Scenari energetici al 2050

  • 2 Novembre 2006

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Secondo la IEA le rinnovabili potrebbero coprire oltre un terzo della domanda elettrica. Il punto della situazione in unarticolo di Roberto Vigotti che uscirà sul quarto numero 2006 della rivista QualEnergia

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    Lo sviluppo e la stabilità economica dei Paesi industrializzati sono stati sempre più condizionati in questo ultimo decennio da approvvigionamenti di energia sicuri, affidabili ed economicamente sostenibili, come gli eventi di questi ultimi mesi stanno confermando. La minaccia di cambiamenti climatici distruttivi, l’erosione della sicurezza energetica e i bisogni energetici crescenti dei Paesi emergenti pongono sfide ai decisori delle nostre politiche energetiche, emerse durante l’ultimo incontro dei G8 a San Pietroburgo.

Emissioni globali CO2 2003-2050 . La Iea, Agenzia internazionale dell’energia, ha rilasciato poche settimane fa una nuova pubblicazione “Energy Technology Perspectives – scenarios and strategies to 2050”, un’analisi che è la prima di una serie di risposte alla richiesta dei G8- a Gleaneagles nel luglio 2005 – di preparare e sottoporre ai governi Ocse scenari alternativi e strategie volte a rendere possibile un futuro energetico “clean, clever andcompetitive” secondo la formula adottata dai leader del summit. «Le tecnologie possono fare la differenza, e un futuro energetico sostenibile è possibile, ma solo se saremo capaci di agire già oggi con urgenza e determinazione per promuovere, sviluppare e introdurre nel mercato un mix di tecnologie energetiche completo, che includa efficienza energetica, sequestro e accumulo dell’anidride carbonica, rinnovabili. Si può fare, ma abbiamo bisogno di una chiara volontà comune e risorse adeguate » ha sintetizzato alla presentazione alla stampa specializzata del volume Claude Mandil, Direttore esecutivo della Iea.

Il trend attuale e futuro
    Lo studio della Iea esamina lo stato e le prospettive di alcune tecnologie energetiche chiave per determinarne il loro potenziale che permetterà di “fare la differenza” al 2050, oltre a evidenziare le barriere che ritardano l’avvento di tali tecnologie e le politiche che possano limitare tali barriere.
    Va subito ricordato che nel settore energetico un periodo di tempo di alcuni decenni appare congruo alle caratteristiche del settore stesso, dove la decisione di perseguire una filiera di centrali elettriche a combustibili fossili piuttosto che nucleare o rinnovabili, o di interventi di efficienza che incidano significativamente nel parco edilizio o dei trasporti necessita di un periodo abbastanza lungo prima di vedere il loro impatto.
    Il mondo – ammettono all’Agenzianon sta proprio andando verso un futuro energetico sostenibile: i prezzi del petrolio stanno superando a ripetizione i loro massimi storici creando preoccupazione per il bilancio di domanda/offerta energetica a lungo termine e le emissioni di anidride carbonica sono aumentate più del 20% nel- l’ultimo decennio. Un futuro allineato con il presente trend – caso base del World Energy Outlook della IEA- porterebbe a un aumento non sostenibile della domanda di petrolio e di fossili e un corrispondente aumento delle emissioni di gas serra nei prossimi 25 anni, pur tenendo conto dell’incidenza della efficienza energetica attesa e dei progressi tecnologici che sono attesi grazie alle politiche attuate o in corso di promulgazione. Approvvigionamento mondiale di combustibili liquidi Emissioni di CO2 Estendendo il periodo in esame fino al 2050 si conferma tale tendenza negativa, con emissioni di gas serra due volte e mezzo più alte di quelle attuali e un aumento sostenuto della domanda di petrolio.
    L’intensità di carbonio dell’economia mondiale aumenterebbe sia a causa della crescente utilizzazione del carbone nella generazione elettrica – specie nelle regioni come Cina e India a rapida industrializzazione e crescente uso di carbone domestico – sia nella produzione di combustibili liquidi per i trasporto.
    Questa tendenza può essere ribaltata, come mostrano gli scenari detti Act –Accelerated Technology Scenarios – che formano la spina dorsale dell’analisi, e che mostrano come le emissioni di anidride dovute al settore energetico possono tornare ai livelli odierni entro il 2050 e che in parallelo la domanda di fossili può essere rallentata.
    Le misure d’efficienza energetica possono da sole ridurre la domanda di energia elettrica al 2050 della metà di oggi. Il risparmio di combustibile liquido potrebbe arrivare a più della metà dell’attuale consumo mondiale, riducendo di oltre la metà l’aumento di petrolio previsto nel caso base. I tre settori determinanti per ottenere un mutamento dei trend energetici secondo l’analisi della Iea sono:

  • un deciso ruolo dell’efficienza energetica nei trasporti, nel comparto industriale e nell’edilizia;
  • una generazione di energia elettrica significativamente decarbonizzata, con un mix di produzione caratterizzato dal maggior uso di rinnovabili, gas naturale, nucleare e carbone con sequestro e immagazzinamento del carbonio;
  • un uso decisamente maggiore dei biocombustibili nei trasporti stradali.

Efficienza energetica
    Occorre invertire il trend attuale che vede un rallentamento nelle misure di efficienza energetica nei paesi Ocse, cosa possibile adottando tecnologie sempre più efficienti e disponibili, un trend a maggior ragione adottabile con significativi risultati anche nei Paesi emergenti.
    I nuovi edifici possono essere progettati e realizzati con una maggior efficienza fino al 70%, con molte tecnologie già commerciali e in via di sviluppo. Oggi l’uso di energia negli edifici residenziali, commerciali e di servizi pubblici rappresenta il 35% dell’uso complessivo mondiale di energia. Le finestre oggi si possono costruire in modo tre volte più efficiente che in passato, i condizionatori avanzati usano 30-40% meno energia dei modelli di dieci anni prima, l’illuminazione progettata oggi può portare a risparmi energetici dal 30 al 60%. Tutti gli elettrodomestici hanno compiuto significativi progressi con la certificazione dei loro consumi bene accolta dagli utenti. Un aspetto ancora trascurato è rappresentato dall’energia consumata dai dispositivi di stand by che oggi rappresentano il 10% dei consumi degli edifici dei paesi Ocse, anche se esistono tecniche che possono ridurre drasticamente queste perdite. Tra le tecnologie più innovative che faranno la differenza la Iea ricorda i contatori intelligenti, la micro cogenerazione, i sistemi solari fotovoltaici e le celle a combustibile.
    Nel settore industriale – che è responsabile di un terzo del consumo globale di energia e del 22% delle emissioni serra – si registra un potenziale enorme per ridurre i consumi e la conseguente emissione di gas serra grazie alla maggiore efficienza di motori, pompe, caldaie, al recupero di energia nei processi di produzione di materiali, nel riciclo degli scarti e nell’adozione di processi e materiali avanzati. I risparmi più grossi si possono fare nel settore acciaio e ferro (26%), la produzione di cemento, vetro e ceramica (25%) e di prodotti chimici e petrolchimici (18%), mentre nei Paesi emergenti un settore di punta è quello della produzione della carta. Tra le tecnologie innovative che porteranno ulteriori vantaggi si ricordano le membrane avanzate per distillazione, il processo di formazione diretto dell’acciaio e l’uso di biomasse nel settore dei combustibili per sostituire petrolio e gas naturale.
    Infine i trasporti che hanno fatto registrare un aumento preoccupante del consumo di energia negli ultimi decenni e che sono destinati a raddoppiare nel 2050 a causa della motorizzazione prevista soprattutto nei Paesi emergenti. Le misure che possono già oggi essere adottate riusciranno a ridurre non più del 17% rispetto al caso base i consumi del settore. Efficienza energetica e introduzione di combustibili sintetici e biocarburanti saranno i fattori determinanti.
Si stima che i miglioramenti possibili nei motori a combustione interna saranno protagonisti del 40% della riduzione dei consumi, i veicoli ibridi del 24%, i dispositivi di bordo innovativi del 20%, gomme sempre più efficienti del 7% e così via. I veicoli del 2050, nel caso medio, riusciranno a consumare solo il 40% di quanto non consumino oggi per percorrere la stessa distanza.
    La battaglia per ridurre i consumi nel settore sarà vinta solo quando saranno commerciabili celle a combustibile a idrogeno e quando i costi per produrre biocombustibili saranno ridotti in modo da permettere il loro uso per un quarto della domanda.

Elettricità decarbonizzata
    Oltre a un crescente uso del gas naturale, la vera sfida del settore di produzione di elettricità sarà rappresentata dalla possibilità di associare il sequestro e la conservazione del carbonio all’uso del carbone e nella maggiore penetrazione delle energie rinnovabili. Il processo di sequestro e conservazione del carbonio – noto come CCS, carbon capture and storage – potrà ridurre in maniera significativa le emissioni di anidride della produzione di elettricità, dei processi industriali e nella produzione di combustibili sintetici per il trasporto.
    In linea di principio la Ccs potrebbe quasi azzerare le emissioni di tali settori, ma il costo del processo è oggi intorno ai 50 dollari per tonnellata e deve potersi dimezzare verso il 2030.
    Tutti gli elementi necessari per la Ccs sono stai provati, ma si registra l’urgenza di realizzare un impianto dimostrativo a piena scala, in modo da garantire un’alta efficienza e costi ragionevoli nel processo, da abbinare in futuro a una centrale elettrica a carbone. Il costo di tale impianto si stima vada dai 500 milioni al miliardo di dollari e si ritiene che per avvicinare alla commercializzazione questi impianti ci sarà bisogno di almeno dieci realizzazioni entro il 2015.
    Le energie rinnovabili che nel 2003 rappresentavano il 18% della produzione di elettricità, prodotta da 880 Gigawatt di impianti, soprattutto grazie al tradizionale idroelettrico sono chiamate nei prossimi decenni a dare un forte contributo.
    La cosiddetta prima generazione di rinnovabili, idraulica, geotermica e oggi anche eolico, sono limitate dalla localizzazione della risorsa, e in certi siti possono essere competitive con la produzione tradizionale. Il loro futuro è in parte legato allo sviluppo tecnologico, ed è piuttosto legato alla possibilità e alla volontà di convertire il potenziale superando le barriere legate all’impatto ambientale e all’accettazione sociale.
    La seconda generazione di rinnovabili, eolico off shore, solare fotovoltaico, solare a concentrazione e biomasse innovative è in via di commercializzazione solo grazie a politiche e misure che ne favoriscono l’adozione che consentono una costante riduzione del loro costo grazie alla scala delle applicazioni, ai volumi di produzione e alla curva di apprendimento nel mercato.
    Queste politiche sono state efficacemente introdotte in pochi paesi Ocse, che sono riusciti così a sviluppare un’industria del settore molto competitiva e guidano oggi i mercati.
    La terza generazione, gasificazione innovativa della biomassa, energia dalle correnti e dalle onde, e geotermia da rocce calde e secche, non sono ancora del tutto dimostrate e commercializzate e sono in una fase di sviluppo grazie a un’attività di ricerca internazionale che proprio la Iea incoraggia e coordina. Il loro potenziale al 2050 potrebbe essere paragonabile a quelle della altre fonti, ma il loro impatto a metà del secolo dipenderà da quanta attenzione riceveranno in termini di risorse dedicate a R&S. A seconda degli scenari considerati, le varie fonti rinnovabili si caratterizzano al 2050 così:

  • idroelettrico, oggi il 15,9% della generazione elettrica, potrebbe essere responsabile del 9,5% della generazione nel caso base fino al 15,3% – e cioè fino a 5.019 TWh/annui – nello scenario più favorevole;
  • biomassa, oggi l’1,3% della generazione elettrica potrebbe essere responsabile del 2% fino al 5,1% della generazione – e cioè fino 1.670 TWh/annui – a seconda dello scenario;
  • altre rinnovabili, vento e sole tra tutte, oggi allo 0,7%, potrebbero essere responsabili dal 3,9 al 14,8% della generazione – e cioè fino a 4.870 TWh/anno -a seconda dello scenario. In particolare l’eolico potrebbe arrivare al 10% di tutta la generazione elettrica al 2050, e il fotovoltaico potrebbe arrivare al 3%.

    L’analisi della Iea mostra come le tecnologie esistenti e quelle emergenti possono condurre il Mondo verso un futuro sicuro e sostenibile, ma ciò «richiederà un impegno finanziario e di politica energetica sia da parte del settore pubblico che privato e una collaborazione senza precedenti tra Paesi industrializzati, emergenti e in via di sviluppo». Selezionare le soluzioni che prevedono tecnologie a più basso costo sarà essenziale. Lo studio della Iea conclude che è necessario agire ora per accelerare i miglioramenti possibili d’efficienza, per implementare le tecnologie più efficaci dal punto di vista ambientale e sostenibili dalpunto di vista economico, e allocare sufficienti risorse per far si che rinnovabili avanzate, Ccs e anche una generazione avanzata di nucleare possano giocare un ruolo decisivo per soddisfare i bisogni di energia del Pianeta a metà del secolo. Per dettagli sulla pubblicazione: www.iea.org/books

Roberto Vigotti*

26 ottobre 2006

*Chairman Gruppo Rinnovabili
della Agenzia
Internazionale
Energia

Il rapporto Iea

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