Sappiamo che l’energia necessaria per la vita biologica delle donne e degli uomini che vivono in un paese industrializzato è ormai solo una piccola parte rispetto a quella che viene «consumata» per riscaldarsi, lavorare, spostarsi da un luogo a un altro, usare gli elettrodomestici, godersi il tempo libero, eccetera.

Inoltre occorre tener presente che anche per produrre i beni di consumo, cioè gli oggetti che usiamo quotidianamente, viene consumata energia. Per esempio, per produrre questo libro è stato necessario impiegare una notevole quantità di energia: energia per coltivare le piante da cui si è ricavata la cellulosa della carta, energia per la composizione e la stampa, energia per la distribuzione e altro ancora.

Fino alla Rivoluzione industriale, la quasi totalità dell’energia era fornita dalle piante, dagli animali e dagli uomini stessi e serviva per disporre di cibo e di energia meccanica. L’impiego di altre fonti, come quelle del vento per le barche a vela o quella dell’acqua o del vento per i mulini, rimase molto limitato.

A partire da circa due secoli fa il fabbisogno di energia è enormemente cresciuto, almeno in quella parte di umanità che ha prodotto la Rivoluzione industriale, con il progressivo affrancamento dalla fatica muscolare, lo sviluppo della scienza e della tecnica, la meccanizzazione di molti settori produttivi, i profondi cambiamenti economici e sociali (figura ►21). 

Questa grande trasformazione è stata possibile proprio grazie alla capacità di sfruttare in modo economicamente conveniente l’enorme disponibilità di energia chimica immagazzinata nel carbone e nel petrolio.

Oggi però il nostro pianeta sta entrando in una fase cruciale del suo sviluppo dovuta anche alle ricadute negative sul delicato equilibrio ecologico che lo sfruttamento intensivo di questi materiali ha provocato. Pensiamo che sia importante soffermarci su questo argomento anche nel contesto di un libro scolastico, perché il problema dell’energia rappresenta senz’altro uno dei nodi che l’umanità dovrà affrontare e risolvere nei prossimi anni. Per fare tutto questo sarà sempre più indispensabile ricorrere anche al lavoro di ricerca e di studio di fisici e chimici. 

La fonte più importante dalla quale oggi attingiamo per soddisfare i bisogni di energia è rappresentata dai combustibili fossili, veri e propri magazzini di energia chimica: il petrolio, il carbone e il gas naturale. Parliamo di combustibili perché questi materiali sono in grado di liberare grandi quantità di energia attraverso reazioni di combustione. I giacimenti di combustibili fossili, nonostante le ricerche continuino in ogni parte del mondo, sono destinati prima o poi a esaurirsi; per esempio, è stato stimato che le riserve di petrolio si esauriranno nel giro di alcuni decenni. Per questo motivo i combustibili fossili sono un esempio di fonti di energia non rinnovabili o esauribili (figura ►22).

La natura ha impiegato milioni di anni per accumulare l’energia chimica nei combustibili fossili. Infatti questi materiali si sono formati in seguito alla lenta decomposizione di sostanze contenute negli organismi viventi, soprattutto vegetali, vissuti alcune centinaia di milioni di anni fa. La decomposizione di questi organismi, avvenuta in assenza di ossigeno, ha consentito di creare sostanze particolarmente ricche di energia chimica: l’energia che ricaviamo oggi dai combustibili fossili non è altro che l’energia di origine fotosintetica immagazzinata nelle piante milioni e milioni di anni fa. Per esempio, l’era geologica nella quale si è formata la maggior parte dei depositi di carbone è stata denominata appunto Carbonifero (360-290 milioni di anni fa). Possiamo quindi dire che la nostra vita «biologica» dipende dal Sole di oggi, ma gran parte dell’energia che usiamo per far fronte ai nostri bisogni quotidiani proviene dal Sole di ieri!