Il punto di rottura

Provo a spiegare meglio una delle ragioni per cui, da più di dieci anni, cerco di comunicare l’urgenza di una transizione energetica che ci faccia abbandonare le fonti fossili.

Il tema che voglio affrontare oggi è quello del declino dell’EROEI del petrolio.

Finché non siamo prossimi alla soglia la società tende a non percepire il problema. Il rischio è che inizi a percepirlo solo quando sarà troppo tardi.

Di Luca Pardi

Provo a spiegare meglio una delle ragioni per cui, da più di dieci anni, cerco di comunicare l’urgenza di una transizione energetica che ci faccia abbandonare le fonti fossili. Sulle ragioni ambientali è stato scritto molto e non ci torniamo. Il tema che voglio affrontare oggi è quello del declino dell’EROEI del petrolio. Ormai la maggioranza dei lettori di questo blog saprà cosa è l’EROEI di una fonte, acronimo dell’espressione inglese: Energy Return on Energy Investment. Il ritorno sull’investimento in campo energetico. Per il petrolio, ad esempio, se per estrarre 100 barili di petrolio ho un costo energetico (un investimento) pari all’equivalente energetico di 1 barile, l’EROEI è 100. L’EROEI, in se, non dice molto, il suo effetto è più chiaro quando si calcola l’Energia Netta che resta quando abbiamo sottratto all’energia prodotta i costi energetici. Lo schema, che abbiamo proposto più volte è quello riportato qui sotto.

 

Matematicamente, prendendo i simboli scelti in figura, possiamo scrivere:

Il rapporto:

è appunto l’EROEI. E, con semplici passaggi algebrici si ha:

Riportando il rapporto Enetta/Eout in percentuale in funzione dell’EROEI si ottiene la figura seguente. In questa figura abbiamo riportato anche i punti relativi a determinate categorie “storiche” di petrolio. All’inizio del secolo con un EROEI pari a 100 (lo ripeto, con l’equivalente energetico di un barile se ne estraevano 100) l’energia netta disponibile per la società umana era pari al 99% dell’energia prodotta oggi si stima che l’EROEI del petrolio sia sceso considerevolmente. A seconda delle diverse categorie si stimano EROEI di 15-20 per il petrolio convenzionale e inferiori a 10 per lo shale. Il fatto è che il declino dell’EROEI risulta praticamente poco visibile dal punto di vista della società, cioè dei consumatori di energia. Infatti un dimezzamento dell’EROEI da 100 a 50 comporta un passaggio dell’energia netta dal 99% al 98% e un ulteriore dimezzamento ad un EROEI di 25 porta l’energia netta al 96%.

Partendo da un EROEI di 100 e dimezzando 4 volte (EROEI = 6,25) si ha ancora un’energia netta pari al al 84% dell’energia prodotta. A questo punto però inizia il collasso, i costi energetici crescono rapidamente e altrettanto rapidamente si riduce la quantità di energia che può essere spesa dalla società. La tabella seguente riporta 11 valori di energia netta in funzione di una serie di valori di EROEI (stessi numeri del grafico riportato sopra). I valori da 0 a 6 si riferiscono a 6 successivi dimezzamenti dell’EROEI; i valori successivi sono scelti arbitrariamente, per seguire il declino dell’EROEI fino al suo valore limite dell’unità, quando la fonte energetica cessa di essere tale.

Tutto questo lo sapevate. Quello che volevo fare oggi è mettere il tutto in prospettiva storica, cioè provare a delineare l’evoluzione temporale di questo fenomeno del declino dell’EROEI. Assumiamo che l’EROEI declini in modo lineare[1] e che fosse, come abbiamo detto, pari a 100 nel 1900 e a 20 nel 2010. Vi ricordate come si calcola una retta che passa per due punti? Ecco è quello che faccio per calcolare l’EROEI per tutti gli anni che vanno dal 1900 al 2100. Poi, con i valori di EROEI così calcolati, calcolo l’energia netta dal 1900 al 2100. Le assunzioni e il metodo dovrebbero essere tanto banali quanto chiari. Il risultato è riportato nella figura che segue. Come si vede il progressivo declino dell’EROEI si riflette in modo abbastanza blando sull’energia netta per tutto il XX secolo fino ad oggi. Ma se le stime di EROEI sono corrette oggi (con l’EROEI indicato) siamo prossimi al collasso dell’energia netta. La pallina rossa è sull’orlo del precipizio!

Variazione dell’energia netta (in rosso) in funzione dell’EROEI (in blu). La stima del valore attuale dell’EROEI è indicata dal rombo sulla retta blu e quello dell’energia netta dal cerchio sulla curva rossa.

 

Fenomeni di questo tipo si incontrano in molti sistemi dinamici, in fisica, ecologia e nelle scienze sociali ed economiche. Si definiscono in vari modi più o meno pittoreschi: biforcazioni, punti di rottura ecc. Si tratta di eventi non lineari in cui si verifica una variazione repentina del comportamento di una grandezza fisica (in questo caso l’energia netta) causata dal superamento di una certa soglia da parte di una variabile (in questo caso l’EROEI) che la controlla e che varia in modo continuo (in questo caso linearmente). Il valore di soglia dell’EROEI è stimabile intorno a 10. A partire da quel punto infatti la variazione nel tempo dell’energia netta diventa molto rapida ed è probabile che, da quel momento in poi, la fiducia nel futuro che regge il sistema di mercato vigente inizi a vacillare. Questo da un senso, e un diverso punto di vista, all’urgenza che sento e che sentiamo non solo in ASPO, e che cerchiamo di comunicare, per una transizione energetica rapida e massiccia verso le fonti rinnovabili. Tali fonti hanno sicuramente un EROEI inferiore a quello del petrolio dei tempi di Rockefeller, ma migliorabile e comunque costante nel tempo. Questo da anche un senso alle difficoltà che incontriamo nel comunicare quest’urgenza. Infatti finché non siamo prossimi alla soglia la società tende a non percepire il problema. Il rischio è che inizi a percepirlo solo quando sarà troppo tardi.

P.S. Questa non è una previsione. Il modellino presentato non pretende di prevedere un collasso dell’energia netta di origine petrolifera intorno al 2030 come si dedurrebbe dalla figura. Si tratta solo di una illustrazione della natura non-lineare dei fenomeni dinamici legati al consumo energetico e ai rischi insiti in questa non linearità.