2.3 IL QUADRO ATTUALE E LE PREVISIONI FUTURE DEI CONSUMI ENERGETICI MONDIAL
2.3.2. RELAZIONE TRA AUMENTO DEI CONSUM
ENERGETICI
E
INCREMENTO
DELLE
EMISSIONI
CLIMALTERANTI
L‟aumento dei consumi energetici comporta un altrettanto forte incremento delle emissioni di CO2, che una parte della scienza mondiale sostiene essere causa del
fenomeno del surriscaldamento globale e delle sue drammatiche conseguenze ambientali e climatiche.
Il Quarto Rapporto Globale sul clima dell‟IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), datato 2007, prevede che la temperatura media globale al 2100 possa incrementare da un minimo di 1.1°C ad un massimo di 6.4°C, ma l‟ipotesi più probabile per l‟IPCC sembra essere quella secondo cui l‟aumento sarà compreso tra 0.6 e 0.7°C al 2030, per raggiungere poi un valore tra 3 e 4.5°C nel 2100. Ora siamo ad un valore di temperatura medio globale maggiore di 0,7°C dall‟inizio dell‟era industrializzata, e proprio l„attività umana è da considerarsi la principale responsabile di tale aumento.
Le concentrazioni in atmosfera di anidride carbonica, metano e protossido di azoto (i principali elementi responsabili dell‟effetto serra) sono notevolmente aumentate (vedi Figura 2.4), passando da un valore pre-industriale di circa 280 ppm ad un valore di 379 ppm nel 2005, e il Panel ritiene che, per non rendere irreversibile il surriscaldamento terrestre, bisognerebbe, da oggi al 2030, ridurre le attuali emissioni del 50%, obiettivo estremamente ambizioso e presumibilmente fuori portata.
32
La possibilità di modificare il trend energetico globale dipende dalla volontà di agire su più piani, ognuno convergente verso l‟obiettivo della riduzione dell‟uso di fonti energetiche fossili.
In pratica la strada da battere è legata alla scelta di orientare gli investimenti verso energie non clima-alteranti (rinnovabili in primis), migliorare l‟efficienza e promuovere il risparmio e l‟equità nei consumi energetici globali: si tratta di mettere in atto una “razionalizzazione energetica”, che sia in grado di compensare, almeno parzialmente, le politiche “no future” condotte finora, all‟insegna prima di tutto delle contingenze politiche.
Proprio facendo riferimento alle recenti politiche di approccio energetico, bisogna tenere conto che solo negli ultimi 20 anni è stata consumata più energia di quella consumata dall‟inizio dell‟era industriale ad oggi.
La stessa sorte è toccata a tutte le altre risorse naturali.
Per questo motivo, nel corso dell‟ultimo secolo, per far fronte alla domanda alimentare derivante da un incremento demografico senza precedenti, sono state percorse due strade:
un crescente uso della fertilizzazione dei terreni;
l‟estensione delle terre destinate all‟agricoltura intaccando boschi e foreste vergini, prosciugando paludi ed acquitrini.
In meno di cento anni la superficie arida a livello planetario è aumentata di oltre il 100%, passando da 11 a 26 milioni di Km2.
A tutto questo si deve aggiungere il processo di inurbamento che sottrae agli usi agricoli milioni di chilometri quadrati di terreno coltivabile.
Inoltre, il disboscamento determinato dalla crescente fame di terreni per usi agricoli e più recentemente per biocombustibili (olio di palma in Indonesia e canna da zucchero e olio di soia e di colza in America Latina) ha determinato un impatto pesantissimo sugli equilibri ambientali.
Foreste e boschi hanno infatti una vera e propria funzione di serbatoio d‟acqua e custodiscono un‟enorme quantità di carbonio altrimenti destinato a diffondersi nell‟atmosfera sotto forma di CO2.
Gli attuali ritmi di disboscamento della foresta equatoriale in Amazzonia, Africa e nel Sud-Est asiatico, in particolare in Indonesia, rappresentano il più intenso processo di distruzione delle foreste e di biodiversità che si sia mai verificato.
L‟effetto combinato di deforestazione ed estensione delle colture idroesigenti ha portato ad una progressiva riduzione della quantità di acqua disponibile.
33
I cambiamenti climatici in corso, con la riduzione della quantità di piogge nelle zone sub-tropicali (basso Mediterraneo e Australia), dov‟è in corso un fenomeno di aumento della popolazione e di espansione dei deserti, stanno aumentando i problemi di accesso al bene primario acqua e al cibo per miliardi di persone.
Il surriscaldamento del globo terrestre, fenomeno connesso e allo stesso tempo responsabile dei cambiamenti climatici, è il problema che più di ogni altro ha contribuito negli ultimi anni a sensibilizzare l‟opinione pubblica sui temi energetico - ambientali.
Scioglimento dei ghiacci, estati sempre più calde, inverni particolarmente miti, piogge di intensità tropicale, desertificazione, innalzamento dei livelli del mare, incendi boschivi, uragani più frequenti e distruttivi: sono tutti eventi che hanno contribuito a diffondere la consapevolezza che è in atto un cambiamento del clima terrestre e della insostenibilità di un modello energetico che trascura i limiti fondamentali della capacità di assorbimento dell‟atmosfera (vedi Figura: correlazioni tra processi ed eventi globali legati al cambiamento climatico).
34
La maggioranza della comunità scientifica e l‟opinione pubblica concordano anche nell‟individuazione delle cause di questo fenomeno.
La responsabilità principale di ciò che sta accadendo è attribuibile alla crescente concentrazione di gas serra (in particolare di CO2) nell‟atmosfera: ogni anno, infatti,
si scaricano nell‟atmosfera dieci miliardi di tonnellate di CO2 che provengono
principalmente dalla combustione di carbone, petrolio, gas naturale e zootecnia. La biosfera ha una propria capacità di assorbire CO2 (sintesi clorofilliana,
assorbimento nelle acque oceaniche, ecc.) ma non riesce a tenere il passo con il livello di emissione di anidride carbonica, che è cresciuto proporzionalmente al processo di industrializzazione e alla produzione di energia.
Per questa ragione la concentrazione di CO2 è passata da 180 ppm all‟inizio del XX
secolo a 380 ppm oggi.
Proprio per una correlazione importante fra concentrazione di anidride carbonica ed effetto serra, alla CO2 viene imputata la responsabilità principale del
surriscaldamento terrestre, al punto che se la sua concentrazione dovesse superare le 450 ppm, il rischio sarebbe quello di un aumento della temperatura terrestre di 2-3°C, che produrrebbe un cambiamento climatico dagli effetti imprevedibili, ma sicuramente disastrosi.
A determinare l‟effetto serra concorre anche il metano che viene immesso in quantità crescente nell‟atmosfera.
Lo scioglimento del permafrost (sedimenti alluvionali ghiacciati presenti principalmente presso le foci dei fiumi che sfociano nel Mare Artico in Siberia e Canada) è un esempio perfetto per mostrare gli effetti legati all‟aumento della temperatura.
Questi sedimenti, che contengono materiale organico e metano in grosse percentuali, sciogliendosi liberano metano (imprigionato sotto forma di idrati) e anidride carbonica derivante dalla decomposizione del materiale organico.
35
2.3.3.
GLI
SCENARI
POSSIBILI
NEL
SETTORE
DELL’ENERGIA PER LE EMISSIONI DI CO
2IN
ATMOSFERA
Come evidenziato, i consumi energetici sono responsabili di più del 60% delle emissioni dei gas-serra. Per tale motivo il settore dell‟energia deve individuare azioni per la stabilizzazione della concentrazione dei gas-serra.
L‟IEA nel suo rapporto del 2008 “World Energy Outlook” fornisce due scenari: lo scenario “di riferimento” proietta nel 2030 quello che succederà in assenza di interventi virtuosi, mentre lo scenario “alternativo” prevede l‟attuazione di una policy dei Paesi attiva nei confronti del contenimento dei consumi, con un aumento del mix energetico, del potenziamento delle fonti rinnovabili, dell‟aumento dell‟efficienza energetica per mezzo di investimenti.
Petrolio 43%
Gas Naturale 36%
Carbone 9%
Fonti Rinnovabili 7%
Import energia elettrica 5%
Figura 2.6: Distribuzione della produzione energetica tra le differenti fonti (Fonte: IEA 2008)
Poiché la CO2 è la sostanza di riferimento dei gas-serra, lo scenario alternativo
prevede due ipotesi di lavoro: stabilizzare la concentrazione di CO2 a 450 parti per
milione (ppm), contro le attuali 350 ppm, o a 550 ppm. Vi è da notare che nello scenario di riferimento si raggiungerebbe facilmente alla fine del secolo una concentrazione di CO2 pari a quasi il doppio (700 ppm).
Si parte dalle cifre del 2006 che sommariamente possono essere le seguenti: il consumo di energia è pari a 11 miliardi di tep/anno e la quantità di emissioni di CO2
supera il valore di 27 miliardi di tonnellate/anno.
Petrolio Gas Naturale Carbone Fonti Rinnovabili Import energia elettrica
36
In Italia, d‟altra parte, nel 2006 i consumi energetici sono stati pari invece a 196 milioni di tonnellate equivalenti di petrolio (+20% rispetto al 1990, in linea con il resto della UE). Un italiano consuma poco meno della media UE, circa la metà rispetto ad un cittadino USA (3.5 tonnellate di petrolio contro 7 tonnellate), ma tre volte rispetto ad un cinese e quasi nove volte rispetto ad un africano.
Sul tema delle emissioni, invece, in Italia sono state emesse 570 milioni di tonnellate di CO2; le emissioni pro-capite sono di poco superiori alla media europea
(4150 tonnellate di CO2, 8 tonnellate di CO2 procapite), circa il doppio di quella
mondiale.
Nello scenario meno restrittivo di 550 ppm, i consumi di energia aumenteranno tra il 2006 e il 2030 del 30% circa (invece del 45% dello scenario di riferimento) per raggiungere così 15500 milioni di tonnellate equivalenti di petrolio (contro 17000). Nello scenario di 450 ppm, invece, il consumo di energia al 2030 viene posto pari a 14400 (con un aumento del 23%).
Questo significa che con la politica di 550 ppm le emissioni aumenteranno nel 2030 intorno a 33 miliardi di tonnellate di CO2 (contro i 40 dello scenario di riferimento) e
che con la politica dei 450 ppm tali emissioni dovrebbero scendere al valore di 26 miliardi di tonnellate di CO2.
Figura 2.7: Variazione delle emissioni di CO2 al 2030 secondo lo scenario “Blue Map
37
Nello scenario di riferimento, l‟IEA prevede indicativamente il protrarsi -in termini di energia primaria- della situazione attuale (29% carbone, 30% petrolio, 22% gas, 5% nucleare, 2% idroelettrico, 10% rifiuti, 2% rinnovabili)
Nello scenario di 450 ppm le riduzioni (7.6 Gton di CO2 al 2030) dovrebbero essere
ripartite come da Tabella 2.6:
Tabella 2.6: Riduzioni di CO2 in Scenario “450 ppm” (Fonte: “Ambiente Italia
2008”)
Nello scenario di 550 ppm, le ulteriori riduzioni (7 Gton di CO2 al 2030) dovrebbero
essere distribuite come da Tabella 2.7:
Tabella 2.7: Riduzioni di CO2 in Scenario “550 ppm” (Fonte: “Ambiente Italia
2008”)
Importante pertanto risulterà l‟applicazione di tecnologie a bassa intensità di emissioni (CSS Carbon Capture and Storage nel settore della generazione elettrica e dell‟industria) ed una politica di forte impulso verso l‟efficienza energetica soprattutto negli usi finali (settore civile e trasporti). Importante risulta il ruolo del nucleare oltre che ovviamente quello delle fonti rinnovabili.
Interessante è confrontare questi studi con quanto riportato dalla stessa IEA in “Energy Technology Perspectives” con un quadro estrapolato al 2050 (Blue Map). In tale rapporto il contenimento delle emissioni per il 2050 per raggiungere valori prossimi a quelli attuali (26-32 GT/anno) deve essere affrontato solo attraverso un mix di tecnologie molto più avanzate, ed allo stato attuale non ancora sviluppate appieno.
38
Per esempio, si parla del sequestro dell‟anidride carbonica (anche per via geologica) con incentivazione dell‟ordine di 25 dollari per tonnellata, e dell‟impiego dell‟idrogeno nei mezzi di trasporto (vedi Figura 2.8).
Sostituzione dei combustibili
nei settori d'uso finale 11%
Cattura e confinamento della
CO2 19%
Fonti rinnovabili 21%
Nucleare 6%
Efficienza energetica nei
settori d'uso finale 12%
Efficienza dei combustibili nei
settori d'uso finale 24%
Efficienza e sostituzione dei combustibili nel settore
elettrico 7%
Figura 2.8: Incidenza percentuale delle tecnologie nella riduzione delle emissioni di CO2 al 2030 (Fonte “Ambiente Italia 2008”)
Di seguito (Figura 2.9) è graficato l‟andamento ipotizzato della riduzione delle emissioni di CO2 al 2050, secondo differenti ipotesi di sviluppo.
Figura 2.9: andamento ipotizzato della riduzione delle emissioni di CO2 al 2050 nelle differenti regioni mondiali (Fonte: IEA, “CCS Roadmap 2010”)
Cattura e confinamento della CO2
Fonti rinnovabili
Nucleare
Efficienza energetica nei settori d'uso finale Efficienza dei
combustibili nei settori d'uso finale
Efficienza e sostituzione dei combustibili nel settore elettrico
39
L‟IEA ha basato tali previsioni sull‟analisi dell‟attuale distribuzione dei progetti (su larga scala) di riduzione delle emissioni, suddivisi per regione come indicato in Figura 2.10.
Figura 2.10: distribuzione attuale dei progetti su larga scala di riduzione delle emissioni di CO2 (Fonte: “Global CCS Institute”, 2009)
L‟IEA ha anche previsto come questi progetti dovrebbero svilupparsi e ripartirsi, da qui al 2050, nelle differenti regioni del mondo (tenendo anche conto di quelli che sono i costi ad essi connessi), per il rispetto degli obiettivi pianificati di riduzione delle emissioni secondo lo scenario “Blue Map”: tale ripartizione è indicata nella Tabella 2.8.
40
Tabella 2.8: Previsioni di crescita del numero di progetti di abbattimento della CO2 al 2050 (Fonte: IEA, “CCS Roadmap 2010”)
Si noti soprattutto la previsione di crescita di progetti destinati all‟abbattimento di CO2 nei paesi non afferenti –attualmente- all‟Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico (OECD): previsione legata alla speranza di una crescita della consapevolezza ambientale e di sostenibilità energetica in quelli che sono, ora, “Paesi in via di sviluppo” e che, nel 2050, potrebbero invece aver raggiunto una maturità economica superiore.
Figura 2.11: Previsioni di riduzione delle emissioni di CO2 al 2050, in relazione alla
41