Oggi è la giornata mondiale dell’acqua e proprio per questo continuiamo a parlare di energia. La transizione energetica, infatti, non è un imperativo solo per la questione climatica, ma anche per la crisi idrica.
Il sistema energetico globale, ricorda un’analisi della International Energy Agency, usa circa 370 miliardi di metri cubi (bcm) di acqua dolce all’anno (dato 2021), ovvero circa il 10% del totale dei prelievi globali di acqua dolce.
L’acqua è essenziale per quasi ogni aspetto dell’approvvigionamento energetico, dalla generazione di elettricità alla produzione di combustibili fossili, fino alla coltivazione di biocarburanti.
Tutte le centrali termoelettriche, a gas o a carbone, hanno bisogno di ingenti quantità di liquido per il raffreddamento, mentre il nucleare è in assoluto il modo di produrre energia più dispendioso in termini di risorse idriche, seguito dal carbone con cattura della CO2, ma anche le bioenergie hanno spesso fabbisogni idrici molto pesanti (si veda questo studio di cui abbiamo parlato in passato).
Oggi un quarto della popolazione mondiale non ha un accesso sicuro all’acqua potabile, quasi la metà non dispone di adeguati servizi igienico-sanitari e quasi due terzi della popolazione mondiale sperimenta una grave scarsità d’acqua per almeno un mese all’anno. Il cambiamento climatico renderà molto più grave la situazione. Per questo anche le scelte energetiche diventano importanti.
Per ridurre i consumi idrici è essenziale cambiare il modo in cui produciamo energia, mentre la disponibilità di acqua sarà sempre più importante per valutare la fattibilità fisica, economica e ambientale dei progetti energetici.
Nello Stated Policies Scenario (STEPS) della Iea, lo scenario più prudente che tiene conto solo delle misure di transizione energetica che sono state attuate o sono in fase di sviluppo, la sete di acqua del sistema energetico salirebbe a quasi 400 miliardi di metri cubi entro il 2030, con una crescita trainata soprattutto dai prelievi per il raffreddamento delle centrali nucleari e per l’irrigazione delle colture bioenergetiche, mentre parte dell’aumento è compensato dal passaggio dalle fossili al fotovoltaico e all’eolico.
Se invece si realizzasse lo scenario Net Zero Emissions by 2050 (NZE), quello più ambizioso tracciato dall’Agenzia, i prelievi idrici del settore energetico diminuirebbero di quasi 20 miliardi di metri cubi entro il 2030, grazie al maggior contributo di fotovoltaico, eolico e al ruolo dell’efficienza energetica.
Nello scenario NZE, il consumo di acqua (un sottoinsieme di prelievi, che indica che l’acqua non è più disponibile per altri usi) aumenta comunque di quasi 5 miliardi di metri cubi dal 2021 al 2030, poiché la diminuzione del fabbisogno idrico per le fossili è più che compensata dal maggiore utilizzo di acqua per le bioenergie, settore che, secondo lo scenario, aumenterà di circa l’85% il consumo idrico.
L’acqua è poi importante anche per l’idrogeno. La stima Iea è che la fornitura di idrogeno oggi consumi circa 1,5 bcm di acqua dolce, meno del 5% del totale consumato dal settore energetico. Nello scenario NZE, una rapida crescita della produzione di idrogeno la raddoppia a circa 3 bcm entro il 2030.
Nel frattempo, il volume medio di acqua consumata per tonnellata di idrogeno prodotto dall’elettricità diminuisce di oltre il 25% a causa di una crescita della generazione eolica e solare fotovoltaica.
“La produzione di idrogeno elettrolitico in regioni ricche di fonti rinnovabili ma con stress idrico richiede un’attenta valutazione, e in questi luoghi l’uso di impianti di desalinizzazione potrebbe aiutare a limitare l’esaurimento delle risorse di acqua dolce”, avverte la Iea.
Lo stress idrico, peraltro, nelle regioni aride è anche una delle principali fonti di preoccupazione per la sicurezza energetica (come nel nostro piccolo abbiamo visto in Italia con il crollo della produzione idroelettrica che ha contribuito, assieme ai prezzi del gas, all’aumento dei prezzi elettrici).
La produzione di energia idroelettrica potrebbe diminuire in modo significativo, nelle regioni in cui è probabile che i flussi d’acqua diminuiscano, come l’Europa meridionale, il Nord Africa e il Medio Oriente, prosegue l’analisi Iea.
Le fluttuazioni della produzione di energia idroelettrica hanno già esacerbato la crisi energetica globale, si spiega; la minore disponibilità idroelettrica in America Latina nel 2021 ha portato a un aumento della domanda di gas naturale liquefatto, contribuendo a una pressione iniziale sui prezzi del gas.
Nel 2022, un anno molto povero per l’energia idroelettrica nell’Europa meridionale si è aggiunto alle tensioni sui mercati del gas e dell’elettricità, causate dall’invasione russa dell’Ucraina e dai relativi tagli alle consegne di combustibile tramite gasdotto.
Le centrali termiche richiedono spesso acqua per il raffreddamento. La centrale nucleare francese di Chooz è stata ferma per circa due mesi per la siccità nel 2020, e diversi altri impianti hanno dovuto ridurre la produzione nel 2022 a causa della mancanza di acqua di raffreddamento.
Lo stress idrico comporta anche rischi per il trasporto di combustibili e materiali. Nel 2022, la siccità e le forti ondate di caldo hanno portato a un basso livello dell’acqua nei principali fiumi europei come il Reno, limitando il trasporto su chiatte di carbone, prodotti chimici e altri materiali.
Certo alcune soluzioni ci sono e su queste bisogna puntare, avverte l’Agenzia: alcuni produttori di energia si stanno rivolgendo a fonti idriche alternative e al riciclaggio dell’acqua. C’è anche un margine significativo per ridurre il consumo di acqua migliorando l’efficienza della flotta di centrali elettriche e implementando sistemi di raffreddamento più avanzati per la generazione termica.
Molte delle tecnologie pulite impiegate per fornire elettricità possono poi essere utilizzate anche per fornire l’accesso all’acqua. Le pompe dell’acqua fotovoltaiche possono sostituire pompe diesel più costose e le mini-grid possono alimentare tecnologie di filtrazione, come i sistemi di osmosi inversa, per produrre acqua potabile pulita.
Inoltre, i servizi idrici possono fornire un aiuto nel bilanciamento e nello stoccaggio dell’energia. Oltre all’accumulo con pompaggi idroelettrici, ad esempio, l’irrigazione può essere spostata nei periodi di bassa richiesta di elettricità. La gestione dell’energia e dell’acqua, conclude l’analisi, non possono non andare di pari passo.
