In fisica, economia energetica ed energia ecologica, l’energia è tornata sull’energia investita (EROEI o ERoEI); o ritorno sull’investimento energetico (EROI), è il rapporto tra la quantità di energia utilizzabile (l’exergia) erogata da una particolare risorsa energetica e la quantità di exergia utilizzata per ottenere quella risorsa energetica. È una misura distinta dall’efficienza energetica in quanto non misura gli input di energia primaria per il sistema, ma solo l’energia utilizzabile.

Aritmeticamente l’EROEI può essere scritto come:

Quando l’EROEI di una risorsa è inferiore o uguale a uno, quella fonte di energia diventa un “dissipatore di energia” netto e non può più essere utilizzata come fonte di energia, ma a seconda del sistema potrebbe essere utile per lo stoccaggio di energia (per esempio una batteria). Una misura correlata Energy Store On Energy Invested (ESOEI) viene utilizzata per analizzare i sistemi di storage.

Per essere considerato vitale come combustibile o fonte energetica, un carburante o energia deve avere un rapporto EROEI di almeno 3: 1.

Tasso di ritorno dell’energia delle principali fonti energetiche
Con l’aiuto teorico del TRE è possibile confrontare in modo efficiente diverse fonti di energia, dalla semplice legna da ardere (biomassa) all’energia solare fotovoltaica, che richiede un notevole investimento di energia nella produzione di pannelli solari.

La stima del TRE è, prima di tutto, semplice: si tratta di calcolare, in modo matematico e preciso, la quantità di energia primaria necessaria per contribuire a svolgere tutti i processi coinvolti nell’estrazione di energia della sorgente che Tuttavia, sebbene la misurazione dell’ERR di un semplice processo fisico sia alquanto ambigua, non esiste un accordo standardizzato su quali attività dovrebbero essere incluse nella misura ERR di un processo economico. Cioè, quanto devi portare avanti la catena di processi necessaria per sfruttare una fonte di energia? Ad esempio, se l’acciaio viene utilizzato per la perforazione petrolifera, è necessario includere nel calcolo EROEI dell’olio l’energia utilizzata nella fabbricazione di questo acciaio? E l’energia utilizzata nella costruzione delle fonderie che ha fatto l’acciaio? E il dipendente da dare da mangiare agli operai che hanno costruito quelle fonderie? Per questo motivo, anche se non esiste uno standard, quando si confrontano i TRE di due fonti energetiche è necessario che questi siano stati calcolati con criteri comparabili: ad esempio, considerare l’energia utilizzata nella fabbricazione dei materiali necessari, ma non più la costruzione di piante oltre il primo anello della catena di approvvigionamento.

Nella seguente tabella, tratta da AspoItalia, 2 sono state elaborate le stime del TRE delle principali fonti energetiche:

Processi	EROEI (Cleveland)	EROEI (Elliott)	EROEI (Hore-Lacy)	EROEI (Altri)	EROEI (WNA) (solo produzione elettrica)
Fossili
Petrolio Fino al 1940 Fino al 1970 Oggi	> 100 23 8	50 – 100		5 – 15
Carbone Fino al 1950 Fino al 1970	80 30	2 – 7	7 – 17		7 – 34
Gas naturale	1 – 5		5 – 6		5 – 26 5.6 – 6
Scisti bituminosi	0,7 – 13,3			<1
nucleare
Uranio 235	5 – 100	5 – 100	10 – 60	<1	10,5 – 59
Plutonio 239 (auto-fertilizzante)
Fusione nucleare				<1
Rinnovabile
biomassa		3 – 5	5 – 27
idroelettrico	11.2	50 – 250	50 – 200		43 – 205
Vento		5 – 80	20		6 – 80
Geotermico	1.9 – 13
Solare Collettore Termodinamico fotovoltaico	1.6 – 1.9 4.2 1.7 – 10	3 – 9	4 – 9	<1	3.7 – 12
Bio-Etanolo Canna da zucchero Mais Residui di mais	0.8 – 1.7 1.3 0,7 – 1,8			0.6 – 1.2
Bio-metanolo (legno)	2.6

Olio
L’esempio più classico è quello del petrolio: in questo caso l’EROEI sarà uguale all’energia prodotta da un barile di petrolio fratto dell’energia necessaria per ottenere la stessa quantità di petrolio (indagini geologiche, perforazione, estrazione). e trasporto). All’inizio dell’era del petrolio questo rapporto era ovviamente molto favorevole, con un EROEI di circa 100: l’energia utilizzata per estrarre 100 barili di oilit era pari a solo 1 barile. Andando avanti con gli anni ci siamo spostati verso lo sfruttamento dei bacini gradualmente più isolati, piccoli e difficili da raggiungere, tutte le circostanze che contribuiscono a diminuire l’olio EROEI: infatti, il processo è conveniente e razionale purché l’energia fornita dal il barile di petrolio è più alto di quello necessario per estrarlo: una volta che l’EROEI diventa uguale a 1 o meno di 1 non è più conveniente estrarlo e l’attività diventa svantaggiosa dal punto di vista energetico ed economico (eccetto sussidi).

È per questo motivo che molti studiosi hanno ipotizzato che l’umanità non consumerà tutto il petrolio disponibile nel sottosuolo, ma una considerevole quantità rimarrà intatta perché l’industria petrolifera non avrà l’interesse economico ed energetico per estrarla, almeno per quanto riguarda i suoi usi tradizionali del carburante.

etanolo
L’etanolo prodotto da colture dedicate ha un EROEI vicino a 1, secondo alcuni autori intorno a 1,2, mentre secondo Patzek e Pimentel sarebbe addirittura inferiore a 1. Ricerche recenti indicano che ci sarebbe il potenziale per raggiungere valori di circa 5,4.

elettricità
È possibile definire un EROEI anche per impianti dedicati alla produzione di energia elettrica. In questo caso l’EROEI della pianta sarà uguale al rapporto tra l’energia che produrrà durante il suo ciclo di attività e l’energia investita per costruirla, mantenerla e alimentarla.

Nel caso delle energie rinnovabili, ad esempio, avremo un costo energetico molto elevato per la costruzione dell’impianto (pensiamo a una diga) ma da quel momento solo sui costi di manutenzione, mentre per le energie non rinnovabili (petrolio, gas, carbone) l’energia utilizzata nella costruzione e manutenzione, anche se minore, sarà solo una piccola parte di ciò che sarà necessario per fornire il carburante.

Ingressi energetici non creati dall’uomo
Le fonti di energia naturali o primarie non sono incluse nel calcolo dell’energia investita, solo le fonti applicate dall’uomo. Ad esempio, nel caso dei biocarburanti non è inclusa la fotosintesi solare che guida la fotosintesi e l’energia utilizzata nella sintesi stellare degli elementi fissili non è inclusa per la fissione nucleare. L’energia restituita include solo l’energia umana utilizzabile e non gli sprechi come il calore disperso.

Tuttavia, il calore di qualsiasi forma può essere conteggiato dove viene effettivamente utilizzato per il riscaldamento. Tuttavia l’uso del calore di scarto nel teleriscaldamento e nella desalinizzazione dell’acqua negli impianti di cogenerazione è raro, a livello globale, e in termini pratici è spesso escluso dall’analisi EROEI delle fonti energetiche.

Relazione con il guadagno energetico netto
EROEI e Energia netta (guadagno) misurano la stessa qualità di una fonte di energia o affondano in modi numericamente differenti. L’energia netta descrive gli importi, mentre EROEI misura il rapporto o l’efficienza del processo. Sono imparentati semplicemente da

o

Ad esempio, dato un processo con un EROEI di 5, l’espansione di 1 unità di energia produce un guadagno di energia netta di 4 unità. Il punto di pareggio si verifica con un EROEI di 1 o un guadagno di energia netto pari a 0. Il tempo per raggiungere questo punto di pareggio è chiamato periodo di recupero di energia (EPP) o tempo di ritorno dell’energia (EPBT).

Potenza a basse emissioni di carbonio

fotovoltaico
Il problema è ancora oggetto di numerosi studi, dando risposte molto diverse e stimolando argomenti accademici. Ciò è dovuto principalmente al fatto che “l’energia investita” dipende in modo critico dalla tecnologia, dalla metodologia e dalle ipotesi sui confini del sistema, risultando in un intervallo da un massimo di 2000 kWh / m² di area modulo a un minimo di 300 kWh / m² con un valore mediano di 585 kWh / m² secondo un meta-studio.

Per quanto riguarda l’output, ovviamente dipende dall’insolazione locale, non solo dal sistema stesso, quindi devono essere fatte delle ipotesi.

Alcuni studi (vedi sotto) includono nella loro analisi che il fotovoltaico produce elettricità, mentre l’energia investita può essere un’energia primaria di grado inferiore.

Ancora più importante, anche gli studi più pessimisti concludono in un EROEI superiore (o, nel tempo di ritorno dell’investimento, a una vita inferiore alla media) per un’installazione.

Una revisione del 2015 delle revisioni delle energie rinnovabili e sostenibili ha valutato il tempo di recupero di energia e l’EROI del solare fotovoltaico. In questo studio, che utilizza un’insolazione di 1700 / kWh / m² / anno e una durata del sistema di 30 anni, sono stati trovati EROI armonizzati medi tra 8.7 e 34.2. Il tempo medio di ammortamento energetico armonizzato variava da 1,0 a 4,1 anni.Una recensione di Pickard riporta stime EROEI per il fotovoltaico al silicio monocristallino di quattro gruppi nell’intervallo da 2,2 a 8,8. Raugei, Fullana-i-Palmer e Fthenakis hanno trovato EROEI nell’intervallo compreso tra 5,9 e 11,8 e 19-39 per i principali tipi di PV commerciali negli impianti dell’Europa meridionale. La gamma bassa presuppone che l’energia primaria e l’elettricità siano della stessa qualità, mentre la gamma alta (19-39) viene calcolata convertendo la produzione di energia elettrica del fotovoltaico in energia primaria, come raccomandato dalle Linee guida metodologiche LCA del Programma PVPS IEA 12 che hanno contribuito a Scrivi. Inoltre, Fthenakis ha stabilito che l’EROEI raggiunga il 60% per le installazioni di tecnologia fotovoltaica a film sottile che consumano meno energia nel sud-ovest degli Stati Uniti.

Turbine eoliche
L’EROI delle turbine eoliche dipende dall’energia investita nella turbina, dall’energia prodotta e dalla durata della vita di una turbina. Nella letteratura scientifica gli EROI normalmente variano tra 20 e 50.

Influenza economica
L’elevato consumo energetico pro-capite è stato considerato auspicabile in quanto associato a un elevato tenore di vita basato su macchine ad alta intensità energetica. In generale, una società sfrutterà le più alte fonti di energia EROEI disponibili, poiché queste forniscono la maggior quantità di energia per il minimo sforzo. Questo è un esempio del primo principio di David Ricardo. Quindi vengono utilizzati progressivamente minerali di qualità inferiore o risorse energetiche poiché quelli di qualità superiore sono esauriti o in uso, ad esempio le turbine eoliche posizionate nelle aree più ventose.

Per quanto riguarda i combustibili fossili, quando il petrolio è stato scoperto in origine, è bastato in media un barile di petrolio per trovare, estrarre ed elaborare circa 100 barili di petrolio. Il rapporto, per la scoperta dei combustibili fossili negli Stati Uniti, è diminuito costantemente nel corso del secolo scorso da circa 1000: 1 nel 1919 a solo 5: 1 nel 2010.

Sebbene molte qualità di una fonte energetica contino (ad esempio il petrolio è denso di energia e trasportabile, mentre il vento è variabile), quando l’EROEI delle principali fonti di energia per un’economia diminuisce, l’energia diventa più difficile da ottenere e il suo prezzo relativo aumenta .Pertanto, l’EROEI acquisisce importanza quando si confrontano le alternative energetiche. Poiché il dispendio energetico per ottenere energia richiede uno sforzo produttivo, poiché l’EROEI diminuisce, una parte crescente dell’economia deve essere dedicata all’ottenimento della stessa quantità di energia netta.

Dall’invenzione dell’agricoltura, gli esseri umani hanno sempre più utilizzato fonti di energia esogene per moltiplicare la forza muscolare umana. Alcuni storici hanno attribuito questo in gran parte a fonti di energia più facilmente sfruttate (cioè più alte EROEI), che è collegato al concetto di schiavi dell’energia. Thomas Homer-Dixon sostiene che un EROEI in caduta nel successivo impero romano fu una delle ragioni del crollo dell’Impero occidentale nel V secolo EV. In “The Upside of Down” suggerisce che l’analisi EROEI fornisce una base per l’analisi dell’aumento e della caduta delle civiltà. Osservando la massima estensione dell’Impero Romano (60 milioni) e la sua base tecnologica, la base agraria di Roma era di circa 1:12 per ettaro per il grano e 1:27 per l’erba medica (dando una produzione 1: 2.7 per i buoi). Si può quindi usare questo per calcolare la popolazione dell’impero romano richiesta alla sua altezza, sulla base di circa 2.500-3.000 calorie al giorno per persona. Esce all’incirca uguale all’area di produzione alimentare alla sua altezza. Ma il danno ecologico (deforestazione, perdita di fertilità del suolo in particolare nel sud della Spagna, nell’Italia meridionale, in Sicilia e soprattutto in Nord Africa) ha visto un collasso nel sistema a partire dal 2 ° secolo, quando EROEI ha iniziato a calare. Ha toccato il fondo nel 1084 quando la popolazione di Roma, che aveva raggiunto il picco a Traiano a 1,5 milioni, era solo di 15.000. Le prove si adattano anche al ciclo di collasso Maya e Cambogiano. Joseph Tainter suggerisce che i ritorni decrescenti dell’EROEI sono la causa principale del collasso di società complesse, questo è stato suggerito come causato dal picco del legno nelle prime società. L’abbandono dell’EROEI a causa dell’esaurimento delle risorse di combustibili fossili di alta qualità rappresenta anche una sfida difficile per le economie industriali e potrebbe potenzialmente portare a un calo della produzione economica e mettere in discussione il concetto (che è molto recente se considerato da una prospettiva storica) di crescita economica perpetua.

Tim Garrett collega direttamente EROEI e inflazione, sulla base di un’analisi termodinamica del consumo energetico mondiale storico (Watts) e della ricchezza globale accumulata (dollari USA).Questo modello di crescita economica indica che l’EROEI globale è l’inverso dell’inflazione globale in un dato intervallo di tempo. Poiché il modello aggrega globalmente le catene di approvvigionamento, EROEI locale non rientra nel suo ambito.

Sabbie bituminose
Poiché gran parte dell’energia richiesta per produrre olio da sabbie bituminose (bitume) proviene da frazioni a basso valore separate dal processo di aggiornamento, ci sono due modi per calcolare EROEI, il valore più alto dato considerando solo gli input di energia esterni e il più basso da considerando tutti gli input energetici, inclusi quelli generati automaticamente. “dati dettagliati di produzione e consumo di energia riferiti dai produttori di sabbie bituminose dal 1970 al 2010 per esaminare le tendenze dei rendimenti energetici storici derivanti dall’estrazione di sabbie bituminose”. Hanno affermato che entro il 2010 i NER (rendimenti energetici netti) dalle attività di estrazione di sabbie bituminose e in situ era diventato significativamente più efficiente dal 1970, sebbene il NER rimanesse significativamente meno efficiente della produzione di petrolio convenzionale. I NER delle sabbie bituminose sono cresciuti da “1.0 GJ / GJ nel 1970 (interamente dall’attività mineraria di Suncor) a 2.95 GJ / GJ nel 1990 e poi a 5.23 GJ / GJ nel 2010.”

L’influenza economica del concetto TRE / EROEI
Un consumo elevato di energia è considerato da alcuni come desiderabile in quanto è associato ad un elevato tenore di vita (a sua volta basato sull’uso di macchine ad alta intensità energetica).

Generalmente, una società favorirà le fonti di energia che beneficiano del TRE più alto possibile, nella misura in cui forniscono il massimo di energia con il minimo sforzo. Con fonti di energia non rinnovabili, vi è un graduale spostamento verso fonti con ERR inferiore, a causa dell’esaurimento delle fonti di più alta qualità.

Quindi, quando il petrolio cominciò ad essere usato come fonte di energia, una media di un barile fu sufficiente per trovare, estrarre e perfezionare circa 100 barili. Questo rapporto è diminuito costantemente nel corso dell’ultimo secolo per raggiungere il livello di barili utilizzabili per 1 barile consumato (e circa 10 per uno in Arabia Saudita).

Qualunque siano le qualità di una determinata fonte di energia (ad esempio, il petrolio è un concentrato di energia che è facile da trasportare, mentre l’energia eolica è intermittente), non appena l’ERR delle principali fonti di energia diminuisce, l’energia diventa più difficile da ottenere e quindi il suo prezzo aumenta.

Dalla scoperta del fuoco, gli esseri umani hanno fatto ricorso sempre più a fonti di energia esogene per aumentare la forza muscolare e migliorare il tenore di vita.

Alcuni storici hanno attribuito il miglioramento della qualità della vita allo sfruttamento più semplice delle fonti energetiche (cioè, beneficiando di un TRE migliore). Questo si traduce nel concetto di “schiavo dell’energia”.

Questo tasso di rendimento è uno degli elementi esplicativi dell’impasse di energia avanzata da Nicholas Georgescu-Roegen nelle sue varie opere e principalmente nel suo articolo “I miti dell’energia e dell’economia”.

Thomas Homer-Dixon mostra che il declino del TAR negli ultimi anni dell’impero romano fu una delle ragioni della caduta dell’Impero occidentale nel V secolo d.C. J. – C. Nel suo libro The Upside of Down (non tradotto in francese fino ad oggi), suggerisce che il TRE spiega in parte l’espansione e il declino delle civiltà. Al momento dell’estensione massima dell’impero romano (60 milioni di abitanti), i prodotti agricoli erano influenzati da un rapporto di 12: 1 per ha per il grano e 27: 1 per erba medica (che forniva un rapporto di 2,7 / 1 per la produzione di carne bovina ). Possiamo quindi calcolare che, data una base da 2500 a 3000 calorie al giorno e per persona, la maggior parte dell’area agricola disponibile era quindi dedicata all’alimentazione dei cittadini dell’Impero. Ma danni ecologici, deforestazione, declino della fertilità del suolo soprattutto nel sud della Spagna, nel sud dell’Italia e nel Nord Africa, secolo d.C. Il pavimento fu raggiunto nel 1084, quando la popolazione di Roma era scesa a 15 000, dove raggiunse il picco di Traiano 1,5 milioni. Questa stessa logica si applica anche alla caduta della civiltà Maya e alla caduta dell’Impero Khmer di Angkor. Allo stesso modo, Joseph Tainter ritiene che il declino del TAR sia una delle principali cause del collasso delle società complesse.

La caduta dell’ERR nell’esaurimento delle risorse non rinnovabili è una sfida per le economie moderne.

Critica di EROEI
L’EROEI viene calcolato dividendo l’energia prodotta dall’energia immessa, tuttavia i ricercatori non sono d’accordo su come determinare l’input di energia in modo accurato e quindi vengono forniti con numeri diversi per la stessa fonte di energia. Inoltre, la forma di energia dell’input può essere completamente diversa dall’output. Ad esempio, l’energia sotto forma di carbone potrebbe essere utilizzata nella produzione di etanolo. Questo potrebbe avere un EROEI di meno di uno, ma potrebbe comunque essere desiderabile a causa dei benefici dei combustibili liquidi (supponendo che questi ultimi non siano utilizzati nei processi di estrazione e trasformazione).

Quanto dovrebbe andare il sondaggio nella catena di approvvigionamento degli strumenti utilizzati per generare energia? Ad esempio, se l’acciaio viene utilizzato per trivellare il petrolio o costruire una centrale nucleare, se si tiene conto dell’input energetico dell’acciaio, se si prende in considerazione l’apporto di energia nella costruzione della fabbrica utilizzata per costruire l’acciaio e ammortizzato?L’energia assorbita dalle strade utilizzate per il trasporto delle merci deve essere presa in considerazione? E l’energia usata per cucinare le colazioni dell’acciaieria? Queste sono domande complesse che sfuggono a risposte semplici. Una contabilità completa richiederebbe considerazioni sui costi opportunità e confronterebbe le spese energetiche totali in presenza e in assenza di questa attività economica.

Tuttavia, quando si confrontano due fonti di energia è possibile adottare una pratica standard per l’input energetico della catena di approvvigionamento. Ad esempio, considerare l’acciaio, ma non considerare l’energia investita in stabilimenti più in profondità rispetto al primo livello della catena di approvvigionamento.

Il rendimento energetico dell’energia investita non tiene conto del fattore tempo. L’energia investita nella creazione di un pannello solare può aver consumato energia da una fonte di energia elevata come il carbone, ma il rendimento avviene molto lentamente, vale a dire per molti anni. Se l’energia aumenta in valore relativo, ciò dovrebbe favorire i ritorni ritardati. Alcuni credono che ciò significhi che la misura EROEI dovrebbe essere ulteriormente perfezionata.

L’analisi economica convenzionale non ha regole contabili formali per la considerazione dei prodotti di scarto creati nella produzione della produzione finale. Ad esempio, i diversi valori economici ed energetici posti sui prodotti di scarto generati nella produzione di etanolo rendono estremamente difficile il calcolo del vero EROEI di questo combustibile.

L’EROEI è solo una considerazione e potrebbe non essere la più importante nella politica energetica. L’indipendenza energetica (riduzione della concorrenza internazionale per risorse naturali limitate), la diminuzione delle emissioni di gas serra (compresa l’anidride carbonica e altri) e l’accessibilità potrebbero essere più importanti, in particolare quando si considerano le fonti di energia secondarie. Mentre la fonte energetica primaria di una nazione non è sostenibile a meno che non abbia un tasso di utilizzo inferiore o uguale al suo tasso di sostituzione, lo stesso non vale per le forniture di energia secondaria. Parte del surplus di energia proveniente dalla fonte di energia primaria può essere utilizzata per creare il combustibile per le fonti di energia secondarie, ad esempio per il trasporto.

Richards e Watt propongono un Energy Yield Ratio per i sistemi fotovoltaici come alternativa a EROEI (che si riferiscono a Energy Return Factor). La differenza è che utilizza la durata di vita del sistema, che è noto in anticipo, piuttosto che la durata effettiva. Ciò significa anche che può essere adattato a sistemi multicomponente in cui i componenti hanno diverse durate.

Un altro problema con EROI che molti studi tentano di affrontare è che l’energia restituita può essere in forme diverse e queste forme possono avere un’utilità diversa. Ad esempio, l’elettricità può essere convertita in modo più efficiente dell’energia termica in movimento, a causa della minore entropia dell’elettricità.

Calcoli EROEI aggiuntivi
Esistono tre importanti calcoli EROEI espansi, che sono il punto di utilizzo, esteso e sociale. Punto di utilizzo EROEI espande il calcolo per includere il costo di raffinazione e trasporto del combustibile durante il processo di raffinazione. Poiché questo espande i limiti del calcolo per includere più processi di produzione, EROEI diminuirà. L’estensione EROEI include le espansioni del punto di utilizzo e il costo della creazione dell’infrastruttura necessaria per il trasporto dell’energia o del combustibile una volta perfezionato. L’EROI della società è una somma di tutti gli EROEI di tutti i combustibili utilizzati in una società o in una nazione. Un EROI sociale non è mai stato calcolato e i ricercatori ritengono che al momento non sia possibile conoscere tutte le variabili necessarie per completare il calcolo, ma per alcune nazioni sono state fatte delle stime. Calcoli effettuati sommando tutti gli EROEI per i combustibili prodotti e importati sul mercato interno e confrontando il risultato con l’Indice di sviluppo umano (HDI), uno strumento spesso utilizzato per comprendere il benessere in una società. Secondo questo calcolo, la quantità di energia che una società ha a disposizione aumenta la qualità della vita per le persone che vivono in quel paese e i paesi con meno energia disponibile hanno anche un tempo più difficile per soddisfare i bisogni di base dei cittadini. Ciò significa che l’EROI sociale e la qualità della vita complessiva sono strettamente collegate.

ESOEI
ESOEI (o ESOIe) viene utilizzato quando EROEI è sotto. “ESOIe è il rapporto tra l’energia elettrica immagazzinata nel corso della vita di un dispositivo di memorizzazione e la quantità di energia elettrica incorporata richiesta per costruire il dispositivo.”

Tecnologia di archiviazione	ESOEI
Batteria al piombo	5
Batteria al bromuro di zinco	9
Batteria al vanadio redox	10
Batteria NaS	20
Batteria agli ioni di litio	32
Stoccaggio idroelettrico pompato	704
Accumulo di energia ad aria compressa	792

EROEI in rapida crescita
Una preoccupazione recente correlata è il cannibalismo energetico in cui le tecnologie energetiche possono avere un tasso di crescita limitato se viene richiesta la neutralità climatica. Molte tecnologie energetiche sono in grado di sostituire volumi significativi di combustibili fossili e concomitanti emissioni di gas a effetto serra. Sfortunatamente, né l’enorme scala dell’attuale sistema di energia a combustibili fossili né il tasso di crescita necessario di queste tecnologie sono ben compresi nei limiti imposti dall’energia netta prodotta per un settore in crescita. Questa limitazione tecnica è nota come cannibalismo energetico e si riferisce a un effetto in cui la rapida crescita di un’intera industria produttrice di energia o di efficienza energetica crea un bisogno di energia che utilizza (o cannibalizza) l’energia delle centrali elettriche esistenti o degli impianti di produzione.

Il selezionatore solare supera alcuni di questi problemi. Un allevatore solare è un impianto di produzione di pannelli fotovoltaici che può essere reso indipendente dall’energia utilizzando l’energia derivata dal proprio tetto utilizzando i propri pannelli. Una tale pianta diventa non solo autosufficiente dall’energia, ma un importante fornitore di nuova energia, da cui il nome allevatore solare. La ricerca sul concetto è stata condotta dal Centre for Photovoltaic Engineering, University of New South Wales, Australia. L’indagine segnalata stabilisce alcune relazioni matematiche per il selezionatore solare che indicano chiaramente che una grande quantità di energia netta è disponibile da tale impianto per il futuro indefinito. L’impianto di lavorazione di moduli solari a Frederick, nel Maryland, era originariamente progettato come un allevatore solare. Nel 2009 il Sahara Solar Breeder Project è stato proposto dal Science Council of Japan come cooperazione tra il Giappone e l’Algeria con l’ambizioso obiettivo di creare centinaia di GW di capacità entro 30 anni. In teoria si possono sviluppare allevatori di qualsiasi tipo. In pratica, i reattori autofertilizzanti nucleari sono gli unici allevatori su larga scala che sono stati costruiti a partire dal 2014, con i 600 MWe BN-600 e 800 MWe BN-800, i due più grandi in funzione.

EROI (per noi)	Carburante
1.3	Biodiesel
3.0	Sabbie bituminose bituminose
80.0	Carbone
1.3	Mais etanolo
5.0	Canna da zucchero etanolo
100,0	Hydro
35.0	Importazioni di petrolio 1990
18,0	Importazioni di petrolio 2005
12.0	Importazioni di petrolio 2007
8.0	Scoperte di petrolio
20.0	Produzione di olio
10.0	Gas naturale 2005
2.6-6.9 (esterno) 1.1-1.8 (netto)	Scisto bituminoso (estrazione superficiale / ex situ)
2.4-15.8 (elettrico, esterno) 1.2-1.6 (elettrico, netto) 6-7 (termico, esterno)	Scisto bituminoso (in situ)
105	Nucleare (arricchimento centrifugo)
10.0	Nucleare (con arricchimento di diffusione – Obsoleto)
2000 (stima)	Doppio fuso liquido sale – piombo nucleare fuso
30,0	Petrolio e gas 1970
14.5	Petrolio e gas 2005
6.8	fotovoltaico
5.0	Olio di scisto
1.6	Collettore solare
1.9	Piatto piano solare
19	CSP elettrico
18,0	Vento
9.5	Geotermico (senza riscaldamento dell’acqua calda)
32.4	Geotermico (con riscaldamento dell’acqua calda)