Conversione unita di misura energetiche

Le unità di misura dell’ energia e la loro dimensione

17 Gennaio 2010 di Amministratore L’ ing. Pietruccio Soraperra ci ha inviato uno schematico vademecum con l’ elenco delle unità di misura dell’ energia più utilizzate e qualche esempio che dia un’ idea della loro dimensione.

Un quadro riassuntivo per chiarire le unità di misura dell’energia e la loro dimensione - di Pietruccio Soraperra (gennaio 2010)
Unità di Misura per l’ ENERGIA – Esempi e definizioni
Joule – 1 J - è il lavoro che si fa per sollevare un litro d’acqua di circa 10 cm.
Caloria – 1 kcal = 4186 J - in un pacchetto di crackers da 25 grammi ci stanno circa 120 kcal
Chilowattora – 1 kWh = 3,6 milioni di J - unità di misura dell’energia spesso usata nel campo dell’energia elettrica, sul mercato elettrico costa da 3c€ (centesimi di €) a 10c€ a seconda dell’ora e del giorno, mentre le medie giornaliere variano dai 5c€ a 8c€. Sulle nostre bollette, tutto compreso, 1 kWh costa più di 20c€. Un litro di benzina o di gasolio può sviluppare un po’ più di 8 kWh di calore per combustione, così un kg di carbone (dipende anche dal tipo di carbone). Un metro cubo di metano fa circa 10 kWh. Da un litro di benzina ricavo circa 1.6 kWh di lavoro sull’albero motore che quindi costa circa 70-90c€/kWh.
Terawattora – 1TWh = 1 miliardo di kWh - unità di misura adatta a misurare i consumi di una nazione. L’Italia fra produzione e importazioni in un anno necessita, in sola energia elettrica, di circa 360 TWh di cui ne perde 13 TWh per autoconsumo delle centrali e altri 20 TWh sulle linee elettriche. 7 TWh vengono assorbiti dai pompaggi. Il fabbisogno dell’utenza ammonta a circa 320 TWh/anno. Una quantità pari a 68 TWh finisce nelle case degli italiani (settore domestico). L’Italia importa 40-50 TWh di energia elettrica all’anno. Il fabbisogno totale di energia (energia primaria) per riscaldamento, industria, trasporti, agricoltura, perdite (ex. energia persa nei cicli termici per produrre l’energia elettrica) ammonta per l’Italia a circa 2230 TWh ogni anno: i consumi domestici di energia elettrica rappresentano quindi solo il 3% circa del fabbisogno totale di energia della nazione (per produrre i quali si usa il 7% circa dell’energia primaria).
Per produrre 1 TWh di energia elettrica:
- una moderna centrale a carbone (η=45%) ne userebbe 270 mila tonnellate (un cubo da circa 70m di lato) dal costo di circa 21 milioni di € (8c€/kg), mentre nelle centrali a gas a ciclo combinato (η=55%) servirebbero 180 milioni di m3 di gas (un cubo di 570m di lato) dal costo di 54 milioni di € (30c€/m3).
- in un EPR bisognerebbe fissionare 120 kg di uranio (η=37%) ottenendo 120 kg di prodotti di fissione, 20-30 kg di Plutonio e 2-3 kg di attinidi minori, “bruciando” 1800 kg di combustibile formato da uranio arricchito al 5% proveniente da 16 tonnellate di uranio naturale contenuto in 20 tonnellate di U3O8 (Yellowcake) dal costo di 1.6 milioni di € (80€/kg). In miniere con concentrazioni tipiche di 300-1000 ppm sarà necessario macinare 16-53 mila tonnellate di minerali trattando volumi di 2000-20000 metri cubi (un cubo di lato 13-27m). Un reattore tipo EPR produce 12.5 TWh/anno e costa 5 miliardi di € circa.
- coi pannelli fotovoltaici la luce non costerebbe niente, servirebbe un impianto da 770000 kWp (6 km2) dal costo di 3-5 miliardi di € (4000-7000 €/kWp), percepirebbe incentivi per 350-480 milioni €/anno.
Il sole invia 1 TWh all’anno su una superficie di 0.91 km2 in Trentino e di 0.56 km2 in Sicilia. In media il Lago di Garda assorbe 1TWh al giorno dal sole, senza scambi 1 TWh innalzerebbe la sua temperatura di 0.02°C.
Milione di tonnellate equivalenti di petrolio – Mtep = 11.63 TWh – unità di misura per il fabbisogno di energia primaria di una nazione. Per l’Italia è circa di 192 Mtep e quello “finale” (cioè tolte le perdite per trasformazione) intorno ai 140 Mtep: ad esempio per ottenere l’energia elettrica si perdono complessivamente circa 38 Mtep (pari a 440 TWh). Nel mondo il fabbisogno primario è circa 12100 Mtep.
Unità di Misura per la POTENZA – Esempi e definizioni
Un Watt W corrisponde a un flusso di energia di un J ogni secondo. Un chilowatt kW corrisponde a un flusso di energia (potenza) di 1000 Joule ogni secondo, cioè 1 kW = 1000 J/s. Il consumo medio di un italiano in termini di potenza elettrica ammonta a 130 W solo domestica e 610 W totale. In Italia la potenza assorbita dalla rete elettrica varia da 25 a 55 GW (gigawatt =1 miliardo di W), la potenza installata è 98 GW. Fabbisogno di energia primaria pro capite all’anno - in kW a testa: India 0.7; Cina 2 (1.1 nel 1998); media mondiale 2.4; Italia 4.2; Svizzera, Francia, Germania 5-6; media OCSE 6.2; Svezia, Russia 6-7; USA 11.


12 miliardi di tonnellate equivalenti di petrolio
135 000 000 gwh
11,3 miliardi di tep
1 GWh = 86 Tep
1 gwh ca 100tep
1 tep  = 12 mwh
1 lep  = 12 kwh   un litro di petrolio
144 000 000  gwh
1000 gwh =  1 twh
144 000 twh  consumo annuo
144 000 000 000 000 x 0,10
  14  400 000 000 000

14400 mld euro
italia e 4%  = 600

2230 TWh  consumo italia globale
360 TWh     consumo italia energia elettrica

2000 : 20  *100 = 20 000 twh mondiale anno

60 000 000 000 / 2000  = 30 000 000 euro a twh
30 000 gwh
30        mwh
0,03      kwh