La misura dell’energia

Le unità di misura utilizzate dall’uomo per esprimere le quantità delle fonti energetiche sono numerose. Vi sono misure per le quantità fisiche e misure per il contenuto di energia o di calore.
Tra le più note misure per le quantità fisiche possiamo ricordare la tonnellata, utilizzata per il petrolio greggio e il carbone; il barile (un barile corrisponde a 159 litri), utilizzato per il petrolio greggio; il metro cubo, utilizzato per il gas; il litro, per la benzina ed il gasolio. Confrontare le fonti energetiche tra loro utilizzando le diverse unità di misura per le quantità fisiche è un esercizio estremamente complesso, se non impossibile: da un chilogrammo di petrolio, infatti, non si ottiene la stessa energia prodotta da un chilogrammo di carbone o da un metro cubo di gas.
Volendo paragonare le diverse fonti energetiche è meglio utilizzare un’unità di misura comune, ovvero esprimerle in termini di contenuto di energia o di calore. L’unità di misura ufficiale dell’energia è il Joule (J).
Tra le più diffuse unità di misura per l’energia possiamo poi ricordare il chilowatt all’ora (chilowattora, kWh) utilizzato soprattutto per l’energia elettrica (è usato, infatti, nel computo delle bollette della luce). Per misurare le produzioni delle grandi centrali elettriche o i consumi della nazione viene utilizzato il terawatt/ora (TWh), che corrisponde a un miliardo di chilowatt/ora.
Tra le più diffuse unità di misura del calore vi sono la BTU (British Termal Unit), la chilocaloria (o grande caloria = kcal) e soprattutto la TEP o Tonnellata Equivalente di Petrolio. Quest’ultima unità di misura, la TEP, è la più diffusa a livello internazionale poiché è legata ad uno dei più importanti e utilizzati combustibili: il petrolio. Misurando le diverse fonti di energia in termini di TEP è possibile confrontarle fra loro e aggregarle, operazione fondamentale per calcolare quanta energia utilizza un Paese in un anno o quanta energia ha ancora a disposizione nel sottosuolo (giacimenti di petrolio, gas e carbone).
Ma che cos’è la TEP? In sostanza una TEP rappresenta la quantità di calore ottenibile da una tonnellata di petrolio. In pratica, se misuriamo in TEP il carbone, significa che stiamo prendendo in considerazione quella quantità di carbone che può produrre tanto calore quanto una tonnellata di petrolio. (Ricordiamo che: 1 Kcal = 4.186 J = 1,16 x 10-3 kWh = 1×10-7 TEP).
Come possiamo calcolare le quantità fisiche che corrispondono ad una TEP di carbone piuttosto che ad una TEP di gas naturale? Ovvero quanti chilogrammi di carbone servono per fare una TEP di carbone e quanti metri cubi di gas occorrono per fare una TEP di gas?
Per poter effettuare queste equivalenze e ricondurci alle unità di misura delle quantità fisiche (chilogrammi, litri, metri cubi) proprie delle diverse fonti energetiche ci serviamo delle calorie.
Sappiamo infatti che una tonnellata di petrolio contiene 10 milioni di chilocalorie (kcal), mentre una tonnellata di carbone fossile ne contiene 7 milioni. A questo punto, dovendo individuare la quantità di carbone che contiene tante chilocalorie quante ne contiene una tonnellata di petrolio, una TEP di carbone è equivalente a circa 1,43 tonnellate (misura della quantità fisica) di carbone. Il calcolo è più semplice se prendiamo come esempio i combustibili vegetali, che contengono 2,5 milioni di chilocalorie per ogni tonnellata di materia. In questo caso, per ottenere 10 milioni di calorie (il contenuto calorifico di una tonnellata di petrolio) occorrono 4 tonnellate di combustibili vegetali; quindi una TEP di combustibili vegetali corrisponde a 4 tonnellate di combustibili vegetali.
Se conosciamo i contenuti, in termini di calorie, delle unità fisiche con cui vengono misurate le diverse fonti di energia, possiamo calcolare tutte le equivalenze con le TEP.

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