Energia per il futuro: da dove?

Il mondo avrà sempre più bisogno di energia. In vista della crescita della popolazione mondiale e del miglioramento delle condizioni di vita, dovranno essere individuati i criteri migliori per produrre energia con la massima efficienza e con il minimo impatto sull’ambiente. In caso contrario, l’equilibrio naturale tra gli esseri umani e il nostro pianeta sarà irreversibilmente danneggiato. Il riscaldamento globale è stato inequivocabilmente associato alle emissioni di gas clima alteranti prodotte dalle attività umane, di cui le
attività legate all’energia contribuiscono per oltre 1/3.
La maggior parte dell’energia che utilizziamo oggi proviene da combustibili fossili: nel 2021 petrolio, gas e carbone hanno contribuito all’82% della domanda globale di energia primaria. La produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili è cresciuta in modo esponenziale dall’inizio del millennio e la potenza installata globale a fine 2021 ha superato i 3 TW. Dal 2010 al 2021, le rinnovabili per l’elettricità sono cresciute ad un ritmo molto più veloce di quello delle fonti fossili, per le quali un numero crescente di impianti è in fase di dismissione.

Ma la decisione su quali fonti energetiche sviluppare non deve essere basata su criteri prettamente economici e di profitto, bensì su indicatori oggettivi, riconosciuti e collaudati.
Un primo indicatore da considerare è l’Energy Return on Energy Investment (EROEI), ovvero la quantità di energia ottenuta da un processo di produzione di energia per unità di energia consumata nel processo stesso. Per poter essere solo presa in considerazione, una fonte deve avere un EROEI maggiore di uno: dati recenti confermano che il solare fotovoltaico ha il secondo valore di EROEI più alto (25) dopo l’idroelettrico (84). Altre fonti rinnovabili hanno valori che vanno da 9 a 14, mentre l’EROEI dei combustibili fossili è costantemente diminuito nel corso dei decenni, oscillando tra 7 e 17 o anche meno per il petrolio non convenzionale. L’EROEI della biomassa solida rimane poco superiore all’unità oscillando tra 1,2 e 5. Considerazioni prettamente energetiche indicano l’idroelettrico, eolico e solare fotovoltaico i sistemi più efficienti per produrre energia, relegando altri processi basati su fonti fossili, nucleare e biomassa indietro in graduatoria.
Questi numeri non devono sorprendere: se si considera ad esempio la biomassa non sorprende che essa deve essere tagliata, raccolta, trasportata, e pretrattata, prima di entrare nel processo di produzione di energia, e tutti questi processi consumano tanta energia, quasi esclusivamente proveniente da fonti fossili.

Il Levelized Cost of Energy (LCOE) è un indicatore economico e rappresenta il ricavo medio per unità di elettricità generata di un impianto durante il ciclo di vita dell’impianto. Per le tecnologie senza costi di combustibile e con costi di manutenzione contenuti, come le tecnologie di generazione elettrica solare ed eolica, LCOE cambia quasi proporzionalmente al costo di capitale stimato della tecnologia, mentre per le tecnologie con un costo del combustibile significativo, sia il costo del combustibile che le stime del costo del capitale influenzano in modo significativo il LCOE.
I dati attuali di LCOE indicano un costo di 40 $/MWh per le rinnovabili (solare ed eolico), 56 $/MWh per il gas naturale, 109 per il carbone e 155 per il nucleare. Anche l’indicatore economico indica che la strada da seguire sono le rinnovabili.
Il Life Cycle Assessment (LCA) rappresenta infine un indicatore di impatto ambientate, che permette di classificare i processi in funzione del loro impatto sull’ambiente e sulla salute. Si tratta di un metodo oggettivo di valutazione e quantificazione dei carichi energetici ed ambientali e degli impatti potenziali associati ad un prodotto/processo/attività lungo l’intero ciclo di vita, dall’acquisizione delle materie prime al fine vita (“dalla Culla alla Tomba”). A livello internazionale la metodologia LCA è regolamentata dalle norme ISO della serie 14040. Anche considerando il solo aspetto legato al riscaldamento globale, le tecnologie più impattanti dal punto di vista ambientale sono quelle basate sulle fonti fossili e le biomasse, seguite dal nucleare e ultime le fonti di energia eolica e solare.
I fattori sopra discussi, insieme alle attuali politiche dichiarate, mostrano chiaramente che il fotovoltaico e l’eolico sono candidate a diventare la principale fonte di energia per il futuro. Recenti studi hanno dimostrato che una transizione ed emissioni zero di gas clima alteranti è ancora possibile al 2050 se operiamo velocemente questa transizione verso fonti di energia eolica e solare. Il problema è il tempo. Non abbiamo più tempo e non sono permesse distrazioni verso tecnologie che risultano già oggi perdenti sulla base degli indicatori sopra descritti, e mi riferisco alle fonti fossili, anche con cattura di CO2, al nucleare ed alle biomasse.

Maurizio Fermeglia
Maurizio Fermeglia è professore di ingegneria chimica presso il Dipartimento di Ingegneria ed Architettura dell’Università di Trieste. Dal 2013 al 2019 è stato Rettore dell’Università degli Studi di Trieste. E’ stato consulente dell’UNIDO nel sottoprogramma ‘Simulazione di processo e sviluppo industriale sostenibile dal 1999 al 2011 e dell’UNEP per l’implementazione del PRTR in diversi paesi dal 2005 al 2013.E’ accademico del CAI dal 1990 ed è stato istruttore di alpinismo e sci alpinismo, membro del soccorso alpino, membro della commissione nazionale materiali e tecniche del CAI. Ha portato a termine numerose salite nella Alpi, Ande e Yosemite Valley.