EROI: Energy Return Over Invested, il rapporto energetico del petrolio

Pubblicato il 1 Marzo 2020 in , da Giovanna Gabetta
petrolio

Mi spiace un po’ di aver utilizzato un titolo in inglese, ma è necessario per spiegare il significato della sigla tramite la quale si può facilmente trovare in Rete molta documentazione sull’argomento. La sigla EROI (rapporto tra energia ricavata e energia investita) ci serve per capire un concetto molto importante: per estrarre il petrolio e gli altri combustibili fossili, anzi in generale per ogni tipo di produzione di energia (ebbene sì, anche per le cosiddette rinnovabili!) occorre avere energia a disposizione. Ovviamente, più EROI è alto, più energia si ricava dall’investimento energetico fatto; cioè, più EROI è alto, più è conveniente utilizzare quel tipo di combustibile o di energia.
Un’altra cosa importante da considerare, è che di solito si comincia a estrarre la materia prima più facile da “tirare fuori”. Se sono un minatore che scava con il piccone, prenderò per primo il minerale più vicino alla superficie, oppure quello che è contenuto nei filoni più grandi e più puri. Ma anche scavando con mezzi meccanici, se spendo meno in energia guadagnerò di più dal mio lavoro. In genere, la quantità di energia necessaria per estrarre il minerale aumenta con l’aumentare dell’età del giacimento.
Ma vediamo cosa significa EROI per il petrolio. Possiamo partire dai cartoni animati: quando lo zio Paperone trova un giacimento di petrolio, fa un buco in terra con il piccone e subito esce uno zampillo. Per quanto si tratti di una semplificazione per bambini, qualcosa di simile avveniva veramente in alcuni pozzi di petrolio – un po’ di anni fa.

EROI
Il pozzo Lucas nel giacimento americano di Spindletop, Kentucky, nel 1921

Il petrolio, all’epoca delle prime scoperte, era la fonte energetica più concentrata che il mondo avesse mai visto. Non richiedeva molto lavoro per essere raffinato. Poteva essere estratto e trasportato molto facilmente. Ma con il passare del tempo, tutte le fasi della produzione di petrolio sono diventate più costose in termini energetici. I nuovi giacimenti sono a grande profondità, spesso sotto il mare (abbiamo cominciato a perforare a 50-100 metri ma ora si arriva tranquillamente oltre i 3000 metri), oppure richiedono tecniche di perforazione molto sofisticate e l’iniezione di additivi ad alta pressione… anche la qualità del petrolio estratto può variare molto. Si può schematizzare che nel caso del combustibile estratto dal petrolio – quello che ci serve per la nostra auto – occorre:

  • energia per estrarre il fluido dal giacimento – tanto più se è profondo, se è difficile da raggiungere, se richiede tecniche particolari, se il fluido è più denso
  • energia per la raffinazione e la separazione degli altri prodotti diversi da diesel e benzina – ne occorre sempre di più perché sta diminuendo la qualità del petrolio che raffiniamo. Solo una parte del petrolio è di buona qualità, e man mano che aumenta il consumo non è più sufficiente a soddisfare la domanda. È perciò diventato necessario aggiornare le apparecchiature di molte raffinerie per renderle adeguate a processare petrolio pesante, e/o ricco di impurezze (ad esempio, di zolfo).
  • energia per trasportare il combustibile ottenuto fino alle pompe di benzina a cui ci riforniamo – ovviamente, ne servirà di più man mano che aumenta la distanza tra le raffinerie e i distributori di carburante.

Tutto questo fa sì che il valore energetico netto del petrolio sta diminuendo rispetto a quello che si produceva all’inizio del 1900. EROI è un tentativo di misurare questo valore energetico netto.
Molti specialisti si stanno dando un gran daffare a calcolare EROI per i diversi tipi di giacimento di petrolio e anche per diverse fonti energetiche; però il risultato del calcolo dipende molto dal modello scelto e dalle cosiddette “condizioni al contorno”: come stabilire i confini del nostro calcolo? Quali consumi di energia si devono inserire nel modello? È facile allora che intervengano ragioni ideologiche che, consapevolmente oppure no, ci spingono ad ottenere risultati più o meno favorevoli. È il caso, ad esempio, dei pannelli solari.

Nel 2016 è uscito su una rivista scientifica un articolo, scritto da due professionisti svizzeri, in cui si sostiene che nelle regioni a soleggiamento non molto alto, come appunto la Svizzera meridionale, la resa di un pannello fotovoltaico è circa 1 a 1. Cioè, il pannello potrà riuscire a produrre, nella sua vita, più o meno la stessa quantità di energia che serve per fabbricarlo, mantenerlo in funzione e smaltirlo.
Nel giro di pochi mesi, è comparso sulla stessa rivista un secondo articolo, firmato da ben 22 professori universitari, che smentisce quei dati – anche in tono piuttosto indignato –, sostenendo che i pannelli solari producono ormai 10 volte l’energia che utilizzano nella loro vita. Devo confessare che non sono in grado di decidere chi abbia ragione. Si tratta in entrambi i casi di modelli che si basano su semplificazioni e non sono facili da verificare. Mi sento solo di ricordare che – anche scegliendo il dato più favorevole – se EROI per i pannelli solari è 10 a 1, per il carbone, per il petrolio dei primi giacimenti “facili”, per l’idroelettrico delle grandi dighe, si parla di EROI superiore a 50, addirittura dell’ordine di 100 a 1. Certamente produrre energia consumandone il 10% non è così male. Ma passare dal consumarne l’1% al 10% segnala comunque un aumento di 10 volte del consumo, con corrispondente aumento dell’energia dissipata in calore e dell’inquinamento.

Tornando al nostro racconto dell’uomo primitivo che uccide la sua preda per mangiarla: abbiamo visto che per sopravvivere occorre ricavare dalla preda più energia di quella che serve per ucciderla. Secondo alcuni studiosi, al di là della pura sopravvivenza, anche il livello di benessere delle persone dipende dall’energia disposizione, e EROI è un modo per misurarla. Alcuni hanno disegnato una piramide in cui le diverse attività di una società sono messe in relazione con EROI (J.C.Lambert et al., “EROI of different fuels and the implications for society”, Energy Policy Vol.64 (2014). In questa figura si rappresenta l’idea che le attività più complesse sono possibili soltanto se l’energia a disposizione è abbastanza a buon mercato, e – si intende, soprattutto a livello energetico. Un argomento su cui occorre riflettere anche per il futuro.