L’unità di misura è il Barile che deriva dal barile di whisky. Un barile contiene 42 galloni.
Un barile è pari a 159 litri, quindi un gallone misura 3,78 litri.
Costi primari della filiera fossile
Filiera fossile primari: estrazione, raffinazione, trasporto e distribuzione ai benzinai.
L’estrazione del petrolio: trivellare, pompare acqua ad alta pressione nei pozzi, scaldare le sabbie bituminose, ha un costo energetico pari al 5% dell’energia estratta, costo in progressivo aumento.
La raffineria lavora a 400-500°C, che consuma il 10-12% dell’energia estratta.
Quando si arriva alla pompa abbiamo già perso almeno il 15-16% dell’energia primaria.
Il petrolio estratto in Arabia è di ottima qualità, è quasi già buono per i motori delle autovetture e l’estrazione costa solo 3 $ al barile. Invece il petrolio del Nord America si estrae dalle scisti, è un petrolio di bassa qualità, anche se i giacimenti sono tra i i più grandi del mondo. L’estrazione da scisti è molto inquinante e molto onerosa, 10 volte tanto quanto speso in Arabia. Il petrolio da scisti diventa interessante economicamente solo nei momenti di boom del mercato.
Dopo la raffinazione di un barile di petrolio abbiamo 72 litri di benzina (45%) e 36 litri di gasolio (23%).
Motore termico
Il motore a combustione interna è una macchina termica ciclica che risponde alla 2° legge della termodinamica che e al teorema di Carnot.
La 2° legge della termodinamica dice che il rendimento di una macchina termica è sempre inferiore a 1 (rapporto lavoro/calore), cioè non tutto il calore diventa lavoro.
Il teorema di Carnot asserisce il limite superiore del rendimento.
Il calore espande i gas, l’espansione muove la macchina.
Alla fine del ciclo dobbiamo raffreddare la macchina, cioè buttare calore nell’ambiente esterno, altrimenti non si può espandere nuovamente l’aria.
Il sistema di raffreddamento porta via il 30% dell’energia.
I gas di scarico che escono ancora caldi e con pressione residua si portano via un altro 35%.
Inoltre si deve aggiungere l’attrito interno dei pistoni, bronzine, fasce elastiche.
A questo punto si capisce perché l’energia che si scarica sulle ruote delle autovetture rappresenti solo il 20-25% dell’energia chimica del combustibile.
Il rendimento di un motore a benzina è del 20-25%: basso, ma è sicuro, stabile e concentrato.
Il rendimento di un motore a gasolio ultramoderno è del 45%.
Invece il futuro diesel euro 7 ha rendimenti inferiori, perché una parte dell’energia serve per tenere molto caldi gli apparecchi che abbattono gli ossidi di azoti e il particolato che vengono prodotti nei primi 10 km, infatti in questa fase se ne producono 100 volte tanto, che nei lunghi percorsi autostradali.
Un serbatoio di benzina contiene 500 kWh di energia in 40 litri di benzina liquido, cioè 12,5 kWh/litro.
Dopo 6 mesi nel serbatoio c’è sempre la stessa quantità di energia, non ci sono perdite energetiche, non c’è degrado, non c’è consumo passivo.