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Le previsioni sulla durata dello sfruttamento di ciascuna fonte energetica fossile divergono notevolmente da un tipo di fonte all'altro. Esse dipendono dalle ipotesi sull'evoluzione dell'offerta e della domanda globali, dalle riserve accertate (ossia sfruttabili tecnicamente ed economicamente) e dalle risorse (ossia i giacimenti di cui è stata accertata o supposta l'esistenza ma che non sono ancora sfruttabili tecnicamente e/o economicamente). Anche il livello dei prezzi riveste un'importanza fondamentale, come lo dimostra il boom del gas e del petrolio di scisto negli USA e in Canada a partire dalla metà degli anni 2000: un tempo inutilizzate, queste riserve hanno potuto essere valorizzate grazie alla tecnica, molto costosa, della fratturazione idraulica (fracking) a partire dal momento in cui il prezzo del petrolio si è stabilizzato sopra i 50 $/barile. Secondo una statistica di BP, se il consumo di energie fossili rimarrà invariato le riserve accertate di petrolio saranno sufficienti a coprire il fabbisogno mondiale per oltre 53 anni, quelle di gas naturale per circa 55 anni e quelle di carbone per oltre 100 anni. La maggior parte degli esperti e delle organizzazioni competenti, tuttavia, prevede che a medio e lungo termine la domanda globale di energie fossili continuerà a crescere sotto la spinta dei Paesi non appartenenti all'OCSE, in particolare la Cina e l'India; quindi la disponibilità, in termini di anni di consumo, delle riserve accertate di energie fossili è destinata a ridursi.
Oltre alla durata limitata delle loro riserve, un grosso svantaggio delle energie fossili è rappresentato dalle sostanze inquinanti prodotte dalla loro combustione. Moderare il consumo di queste energie sostituendole con altre fonti rinnovabili e ridurre così le emissioni di CO2 è quindi una delle maggiori sfide della politica energetica, dell'economia e della ricerca.
Le energie fossili continueranno ancora per molto tempo a soddisfare la maggior parte del nostro fabbisogno energetico ma verranno gradualmente sostituite dalla biomassa, dai carburanti sintetici ("designer fuels") e dall'idrogeno. A prescindere dal tipo di fonte energetica utilizzata, la combustione rimarrà ancora a lungo la tecnica di sfruttamento dominante e la ricerca continuerà a puntare sull'aumento dell'efficienza e sulla riduzione delle emissioni nocive, come ad esempio il programma di ricerca sulla combustione e sulla cogenerazione.
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