L’ultima sfida internazionale sulle fonti rinnovabili e sul contrasto al cambiamento climatico: lo sviluppo sostenibile

La presentazione è avvenuta in occasione del congresso tenutosi nel mese di maggio ad Abu Dhabi, negli Emirati Arabi, e lo studio sarà pubblicato in versione integrale nel novembre del 2011.

Il documento, il cui contenuto è stato anticipato per i policy makers, fa il punto sulla letteratura esistente in ordine al potenziale sviluppo futuro delle fonti rinnovabili indirizzate a mitigare il cambiamento climatico. Infatti, la sessione plenaria dell’IPCC è aperta a tutti gli Stati membri delle Nazioni Unite e dell’Organizzazione mondiale meteorologica (World Metereological Organization - WMO). Attualmente sono 194 i Paesi che operano nell’IPCC.

Il rapporto parte dall’assioma che finora l’uso di fossili (carbone, petrolio e gas), che peraltro a tuttoggi costituisce la principale fonte di energia, è il principale responsabile della crescente emissione di anidride carbonica CO2.

Lo studio perciò prende in considerazione le sei più importanti tecnologie di fonti rinnovabili (bioenergia che utilizza le biomasse, energia solare, geotermica, idrica, energia derivante dallo sfruttamento degli oceani ed energia eolica), valutando lo scenario che si aprirebbe con l’applicazione di un sistema integrativo delle stesse, sia nella fase corrente che in una prospettiva futura:

- Bioenergia

può essere prodotta da una varietà di biomasse, che comprendono ad esempio foreste, residui organici e agricoli, riserve di energia, il componente organico dei rifiuti solidi urbani ed altri flussi di rifiuti.

Le biomasse, attraverso una serie più o meno complessa di processi, possono essere utilizzate direttamente per produrre elettricità o calore o per produrre idrocarburi gassosi, solidi o liquidi. La gamma delle tecnologie è ampia e dipende dalla loro maturità tecnica. Per esempio, ci sono tecnologie avanzate, ma ancora in fase pre commerciale, che combinano la gassificazione delle biomasse con la lavorazione della cellulosa in appositi impianti per fornire idrocarburi da trasporto. E’, invece, ancora allo stadio di ricerca la produzione di bio idrocarburi liquidi derivati dalle alghe e da altri prodotti biologici.

La bioenergia offre in linea di massima prodotti in forma costante e controllabile. I progetti sull’utilizzo di questa risorsa dipendono naturalmente dalla disponibilità di biomasse a livello locale e regionale, ma recentemente si sta diffondendo anche il loro commercio internazionale;

- Energia solare

dipende dalle tecnologie che fruttano l’irradiamento per produrre elettricità attraverso impianti fotovoltaici e concentra l’energia solare per produrre energia termica (calda o fredda) e potenzialmente idrocarburi che potrebbero essere utilizzati per i trasporti o per altri scopi. La relativa tecnologia di sfruttamento è molto variegata. Si passa da tecnologie c.d. mature, che riguardano la produzione di energia termica attiva e passiva (cioè calda o fredda) e gli impianti fotovoltaici con base in silicone, ad altre ancora in fase di sperimentazione (idrocarburi da energia solare). Comunque queste tecnologie consentirebbero un utilizzo modulare della risorsa, ovvero sia centralizzato che decentrato, sebbene si tratti di una fonte da ritenere per molti aspetti variabile ed imprevedibile. Tuttavia, l’immagazzinamento di tale forma di energia consentirebbe di migliorare il controllo del prodotto;

- Energia geotermica

utilizza l’energia termica accessibile dall’interno della terra. Infatti il calore è estratto dalle riserve geotermiche, grazie soprattutto ai pozzi. Le riserve sufficientemente calde e permeabili sono dette idrotermiche; quelle prodotte con supporto idraulico sono definite come sistema geotermico. Una volta arrivati in superficie i fluidi, a seconda della diversa temperatura, possono essere utilizzati direttamente per l’energia termica, ovvero, se le temperature sono più basse perché provengono da fonti meno profonde, possono trovare applicazioni per produrre caldo e freddo. Le tecnologie mature riguardano essenzialmente gli impianti idrotermici e più in generale le applicazioni di energia geotermica, mentre i programmi sui sistemi geotermici sono ancora in fase di sviluppo e ricerca.

Un dato acclarato è che l’impianto geotermico, quando è usato per generare elettricità, garantisce un flusso costante;

- Energia idroelettrica

sfrutta l’energia che deriva dal movimento dell’acqua dall’alto in basso per generare elettricità, utilizzando quindi dighe, corsi d’acqua e cascate. Si tratta di una tecnologia matura, ampiamente sfruttata e delocalizzata (sia nei centri abitati che nelle zone rurali). Lo studio sottolinea che questa risorsa varia nel tempo e che, tuttavia, garantisce una produzione controllabile le cui riserve possono essere sfruttate per sopperire a picchi di domanda energetica o per bilanciare il sistema di produzione di elettricità che altrimenti presenterebbe molte variabili.

La predisposizione delle riserve idroelettriche dipende in ogni caso dal loro molteplice utilizzo, a seconda, ad esempio, che siano riferite al consumo di acqua potabile, all’irrigazione, alla navigazione od al controllo delle fasi alluvionali e dei periodi di siccità;

- Energia oceanica

deriva dalla potenziale energia cinetica, termica e chimica dell’oceano e può essere trasformata in energia elettrica e termica o in acqua potabile.

In questo ambito le tecnologie allo studio sono veramente molte: dagli sbarramenti per le maree alle turbine sottomarine che sfruttano la forza delle maree e delle correnti oceaniche, dalla conversione dell’energia termica alla varietà di congegni che convoglia l’energia delle onde e quella del diverso grado di salinità dell’acqua. Considerata la molteplicità delle variabili in esame, gli sviluppi tecnologici sono in fase di approfondimento, anche perché alcune tecnologie sfruttano elementi poco controllabili (come le onde, le maree e le correnti) a differenza di altre che si rivelano certo più prevedibili. E’ questo il caso della forza termica o del grado di salinità degli oceani;

- Energia eolica

sfrutta l’energia cinetica del movimento dell’aria. Viene utilizzata in particolare per produrre energia elettrica mediante grandi turbine con pale eoliche che possono essere collocate o sulla terra ferma (onshore) o in mare o sulla costa (offshore). Le turbine del primo tipo sono ormai prodotte ed impiegate su larga scala; le altre presentano invece potenzialità per ulteriori miglioramenti tecnici. L’elettricità prodotta con il vento è, come può facilmente immaginarsi, piuttosto variabile ed imprevedibile. Tuttavia l’esperienza e dettagliati studi che sono stati approntati ormai in molti Paesi dimostrano che basta integrare le forme di produzione energetica per superare tali squilibri.

Il rapporto osserva che le fonti rinnovabili sono cresciute rapidamente negli ultimi anni: nel 2008 rappresentavano il 12,9% del totale dell’energia prodotta; nel 2009 questa percentuale è cresciuta in modo vistoso. L’energia eolica è aumentata del 32%, quella idrica del 3%, la fotovoltaica del 53%, la geotermica del 4% e la solare infine, del 21%.

Il rapporto sostiene che il cambiamento climatico avrà un impatto sicuro sia sulla misura che sulla distribuzione geografica delle potenziali risorse che dipendono dalle fonti rinnovabili, ma tale impatto è difficilmente quantificabile. Per quanto concerne il primo aspetto, il previsto aumento della temperatura, comunque entro 2 gradi C, dovrebbe comportare conseguenze limitate per bioenergia ed energia solare, mentre potrebbe avere un impatto sostanzialmente favorevole per l’energia idrica. A tali problemi dovranno presumibilmente aggiungersi, e siamo al secondo aspetto, le conseguenze di una diversa distribuzione geografica dello sviluppo energetico.

Il livello di integrazione nell’uso delle fonti rinnovabili, tra le stesse e con le fonti tradizionali, dipende da una serie di fattori che comprendono le caratteristiche geografiche locali, nonché le peculiarità degli specifici settori produttivi e del relativo sviluppo tecnologico. Per esempio, per quanto riguarda i trasporti, le biorisorse, sia allo stato liquido che gassoso, continueranno ad essere integrate con le fonti energetiche tradizionali in molti Paesi. L’utilizzazione dell’idrogeno e dell’elettricità nei trasporti ferroviari e su strada dipenderà infatti dallo sviluppo della tecnologia e dalla diffusione di infrastrutture ad hoc. Anche nel settore edilizio può facilmente ipotizzarsi che le tecnologie rinnovabili saranno affiancate per lungo tempo da quelle tradizionali, nonostante l’impegno per l’efficienza energetica. Stesso discorso per il settore agricolo.

L’aspetto più interessante è che il rapporto in questione valuta non soltanto le conseguenze ambientali del fenomeno in esame, ma anche quelle sociali che queste tecnologie inevitabilmente comportano. A ciò si aggiungono i costi e le strategie necessari per superare gli ostacoli, di natura tecnica e non, che si frappongono alla loro diffusione.

In particolare, il gruppo di lavoro analizza i costi, i benefici ed i rischi dei differenti approcci alla riduzione del cambiamento climatico, considerando anche gli strumenti disponibili e le misure politiche da adottare sia a livello nazionale che internazionale.

A parte gli investimenti in infrastrutture anche la monetarizzazione dei costi esterni per la sostituzione di energia dovrebbe migliorare la competitività delle fonti rinnovabili. Infatti il livellamento del costo dell’energia per una specifica tecnologia non è l’unica variabile per determinare il valore economico della sua competitività. L’attrattività di una fonte di energia dipende, oltre che da fattori economici, da aspetti sociali ed ambientali e dal contributo che detta tecnologia fornisce a specifici servizi energetici (per es. il picco della domanda di energia) o che impone sotto forma di costi aggiuntivi al sistema energetico (per es. il costo integrativo).

Una cosa è certa: i costi e le sfide all’integrazione del sistema energetico attuale aumentano le scelte delle fonti rinnovabili che dipendono però dalla facilità di accesso e dalle caratteristiche stesse delle fonti di energia, dalle tipologie del sistema di approvvigionamento e del mercato (flessibilità e diversificazione delle fonti, infrastrutture, network, regolamentazione del mercato energetico, domanda locale e profilo della domanda, controllo e comunicazione delle capacità produttive) e da come il sistema evolve e si svilupperà in futuro.

Altro fattore rilevante, appena sopra accennato, è rappresentato dalla distribuzione geografica delle risorse energetiche. Alcune sono sufficientemente distribuite, altre, come accade per l’energia idroelettrica, sono invece più centralizzate in quanto hanno un’integrazione legata a specifiche condizioni geografiche. La soluzione ottimale per ridurre i rischi e i costi dell’integrazione delle fonti rinnovabili consiste nel poter contare su un portafoglio diversificato delle tecnologie delle fonti rinnovabili tra loro complementari.

L’integrazione proposta e ritenuta ottimale dipende però da una serie di variabili complesse che, oltre alla distribuzione geografica, considerano altre specifiche caratteristiche del settore e dalla tecnologia. Non solo, gli effetti dell’integrazione a lungo termine presuppongono anche grossi investimenti infrastrutturali. A cui dovranno aggiungersi modifiche istituzionali e corretta applicazione della governance, attenzione agli aspetti sociali, ai mercati ed alla pianificazione; ma soprattutto nuovi investimenti nella ricerca e nello sviluppo.

L’approccio sulle fonti rinnovabili deve associarsi inoltre al concetto di sviluppo sostenibile. Tali fonti infatti offrono l’opportunità di contribuire allo sviluppo economico e sociale, alla politica di accesso all’energia, alla sicurezza nella sostituzione delle fonti (in particolare, se la competitività aumenta e le fonti di energia sono diversificate dovrebbe ridursi la vulnerabilità e la volatilità del mercato), alla mitigazione del cambiamento climatico, alla riduzione dell’impatto ambientale sulla salute e sull’ambiente (la massimizzazione di questi benefici dipenderà dalle specifiche tecnologie adottate, dal management innovativo, dalle caratteristiche locali associate con ciascun progetto di fonte rinnovabile).

Lo scenario, anzi gli scenari, esaminati dal rapporto concordano nel ritenere che la crescita delle fonti rinnovabili sia stata comunque il volano per lo sviluppo delle tecnologie sulle stesse fonti rinnovabili. Inoltre le scelte politiche dei governi hanno svolto un ruolo cruciale nell’accelerazione dello sviluppo del settore.

Soprattutto le politiche a favore della ricerca e dello sviluppo delle fonti alternative sono molto efficaci. Queste comprendono tutta una serie di misure che vanno dalla regolamentazione del settore con apposita tariffazione all’assegnazione delle quote di mercato e alla definizione dei criteri di sostenibilità energetica. Gli investimenti pubblici nel settore della ricerca e dello sviluppo, unitamente ad adeguate politiche di supporto, creano infatti un positivo effetto feedback che attrae anche gli investimenti privati. Ma anche in questo caso non esiste una ricetta universale. L’esperienza dimostra che gli effetti possono variare in relazione a diversi fattori, come il livello delle c.d. tecnologie mature, la disponibilità dei capitali anche privati, la facilità di integrazione nell’ambito del sistema esistente e le risorse base per le fonti rinnovabili presenti a livello locale e statale.

Insomma la ricerca e lo sviluppo da soli non bastano e devono essere sostenute da misure efficaci che possono superare il ristretto ambito delle politiche energetiche. Ad esempio, possono essere previsti specifici interventi a favore del settore agricolo e di quello dei trasporti; del management per il settore idrico e della pianificazione urbanistica. E’ evidente che il successo della ricerca dipende pure dalla facilità di ottenere finanziamenti e realizzare prontamente progetti; dalla rimozione delle barriere di accesso a networks e mercati per installazione di energie alternative e per la loro produzione; dallo sviluppo dell’educazione e dalla consapevolezza delle tematiche ambientali attraverso comunicazioni dedicate e opportune iniziative di dialogo; dall’efficienza nel trasferire le tecnologie.

Una forma alternativa di supporto alla politica energetica alternativa è rappresentata dall’adozione di adeguate misure fiscali con finanziamenti diretti o con incentivi fiscali. Le politiche in questione possono essere implementate ai diversi livelli di governo, statale, provinciale e regionale, e sono supportate anche da accordi di cooperazione bilaterale o internazionale.

La presentazione è avvenuta in occasione del congresso tenutosi nel mese di maggio ad Abu Dhabi, negli Emirati Arabi, e lo studio sarà pubblicato in versione integrale nel novembre del 2011.

Il documento, il cui contenuto è stato anticipato per i policy makers, fa il punto sulla letteratura esistente in ordine al potenziale sviluppo futuro delle fonti rinnovabili indirizzate a mitigare il cambiamento climatico. Infatti, la sessione plenaria dell’IPCC è aperta a tutti gli Stati membri delle Nazioni Unite e dell’Organizzazione mondiale meteorologica (World Metereological Organization - WMO). Attualmente sono 194 i Paesi che operano nell’IPCC.

Il rapporto parte dall’assioma che finora l’uso di fossili (carbone, petrolio e gas), che peraltro a tuttoggi costituisce la principale fonte di energia, è il principale responsabile della crescente emissione di anidride carbonica CO2.

Lo studio perciò prende in considerazione le sei più importanti tecnologie di fonti rinnovabili (bioenergia che utilizza le biomasse, energia solare, geotermica, idrica, energia derivante dallo sfruttamento degli oceani ed energia eolica), valutando lo scenario che si aprirebbe con l’applicazione di un sistema integrativo delle stesse, sia nella fase corrente che in una prospettiva futura:

- Bioenergia

può essere prodotta da una varietà di biomasse, che comprendono ad esempio foreste, residui organici e agricoli, riserve di energia, il componente organico dei rifiuti solidi urbani ed altri flussi di rifiuti.

Le biomasse, attraverso una serie più o meno complessa di processi, possono essere utilizzate direttamente per produrre elettricità o calore o per produrre idrocarburi gassosi, solidi o liquidi. La gamma delle tecnologie è ampia e dipende dalla loro maturità tecnica. Per esempio, ci sono tecnologie avanzate, ma ancora in fase pre commerciale, che combinano la gassificazione delle biomasse con la lavorazione della cellulosa in appositi impianti per fornire idrocarburi da trasporto. E’, invece, ancora allo stadio di ricerca la produzione di bio idrocarburi liquidi derivati dalle alghe e da altri prodotti biologici.

La bioenergia offre in linea di massima prodotti in forma costante e controllabile. I progetti sull’utilizzo di questa risorsa dipendono naturalmente dalla disponibilità di biomasse a livello locale e regionale, ma recentemente si sta diffondendo anche il loro commercio internazionale;

- Energia solare

dipende dalle tecnologie che fruttano l’irradiamento per produrre elettricità attraverso impianti fotovoltaici e concentra l’energia solare per produrre energia termica (calda o fredda) e potenzialmente idrocarburi che potrebbero essere utilizzati per i trasporti o per altri scopi. La relativa tecnologia di sfruttamento è molto variegata. Si passa da tecnologie c.d. mature, che riguardano la produzione di energia termica attiva e passiva (cioè calda o fredda) e gli impianti fotovoltaici con base in silicone, ad altre ancora in fase di sperimentazione (idrocarburi da energia solare). Comunque queste tecnologie consentirebbero un utilizzo modulare della risorsa, ovvero sia centralizzato che decentrato, sebbene si tratti di una fonte da ritenere per molti aspetti variabile ed imprevedibile. Tuttavia, l’immagazzinamento di tale forma di energia consentirebbe di migliorare il controllo del prodotto;

- Energia geotermica

utilizza l’energia termica accessibile dall’interno della terra. Infatti il calore è estratto dalle riserve geotermiche, grazie soprattutto ai pozzi. Le riserve sufficientemente calde e permeabili sono dette idrotermiche; quelle prodotte con supporto idraulico sono definite come sistema geotermico. Una volta arrivati in superficie i fluidi, a seconda della diversa temperatura, possono essere utilizzati direttamente per l’energia termica, ovvero, se le temperature sono più basse perché provengono da fonti meno profonde, possono trovare applicazioni per produrre caldo e freddo. Le tecnologie mature riguardano essenzialmente gli impianti idrotermici e più in generale le applicazioni di energia geotermica, mentre i programmi sui sistemi geotermici sono ancora in fase di sviluppo e ricerca.

Un dato acclarato è che l’impianto geotermico, quando è usato per generare elettricità, garantisce un flusso costante;

- Energia idroelettrica

sfrutta l’energia che deriva dal movimento dell’acqua dall’alto in basso per generare elettricità, utilizzando quindi dighe, corsi d’acqua e cascate. Si tratta di una tecnologia matura, ampiamente sfruttata e delocalizzata (sia nei centri abitati che nelle zone rurali). Lo studio sottolinea che questa risorsa varia nel tempo e che, tuttavia, garantisce una produzione controllabile le cui riserve possono essere sfruttate per sopperire a picchi di domanda energetica o per bilanciare il sistema di produzione di elettricità che altrimenti presenterebbe molte variabili.

La predisposizione delle riserve idroelettriche dipende in ogni caso dal loro molteplice utilizzo, a seconda, ad esempio, che siano riferite al consumo di acqua potabile, all’irrigazione, alla navigazione od al controllo delle fasi alluvionali e dei periodi di siccità;

- Energia oceanica

deriva dalla potenziale energia cinetica, termica e chimica dell’oceano e può essere trasformata in energia elettrica e termica o in acqua potabile.

In questo ambito le tecnologie allo studio sono veramente molte: dagli sbarramenti per le maree alle turbine sottomarine che sfruttano la forza delle maree e delle correnti oceaniche, dalla conversione dell’energia termica alla varietà di congegni che convoglia l’energia delle onde e quella del diverso grado di salinità dell’acqua. Considerata la molteplicità delle variabili in esame, gli sviluppi tecnologici sono in fase di approfondimento, anche perché alcune tecnologie sfruttano elementi poco controllabili (come le onde, le maree e le correnti) a differenza di altre che si rivelano certo più prevedibili. E’ questo il caso della forza termica o del grado di salinità degli oceani;

- Energia eolica

sfrutta l’energia cinetica del movimento dell’aria. Viene utilizzata in particolare per produrre energia elettrica mediante grandi turbine con pale eoliche che possono essere collocate o sulla terra ferma (onshore) o in mare o sulla costa (offshore). Le turbine del primo tipo sono ormai prodotte ed impiegate su larga scala; le altre presentano invece potenzialità per ulteriori miglioramenti tecnici. L’elettricità prodotta con il vento è, come può facilmente immaginarsi, piuttosto variabile ed imprevedibile. Tuttavia l’esperienza e dettagliati studi che sono stati approntati ormai in molti Paesi dimostrano che basta integrare le forme di produzione energetica per superare tali squilibri.

Il rapporto osserva che le fonti rinnovabili sono cresciute rapidamente negli ultimi anni: nel 2008 rappresentavano il 12,9% del totale dell’energia prodotta; nel 2009 questa percentuale è cresciuta in modo vistoso. L’energia eolica è aumentata del 32%, quella idrica del 3%, la fotovoltaica del 53%, la geotermica del 4% e la solare infine, del 21%.

Il rapporto sostiene che il cambiamento climatico avrà un impatto sicuro sia sulla misura che sulla distribuzione geografica delle potenziali risorse che dipendono dalle fonti rinnovabili, ma tale impatto è difficilmente quantificabile. Per quanto concerne il primo aspetto, il previsto aumento della temperatura, comunque entro 2 gradi C, dovrebbe comportare conseguenze limitate per bioenergia ed energia solare, mentre potrebbe avere un impatto sostanzialmente favorevole per l’energia idrica. A tali problemi dovranno presumibilmente aggiungersi, e siamo al secondo aspetto, le conseguenze di una diversa distribuzione geografica dello sviluppo energetico.

Il livello di integrazione nell’uso delle fonti rinnovabili, tra le stesse e con le fonti tradizionali, dipende da una serie di fattori che comprendono le caratteristiche geografiche locali, nonché le peculiarità degli specifici settori produttivi e del relativo sviluppo tecnologico. Per esempio, per quanto riguarda i trasporti, le biorisorse, sia allo stato liquido che gassoso, continueranno ad essere integrate con le fonti energetiche tradizionali in molti Paesi. L’utilizzazione dell’idrogeno e dell’elettricità nei trasporti ferroviari e su strada dipenderà infatti dallo sviluppo della tecnologia e dalla diffusione di infrastrutture ad hoc. Anche nel settore edilizio può facilmente ipotizzarsi che le tecnologie rinnovabili saranno affiancate per lungo tempo da quelle tradizionali, nonostante l’impegno per l’efficienza energetica. Stesso discorso per il settore agricolo.

L’aspetto più interessante è che il rapporto in questione valuta non soltanto le conseguenze ambientali del fenomeno in esame, ma anche quelle sociali che queste tecnologie inevitabilmente comportano. A ciò si aggiungono i costi e le strategie necessari per superare gli ostacoli, di natura tecnica e non, che si frappongono alla loro diffusione.

In particolare, il gruppo di lavoro analizza i costi, i benefici ed i rischi dei differenti approcci alla riduzione del cambiamento climatico, considerando anche gli strumenti disponibili e le misure politiche da adottare sia a livello nazionale che internazionale.

A parte gli investimenti in infrastrutture anche la monetarizzazione dei costi esterni per la sostituzione di energia dovrebbe migliorare la competitività delle fonti rinnovabili. Infatti il livellamento del costo dell’energia per una specifica tecnologia non è l’unica variabile per determinare il valore economico della sua competitività. L’attrattività di una fonte di energia dipende, oltre che da fattori economici, da aspetti sociali ed ambientali e dal contributo che detta tecnologia fornisce a specifici servizi energetici (per es. il picco della domanda di energia) o che impone sotto forma di costi aggiuntivi al sistema energetico (per es. il costo integrativo).

Una cosa è certa: i costi e le sfide all’integrazione del sistema energetico attuale aumentano le scelte delle fonti rinnovabili che dipendono però dalla facilità di accesso e dalle caratteristiche stesse delle fonti di energia, dalle tipologie del sistema di approvvigionamento e del mercato (flessibilità e diversificazione delle fonti, infrastrutture, network, regolamentazione del mercato energetico, domanda locale e profilo della domanda, controllo e comunicazione delle capacità produttive) e da come il sistema evolve e si svilupperà in futuro.

Altro fattore rilevante, appena sopra accennato, è rappresentato dalla distribuzione geografica delle risorse energetiche. Alcune sono sufficientemente distribuite, altre, come accade per l’energia idroelettrica, sono invece più centralizzate in quanto hanno un’integrazione legata a specifiche condizioni geografiche. La soluzione ottimale per ridurre i rischi e i costi dell’integrazione delle fonti rinnovabili consiste nel poter contare su un portafoglio diversificato delle tecnologie delle fonti rinnovabili tra loro complementari. >E’ stata recentemente presentata l’anteprima di un interessante Rapporto sulle fonti rinnovabili e sul cambiamento climatico che è il frutto dell’esperienza di un apposito gruppo III intergovernativo di lavoro (Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC).

La presentazione è avvenuta in occasione del congresso tenutosi nel mese di maggio ad Abu Dhabi, negli Emirati Arabi, e lo studio sarà pubblicato in versione integrale nel novembre del 2011.

Il documento, il cui contenuto è stato anticipato per i policy makers, fa il punto sulla letteratura esistente in ordine al potenziale sviluppo futuro delle fonti rinnovabili indirizzate a mitigare il cambiamento climatico. Infatti, la sessione plenaria dell’IPCC è aperta a tutti gli Stati membri delle Nazioni Unite e dell’Organizzazione mondiale meteorologica (World Metereological Organization - WMO). Attualmente sono 194 i Paesi che operano nell’IPCC.

Il rapporto parte dall’assioma che finora l’uso di fossili (carbone, petrolio e gas), che peraltro a tuttoggi costituisce la principale fonte di energia, è il principale responsabile della crescente emissione di anidride carbonica CO2.

Lo studio perciò prende in considerazione le sei più importanti tecnologie di fonti rinnovabili (bioenergia che utilizza le biomasse, energia solare, geotermica, idrica, energia derivante dallo sfruttamento degli oceani ed energia eolica), valutando lo scenario che si aprirebbe con l’applicazione di un sistema integrativo delle stesse, sia nella fase corrente che in una prospettiva futura:

- Bioenergia

può essere prodotta da una varietà di biomasse, che comprendono ad esempio foreste, residui organici e agricoli, riserve di energia, il componente organico dei rifiuti solidi urbani ed altri flussi di rifiuti.

Le biomasse, attraverso una serie più o meno complessa di processi, possono essere utilizzate direttamente per produrre elettricità o calore o per produrre idrocarburi gassosi, solidi o liquidi. La gamma delle tecnologie è ampia e dipende dalla loro maturità tecnica. Per esempio, ci sono tecnologie avanzate, ma ancora in fase pre commerciale, che combinano la gassificazione delle biomasse con la lavorazione della cellulosa in appositi impianti per fornire idrocarburi da trasporto. E’, invece, ancora allo stadio di ricerca la produzione di bio idrocarburi liquidi derivati dalle alghe e da altri prodotti biologici.

La bioenergia offre in linea di massima prodotti in forma costante e controllabile. I progetti sull’utilizzo di questa risorsa dipendono naturalmente dalla disponibilità di biomasse a livello locale e regionale, ma recentemente si sta diffondendo anche il loro commercio internazionale;

- Energia solare

dipende dalle tecnologie che fruttano l’irradiamento per produrre elettricità attraverso impianti fotovoltaici e concentra l’energia solare per produrre energia termica (calda o fredda) e potenzialmente idrocarburi che potrebbero essere utilizzati per i trasporti o per altri scopi. La relativa tecnologia di sfruttamento è molto variegata. Si passa da tecnologie c.d. mature, che riguardano la produzione di energia termica attiva e passiva (cioè calda o fredda) e gli impianti fotovoltaici con base in silicone, ad altre ancora in fase di sperimentazione (idrocarburi da energia solare). Comunque queste tecnologie consentirebbero un utilizzo modulare della risorsa, ovvero sia centralizzato che decentrato, sebbene si tratti di una fonte da ritenere per molti aspetti variabile ed imprevedibile. Tuttavia, l’immagazzinamento di tale forma di energia consentirebbe di migliorare il controllo del prodotto;

- Energia geotermica

utilizza l’energia termica accessibile dall’interno della terra. Infatti il calore è estratto dalle riserve geotermiche, grazie soprattutto ai pozzi. Le riserve sufficientemente calde e permeabili sono dette idrotermiche; quelle prodotte con supporto idraulico sono definite come sistema geotermico. Una volta arrivati in superficie i fluidi, a seconda della diversa temperatura, possono essere utilizzati direttamente per l’energia termica, ovvero, se le temperature sono più basse perché provengono da fonti meno profonde, possono trovare applicazioni per produrre caldo e freddo. Le tecnologie mature riguardano essenzialmente gli impianti idrotermici e più in generale le applicazioni di energia geotermica, mentre i programmi sui sistemi geotermici sono ancora in fase di sviluppo e ricerca.

Un dato acclarato è che l’impianto geotermico, quando è usato per generare elettricità, garantisce un flusso costante;

- Energia idroelettrica

sfrutta l’energia che deriva dal movimento dell’acqua dall’alto in basso per generare elettricità, utilizzando quindi dighe, corsi d’acqua e cascate. Si tratta di una tecnologia matura, ampiamente sfruttata e delocalizzata (sia nei centri abitati che nelle zone rurali). Lo studio sottolinea che questa risorsa varia nel tempo e che, tuttavia, garantisce una produzione controllabile le cui riserve possono essere sfruttate per sopperire a picchi di domanda energetica o per bilanciare il sistema di produzione di elettricità che altrimenti presenterebbe molte variabili.

La predisposizione delle riserve idroelettriche dipende in ogni caso dal loro molteplice utilizzo, a seconda, ad esempio, che siano riferite al consumo di acqua potabile, all’irrigazione, alla navigazione od al controllo delle fasi alluvionali e dei periodi di siccità;

- Energia oceanica

deriva dalla potenziale energia cinetica, termica e chimica dell’oceano e può essere trasformata in energia elettrica e termica o in acqua potabile.

In questo ambito le tecnologie allo studio sono veramente molte: dagli sbarramenti per le maree alle turbine sottomarine che sfruttano la forza delle maree e delle correnti oceaniche, dalla conversione dell’energia termica alla varietà di congegni che convoglia l’energia delle onde e quella del diverso grado di salinità dell’acqua. Considerata la molteplicità delle variabili in esame, gli sviluppi tecnologici sono in fase di approfondimento, anche perché alcune tecnologie sfruttano elementi poco controllabili (come le onde, le maree e le correnti) a differenza di altre che si rivelano certo più prevedibili. E’ questo il caso della forza termica o del grado di salinità degli oceani;

- Energia eolica

sfrutta l’energia cinetica del movimento dell’aria. Viene utilizzata in particolare per produrre energia elettrica mediante grandi turbine con pale eoliche che possono essere collocate o sulla terra ferma (onshore) o in mare o sulla costa (offshore). Le turbine del primo tipo sono ormai prodotte ed impiegate su larga scala; le altre presentano invece potenzialità per ulteriori miglioramenti tecnici. L’elettricità prodotta con il vento è, come può facilmente immaginarsi, piuttosto variabile ed imprevedibile. Tuttavia l’esperienza e dettagliati studi che sono stati approntati ormai in molti Paesi dimostrano che basta integrare le forme di produzione energetica per superare tali squilibri.

Il rapporto osserva che le fonti rinnovabili sono cresciute rapidamente negli ultimi anni: nel 2008 rappresentavano il 12,9% del totale dell’energia prodotta; nel 2009 questa percentuale è cresciuta in modo vistoso. L’energia eolica è aumentata del 32%, quella idrica del 3%, la fotovoltaica del 53%, la geotermica del 4% e la solare infine, del 21%.

Il rapporto sostiene che il cambiamento climatico avrà un impatto sicuro sia sulla misura che sulla distribuzione geografica delle potenziali risorse che dipendono dalle fonti rinnovabili, ma tale impatto è difficilmente quantificabile. Per quanto concerne il primo aspetto, il previsto aumento della temperatura, comunque entro 2 gradi C, dovrebbe comportare conseguenze limitate per bioenergia ed energia solare, mentre potrebbe avere un impatto sostanzialmente favorevole per l’energia idrica. A tali problemi dovranno presumibilmente aggiungersi, e siamo al secondo aspetto, le conseguenze di una diversa distribuzione geografica dello sviluppo energetico.

Il livello di integrazione nell’uso delle fonti rinnovabili, tra le stesse e con le fonti tradizionali, dipende da una serie di fattori che comprendono le caratteristiche geografiche locali, nonché le peculiarità degli specifici settori produttivi e del relativo sviluppo tecnologico. Per esempio, per quanto riguarda i trasporti, le biorisorse, sia allo stato liquido che gassoso, continueranno ad essere integrate con le fonti energetiche tradizionali in molti Paesi. L’utilizzazione dell’idrogeno e dell’elettricità nei trasporti ferroviari e su strada dipenderà infatti dallo sviluppo della tecnologia e dalla diffusione di infrastrutture ad hoc. Anche nel settore edilizio può facilmente ipotizzarsi che le tecnologie rinnovabili saranno affiancate per lungo tempo da quelle tradizionali, nonostante l’impegno per l’efficienza energetica. Stesso discorso per il settore agricolo.

L’aspetto più interessante è che il rapporto in questione valuta non soltanto le conseguenze ambientali del fenomeno in esame, ma anche quelle sociali che queste tecnologie inevitabilmente comportano. A ciò si aggiungono i costi e le strategie necessari per superare gli ostacoli, di natura tecnica e non, che si frappongono alla loro diffusione.

In particolare, il gruppo di lavoro analizza i costi, i benefici ed i rischi dei differenti approcci alla riduzione del cambiamento climatico, considerando anche gli strumenti disponibili e le misure politiche da adottare sia a livello nazionale che internazionale.

A parte gli investimenti in infrastrutture anche la monetarizzazione dei costi esterni per la sostituzione di energia dovrebbe migliorare la competitività delle fonti rinnovabili. Infatti il livellamento del costo dell’energia per una specifica tecnologia non è l’unica variabile per determinare il valore economico della sua competitività. L’attrattività di una fonte di energia dipende, oltre che da fattori economici, da aspetti sociali ed ambientali e dal contributo che detta tecnologia fornisce a specifici servizi energetici (per es. il picco della domanda di energia) o che impone sotto forma di costi aggiuntivi al sistema energetico (per es. il costo integrativo).

Una cosa è certa: i costi e le sfide all’integrazione del sistema energetico attuale aumentano le scelte delle fonti rinnovabili che dipendono però dalla facilità di accesso e dalle caratteristiche stesse delle fonti di energia, dalle tipologie del sistema di approvvigionamento e del mercato (flessibilità e diversificazione delle fonti, infrastrutture, network, regolamentazione del mercato energetico, domanda locale e profilo della domanda, controllo e comunicazione delle capacità produttive) e da come il sistema evolve e si svilupperà in futuro.

Altro fattore rilevante, appena sopra accennato, è rappresentato dalla distribuzione geografica delle risorse energetiche. Alcune sono sufficientemente distribuite, altre, come accade per l’energia idroelettrica, sono invece più centralizzate in quanto hanno un’integrazione legata a specifiche condizioni geografiche. La soluzione ottimale per ridurre i rischi e i costi dell’integrazione delle fonti rinnovabili consiste nel poter contare su un portafoglio diversificato delle tecnologie delle fonti rinnovabili tra loro complementari.

L’integrazione proposta e ritenuta ottimale dipende però da una serie di variabili complesse che, oltre alla distribuzione geografica, considerano altre specifiche caratteristiche del settore e dalla tecnologia. Non solo, gli effetti dell’integrazione a lungo termine presuppongono anche grossi investimenti infrastrutturali. A cui dovranno aggiungersi modifiche istituzionali e corretta applicazione della governance, attenzione agli aspetti sociali, ai mercati ed alla pianificazione; ma soprattutto nuovi investimenti nella ricerca e nello sviluppo.

L’approccio sulle fonti rinnovabili deve associarsi inoltre al concetto di sviluppo sostenibile. Tali fonti infatti offrono l’opportunità di contribuire allo sviluppo economico e sociale, alla politica di accesso all’energia, alla sicurezza nella sostituzione delle fonti (in particolare, se la competitività aumenta e le fonti di energia sono diversificate dovrebbe ridursi la vulnerabilità e la volatilità del mercato), alla mitigazione del cambiamento climatico, alla riduzione dell’impatto ambientale sulla salute e sull’ambiente (la massimizzazione di questi benefici dipenderà dalle specifiche tecnologie adottate, dal management innovativo, dalle caratteristiche locali associate con ciascun progetto di fonte rinnovabile).

Lo scenario, anzi gli scenari, esaminati dal rapporto concordano nel ritenere che la crescita delle fonti rinnovabili sia stata comunque il volano per lo sviluppo delle tecnologie sulle stesse fonti rinnovabili. Inoltre le scelte politiche dei governi hanno svolto un ruolo cruciale nell’accelerazione dello sviluppo del settore.

Soprattutto le politiche a favore della ricerca e dello sviluppo delle fonti alternative sono molto efficaci. Queste comprendono tutta una serie di misure che vanno dalla regolamentazione del settore con apposita tariffazione all’assegnazione delle quote di mercato e alla definizione dei criteri di sostenibilità energetica. Gli investimenti pubblici nel settore della ricerca e dello sviluppo, unitamente ad adeguate politiche di supporto, creano infatti un positivo effetto feedback che attrae anche gli investimenti privati. Ma anche in questo caso non esiste una ricetta universale. L’esperienza dimostra che gli effetti possono variare in relazione a diversi fattori, come il livello delle c.d. tecnologie mature, la disponibilità dei capitali anche privati, la facilità di integrazione nell’ambito del sistema esistente e le risorse base per le fonti rinnovabili presenti a livello locale e statale.

Insomma la ricerca e lo sviluppo da soli non bastano e devono essere sostenute da misure efficaci che possono superare il ristretto ambito delle politiche energetiche. Ad esempio, possono essere previsti specifici interventi a favore del settore agricolo e di quello dei trasporti; del management per il settore idrico e della pianificazione urbanistica. E’ evidente che il successo della ricerca dipende pure dalla facilità di ottenere finanziamenti e realizzare prontamente progetti; dalla rimozione delle barriere di accesso a networks e mercati per installazione di energie alternative e per la loro produzione; dallo sviluppo dell’educazione e dalla consapevolezza delle tematiche ambientali attraverso comunicazioni dedicate e opportune iniziative di dialogo; dall’efficienza nel trasferire le tecnologie.

Una forma alternativa di supporto alla politica energetica alternativa è rappresentata dall’adozione di adeguate misure fiscali con finanziamenti diretti o con incentivi fiscali. Le politiche in questione possono essere implementate ai diversi livelli di governo, statale, provinciale e regionale, e sono supportate anche da accordi di cooperazione bilaterale o internazionale.