Il problema non sono solo i cambiamenti climatici

Esistono più di 2 miliardi di persone che non hanno accesso ad alcuna fonte di energia elettrica. E’ necessario quindi impostare un forte impegno di sviluppo scientifico e culturale per  il problema.

La società, così come la conosciamo, si basa sulla disponibilità di energia, cosa che non è stata mai messa in discussione. Sin dal XVIII secolo, tutte le maggiori innovazioni hanno riguardato, in qualche modo, le tecnologie per la produzione e l’uso dell’energia, ma, nonostante ciò, la consapevolezza delle problematiche legate è storia recente.

I cittadini hanno cominciato a rendersi conto dell’esistenza di un complesso sistema energetico solo da quando si parla del problema dei cambiamenti climatici; questo, a mio parere, è stato un vero salto culturale. Infatti, solo recentemente quelle tematiche fino a poco fa appannaggio dei cosiddetti “addetti ai lavori”, cioè emissioni, efficienza energetica, fonti fossili e rinnovabili, stanno cominciando a far parte del bagaglio culturale di ciascuno di noi.

Attualmente, sui media si sente parlare sempre di più di energia pulita e sostenibilità e questo concetto sta addirittura entrando nei messaggi pubblicitari di tutti coloro che offrono prodotti legati in qualche modo all’energia, consapevoli che ormai è questo il vero valore aggiunto delle tecnologie innovative percepito dai cittadini.

E’ bene però riflettere sul fatto che quello del rispetto dell’ambiente non è il solo requisito che la nostra società chiede al sistema energetico. Ancora oggi esistono più di 2 miliardi(!!) di persone che non hanno accesso ad alcuna fonte di energia elettrica e lo sviluppo di tutte le cosiddette economie di transizione e dei paesi in via di sviluppo è strettamente legato alla disponibilità di grandi quantitativi di energia.

Si riporta ad esempio una delle tante previsioni sui consumi nei prossimi decenni, tutte accomunate da un incremento impressionante della richiesta di energia anche in presenza di forti spinte verso l’efficienza ed il risparmio energetico.

E’ chiaro come la maggior parte di tali incrementi siano da attribuire ai Paesi Emergenti (Cina, India, Brasile, Messico, ecc.), più che ai già sviluppati Paesi dell’occidente.

Fonte: Agenzia Internazionale dell’Energia

Anche andando a vedere i settori più critici, come quello del trasporto, risulta evidente che nei prossimi decenni la richiesta di energia e tecnologie collegate crescerà vertiginosamente.

Fonte: Sustainable Mobility Project calculations

Molto significativo è stato il 20° Congresso Mondiale dell’Energia, tenutosi a Roma nel mese di novembre 2007, tornando in Europa dopo ben 15 anni.

In quella occasione, uno degli eventi più importanti in questo ambito, al quale hanno partecipato più di 5000 delegati da tutto il mondo, si è ribadito come, in accordo al documento Energy Policy Scenarios to 2050 del World Energy Council, l’energia deve essere:

accessibile, che significa che un livello minimo di servizi energetici commerciali (elettricità, usi stazionari, trasporto) debba essere disponibile a prezzi abbastanza bassi da incontrare le necessità dei più poveri e sostenibile, nel senso che i prezzi dell’energia riflettano i costi marginali, così da rendere comunque vantaggioso il mercato per i fornitori di servizi energetici.

L’obiettivo è rendere accessibile l’energia a tutte le popolazioni del pianeta.

disponibile, in relazione alla continuità di fornitura nel lungo termine ed alla qualità del servizio nel breve termine.

La scarsezza di energia o la sua poca affidabilità può essere distruttiva nei confronti dello sviluppo economico di una società, perciò è essenziale che esista un ben diversificato portfolio di combustibili e servizi energetici, sia prodotti localmente, sia importati.

E’ necessario mantenere aperte tutte le opzioni per aumentare la sicurezza degli approvvigionamenti energetici.

accettabile, che tenga in conto l’opinione pubblica e l’ambiente, da diversi punti di vista: deforestazione, degradazione e acidificazione del suolo a livello regionale; inquinamento locale, come quello derivante dal trasporto e dalla combustione del carbone o delle biomasse tradizionali (legno); emissioni di gas serra e cambiamenti climatici a livello globale; sicurezza nucleare, gestione delle scorie e non proliferazione; possibile impatto negativo di opere come grandi dighe o sviluppo di impianti su larga scala di trasformazione delle biomasse.

Lo sviluppo di tecnologie pulite e la loro applicazione nei paesi in via di sviluppo è essenziale.

In Italia assistiamo spesso a comportamenti contrastanti: i nostri consumi sono in linea con quelli dei paesi del mondo occidentale, tutti concordiamo nella necessità di sviluppare tecnologie energetiche pulite, come quelle relative alle fonti rinnovabili, ma molto spesso le nuove iniziative sono ostacolate dalla cosiddetta “sindrome NIMBY (Not In My BackYard -non nel mio cortile)” per cui, quando poi si tratta di realizzare le opere, le più grosse resistenze vengono proprio dall’opinione pubblica. La diffusione dell’energia eolica, così difficile nel nostro paese, ne è un esempio tangibile.

D’altra parte, le considerazioni da fare sono abbastanza semplici. Le previsioni di consumo per fonte energetica elaborate dalla Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA), riportate nella figura seguente mettono in evidenza come, in mancanza di forti azioni innovatrici e correttive, il ruolo dei combustibili fossili sarà preponderante, almeno nei prossimi tre decenni.

Fonte: Agenzia Internazionale dell’Energia

Allo stesso tempo, a livello mondiale (G8+5, Unione Europea), si concorda che da qui al 2050 è necessario, per combattere il cambiamento climatico dalle conseguenze ancora non completamente valutabili, diminuire le emissioni di gas serra (in gran parte legate all’uso dei combustibili fossili) in percentuali altissime, dal 60 all’80%.

Fonte: Agenzia Internazionale dell’Energia – Energy Technology Perspectives 2008

Salta agli occhi come le due previsioni siano difficilmente compatibili e la sola possibilità di raggiungere l’obiettivo “ambientale” senza deprimere lo sviluppo della società è quella dello sviluppo e della diffusione di tecnologie pulite per la produzione e l’uso dell’energia, cose per le quali è necessario uno sforzo notevolissimo a livello mondiale per i decenni a venire.

Le tecnologie come già accennato in precedenza, è necessario acquisire la consapevolezza che per raggiungere gli obiettivi è necessario un impegno enorme per lo sviluppo di tutte le tecnologie che possano fornire un contributo alla riduzione dei gas serra e alla garanzia della disponibilità di energia, tenendo presente che in tale sforzo non esistono settori privilegiati, ma che tutti dovranno concorrere sinergicamente verso lo stesso traguardo.

le fonti rinnovabili

Senza alcun dubbio, le fonti di energia rinnovabile (le cosiddette FER) sono il fulcro di tutte le aspettative per la realizzazione di un sistema energetico finalmente sostenibile, sia per quanto riguarda le emissioni di gas serra, sia per la sicurezza degli approvvigionamenti energetici. L’argomento merita sicuramente alcune considerazioni:

in un mondo dai consumi continuamente crescenti, la loro quota di penetrazione nel mercato non potrà superare il 20-30% prima della seconda metà del secolo;

il loro contributo al risparmio di gas serra deve essere attentamente valutato, con delle analisi che riguardano il loro intero “ciclo di vita”. A questo proposito, parametri assolutamente interessanti sono l’EROEI (Energy Return On Energy Invested), che rappresenta il rapporto fra l’energia prodotta nella vita di un impianto e quella che è stata necessaria per realizzarlo o l’”Energy Pay-Back Time”, che indica quanti anni sono necessari perché un impianto produca l’energia che è stata impiegata per la sua realizzazione (e per la quale sono stati necessariamente emessi dei gas serra).

Ad esempio, si riporta una tabella fornita da AspoItalia che ha raccolto le stime degli EROEI delle principali fonti energetiche. Si nota come valori inferiori ad 1 rappresentano investimenti energetici negativi:

 

fonte: ASPOItalia

Naturalmente, non si può ridurre il valore dell’introduzione delle fonti rinnovabili a semplici considerazioni di bilancio di energia o di “emissioni evitate”, in quanto il loro sviluppo e diffusione sono accompagnati da profondi mutamenti culturali verso il rispetto delle risorse esauribili, dalla nascita di nuove realtà industriali e sociali e rappresentano spesso la soluzione ideale in specifici contesti locali, come, ad esempio, considerando il ruolo e le opportunità del settore agricolo.

Praticamente tutte le tecnologie sono oggetto di intense attività di Ricerca e Sviluppo a livello internazionale e sicuramente le FER rappresenteranno la spina dorsale dei futuri sistemi energetici.

i combustibili fossili ed il confinamento della CO₂

I combustibili fossili (carbone, gas, petrolio) continueranno, almeno fino al 2050, ad avere un ruolo preminente fra le fonti primarie di energia. Non si deve trascurare che essi rappresentano, allo stato attuale delle tecnologie, la soluzione più economica per produrre energia, in particolar modo per quanto riguarda il carbone, diffuso, a differenza del petrolio, in molte parti del mondo, soprattutto nei Paesi in via di sviluppo, nei quali coesistono minori disponibilità economiche con i maggiori trend di crescita della domanda di energia.

E’ necessario quindi sviluppare quelle tecnologie che ne permettano l’uso riducendone drasticamente nel contempo le emissioni di gas serra; allo stato attuale delle conoscenze, la soluzione più promettente, oltre naturalmente all’incremento di efficienza degli impianti, è quella della cattura e del confinamento della CO₂ (CCC) connessa all’uso dei fossili, sia nello schema “tradizionale”, sia considerando l’uso di nuovi vettori energetici puliti, come l’idrogeno.

Non è fantascienza (esistono più esempi di impianti pilota in funzionamento da diversi anni, come quello di Sleipner nel mare del Nord), ma come si può facilmente immaginare i problemi da risolvere non sono pochi, da quelli tecnico-economici a quelli normativi e di accettazione da parte dell’opinione pubblica.

Queste tecnologie sono di grande interesse in tutto il mondo e la stessa Unione Europea prevede il finanziamento di diversi impianti pilota entro il 2020.

Ciò che è certo è che, nel caso in cui si dimostri l’infattibilità delle tecnologie di cattura e confinamento della CO2, le possibilità di ridurre le emissioni di gas serra dovranno essere ridimensionate e non di poco.

il nucleare

Al di là delle considerazioni ovvie sull’opportunità o meno di ricorrere alla tecnologia nucleare (sia fissione che fusione), vorrei limitarmi in questa sede a proporre delle considerazioni sul loro ruolo nella lotta contro le emissioni di gas serra.

E’ innegabile come la diffusione di impianti nucleari a fissione sia associata ad una serie di problematiche comunque da affrontare e risolvere: sicurezza, non proliferazione, gestione delle scorie, smantellamento degli impianti, disponibilità di uranio.

Anche dopo quel 26 aprile 1986, il giorno dell’incidente al reattore numero 4 della centrale di Cernobyl, nel mondo si sono continuate a studiare e sviluppare le tecnologie che permettano l’uso efficiente e sicuro dell’energia nucleare, che in linea teorica potrebbe avere grossi vantaggi in termini di disponibilità e di emissioni di gas serra. I tempi sono ancora lunghi: si pensi, ad esempio, che i reattori di “quarta generazione”, che dovrebbero fornire una risposta a molti dei problemi, non saranno disponibili prima del 2040. E che per realizzare una centrale nucleare ci vogliono 15 anni.

Anche per quanto riguarda la fusione nucleare, efficace per le sue caratteristiche intrinseche di sicurezza, disponibilità ed economicità del combustibile e scorie ridotte, ancora oggi non si può immaginare una fase di commercializzazione dei primi impianti prima della seconda metà del secolo, quando però, per evitare cambiamenti climatici significativi, già ci si attendono riduzioni significative delle emissioni di gas serra.

Nonostante tutte queste considerazioni che collocano in un futuro abbastanza lontano la diffusione delle nuove generazioni di impianti nucleari, le previsioni assegnano a tale settore un contributo di riduzione dei gas serra al 2050 del 10%. E non è sicuramente poco.

Conclusioni

Le considerazioni da fare sarebbero innumerevoli: quelle (essenziali) economiche, l’impatto sociale che le diverse soluzioni comportano, l’interazione con gli altri settori della vita, come la produzione di cibo, l’uso delle risorse idriche, la gestione dei rifiuti.

Ritengo però che sia imprescindibile affrontare le problematiche energetiche tenendo conto di due diversi approcci:
quello tecnologico, con la necessità di un forte impegno di sviluppo, rivolto a tutti i settori della scienza e della conoscenza. Nel breve termine è sicuramente prioritario lo sviluppo delle tecnologie per l’efficienza ed il risparmio energetico, per motivi facilmente immaginabili, anche legati al costo crescente dei combustibili. Non bisogna però cadere nell’illusione che esista “la soluzione”, ma è necessario sviluppare la consapevolezza diffusa che per raggiungere il risultato sarà necessario pervenire ad “una serie di soluzioni, da adottare sinergicamente”, con il massimo dell’impegno in ognuna di esse;
quello culturale, forse addirittura più importante, da lasciare come patrimonio per le prossime generazioni, che dovranno guardare al problema dell’energia e dell’ambiente con più attenzione di quanto non sia stato fatto finora.

Raggiungere gli obiettivi di un sistema energetico sostenibile sarà sicuramente molto impegnativo e costoso, ma non dobbiamo dimenticarci che “la terra ci è stata data in prestito dai nostri figli”, per cui è necessario l’impegno di tutti, dai governi fino a ciascuno di noi nelle piccole azioni di vita quotidiana per far sì che il cammino intrapreso negli ultimi due secoli diventi compatibile con il mantenimento di un pianeta accogliente anche per le generazioni future.

Agostino Iacobazzi Project manager
Dipartimento Tecnologie Per L’energia,
Fonti Rinnovabili E Risparmio Energetico
Enea Centro Ricerche Casaccia