatori di Petrolio).
Allora perché è aumentata la benzina?
I prodotti di derivazione petrolifera non sono che un simbolo: è l’instabilità dei sistemi politici a garantire un aumento così vorticoso dei prezzi. La crescente insicurezza verso la sostenibilità economica ed ambientale dei combustibili fossili e l’instabilità politica – e quindi di sistemi economici – si riflettono in oscillazioni molto forti dei prezzi.
Il prezzo di un bene viene normalmente determinato dal meccanismo domanda-offerta. Se l’offerta è più elevata della domanda, il prezzo del bene tenderà a diminuire; viceversa, se la domanda è più elevata dell’offerta allora il nostro bene avrà un prezzo maggiore.
Sembra così facile vero? In realtà sono moltissimi i fattori che prendono parte a questo meccanismo. Ad esempio, su cosa si basa il prezzo iniziale di un bene?
I prezzi derivano da una somma delle spese di estrazione, raffinazione, trasporto e vendita a cui vanno poi aggiunti i costi legati all’inflazione e alle tasse. In Italia le tasse sui carburanti sono le famose Accise.
L’inflazione è un fenomeno legato al valore della moneta: quando i prezzi rimangono elevati ma tu hai gli stessi soldi, puoi comprare meno; vale a dire, il tuo potere di acquisto diminuisce.
Il valore dei soldi è correlato alla presenza di moneta in circolazione determinata dall’emissione di debito da parte di istituti bancari ed è quindi connesso alla potenza economica del sistema in cui questi istituti operano.
Per intenderci, una moneta forte è determinata da un mercato capace di produrre ricchezza in modo affidabile, stabile e garantista. L’Euro (€), il Dollaro ($) e la Sterlina (£) sono monete così forti da essersi meritate addirittura un posto nella nostra tastiera.
Dov’è l’inghippo? Un mercato capace di produrre ricchezza si fonda su un modello economico che ad oggi prevede lo sfruttamento delle risorse petrolifere o che quantomeno lo ha previsto pesantemente in passato.
Ma, ahimè, devo riconoscere che il ruolo del Capitalismo in questa faccenda è puramente simbolico e marginale: va visto piuttosto come un fenomeno subordinato alla natura umana. L’inghippo di cui prima non sorge con il mercato capitalista ma esiste intrinsecamente: ritengo che riguardi la natura dell’essere umano, di cui il commercio fa evoluzionisticamente parte, che esso avvenga attraverso baratto, moneta o scambio di pietre preziose.
I prezzi delle materie prime rilevanti nel preciso periodo storico sono solo un simbolo. È lo stesso motivo per cui un conflitto causa incertezza nei mercati e quindi oscillazione nei prezzi. Pensate che non esistano alternative? Esistono le fonti energetiche rinnovabili o comunque non petrol-derivate. Bio-etanolo, il Green-Diesel o il Biogas sono solo alcuni esempi. Ma le alternative, per quanti articoli sulla sostenibilità energetica abbiamo in cantiere, non bastano!
Abbiamo bisogno di un nuovo umanesimo. Dobbiamo essere capaci di rinnovare i nostri valori e smettere di fingere di essere ininfluenti o dannosi. Necessitiamo di porci nuovamente al centro e di ritrovare una fiducia motivata nel futuro. La motivazione, però, non può giacere nella sola tecnologia.
Come esseri umani, siamo dotati di una memoria individuale. Come Società, invece, possediamo una memoria collettiva che si fa con le testimonianze: la storia.
Come avviene nel caso della memoria individuale, nel corso dell’esistenza, l’essere umano tende a:
dare per assurdo quello che può accadere nel futuro;
dare per scontato quello che accade nel presente;
relegare il passato a metà tra il nostalgico e il dimenticato.
Questa tendenza consente all’essere umano di innovare ed è lo stesso motivo per cui tendiamo a considerarci superiori ai nostri avi. Sinceramente, quanto ti senti superiore rispetto all’umanità degli anni ’90? Ma a questo punto è lecito chiedersi: l’indipendenza energetica, tra cui la fusione nucleare e gli innumerevoli miraggi che ci offre la nuova tecnologia, sono il preludio di un pacifismo illuminato o solo la promessa di nuovi imperialismi?
Immagina quanto si sentivano superiori le società del passato quando arrivarono in sequenza il ferro, l’oro, l’acciaio, il carbone, il petrolio, la fissione nucleare o internet! Cosa è cambiato nel profondo? Io penso che non sia cambiato molto. Sono cambiati i mezzi di scambio, ma la nostra epoca si basa ancora sulla potenza tecnologica.
Dall’Età della Pietra a quella dell’Informazione, abbiamo attraversato innumerevoli Ere che ci hanno identificato come innovatori tecnologici e che hanno permesso la prevaricazione di alcuni popoli spesso sotto le mentite spoglie della sopravvivenza. Attualmente, ci troviamo nel mezzo della Terza Rivoluzione Industriale, quella della fissione nucleare e dell’informazione, quella in cui iniziamo ad abbandonare le fonti fossili verso fonti sostenibili.
Il rischio è quello di entrare nell’Età della Sostenibilità con gli occhi di chi vuole solo cercane la valorizzazione tecnologica. Si deve trattare di una rivoluzione prima di tutto umana che ponga al centro l’essere. Ad essere onesti, il disastro climatico, il pericolo e il cinismo forse ci possono aiutare, ma è tempo di camminare verso una versa rivoluzione culturale.
Le nuove tecnologie non sono abbastanza per la binomia mondo pulito-pacifico. Mi sembrano ridicole tutte quelle teorie pacifiste che vedono nel mondo pulito la soluzione a tutti i mali. La sostenibilità tecno-centrica è certo un passo importantissimo, ma non è l’unico. Finché ci sarà un sistema economico, che sia capitalista o comunista, ci sarà potere e quindi contrasto ed innovazione.
Il problema non giace nel contrasto in sé, quanto nell’assenza di una visione comune e umano-centrica. La vera Rivoluzione Pacifica deve nascere da una restaurazione culturale, un cambiamento che deve puntare innanzitutto ad instaurare un dibattito. Il primo passo è dire ciò che solitamente si lascia sottointeso: parlarne.
Hai seppur la minima idea di quanto petrolio sia servito per sviluppare centrali a fissione nucleare e stia servendo per la ricerca sulle energie rinnovabili? Cos’è veramente la sostenibilità? Ne parleremo nel prossimo articolo.
Fonti
Ministero della Transizione Ecologica, https://dgsaie.mise.gov.it/prezzi-annuali-carburanti