Uno studio spiega come si potrebbe arrivare nel 2050 a un sistema energetico mondiale basato solo su acqua, vento e sole. È uno scenario estremo, forse tecnicamente irrealizzabile. Soprattutto, non considera gli enormi costi di una simile soluzione.
Solo vento, acqua e sole
Mentre l’Italia lottava strenuamente contro il caldo agostano, la rivista Joule pubblicava un lavoro dal titolo “100% Clean and Renewable Wind, Water, and Sunlight All-Sector Energy Roadmaps for 139 Countries of the World”, realizzato da Mark Z. Jacobson con molti altri co-autori.
L’articolo propone una tesi molto suggestiva: la possibilità (e la desiderabilità) di una transizione (entro il 2050) dell’intero sistema energetico mondiale verso una soluzione che consideri unicamente “wind, water and sunlight”, ovvero vento, acqua e sole. Si tratta di una versione assai spinta dei tanti scenari di de-carbonizzazione che sono stati prodotti negli ultimi anni da diverse istituzioni. Ne mostra un aspetto peculiare, ed esplicitamente non prende in considerazione alcuni elementi spesso contenuti negli scenari ad alta de-carbonizzazione, come il settore nucleare, le biomasse, il confinamento geologico della CO2. L’articolo considera 139 paesi, ovvero quelli per i quali esistono statistiche rese disponibili dall’Agenzia internazionale dell’energia. Va aggiunto che i paesi in questione rappresentano il 99 per cento delle emissioni di CO2.
L’articolo – relativamente breve (14 pagine) – è accompagnato da un’appendice di oltre 150 pagine che presenta con maggiore dettaglio gli scenari proposti.
Lo studio è nato e si è sviluppato nell’Università di Stanford, cui appartengono 24 dei 27 citati ricercatori. Il lavoro – che in forme diverse circola da tempo – gira intorno alla figura di Mark Z. Jacobson, primo fra gli autori, l’unico non in ordine alfabetico e che gode di una certa notorietà, almeno negli Stati Uniti. Fra le sue apparizioni televisive, si ricorda un’intervista con David Letterman nel 2013 proprio su questo tema, ma limitato solo agli Stati Uniti e non al mondo nel suo complesso.
Il confronto con i dati Weo
Per cercare di valutare lo studio, seppur sommariamente, può essere utile confrontarlo con i dati contenuti dell’ultimo World Energy Outlook (Weo) pubblicato dall’Agenzia internazionale dell’energia nel 2016. Le due pubblicazioni usano dati espressi in unità di misura diverse – in termini energetici (Mtoe) per il Weo, in termini di potenza elettrica installata (GW) nel lavoro di Jacobson – che sono stati quindi uniformati per poterli confrontare. In più, il traguardo del Weo è il 2040, mentre lo studio Jacobson si spinge fino al 2050. Per ragioni di spazio ci limitiamo a considerare alcune macro tendenze (grafico 1).
Gli scenari tendenziali (che non mostriamo) sono sostanzialmente coincidenti per i due modelli. La principale differenza è tuttavia legata allo scenario alternativo. Nel caso Weo, anche quello più stringente (450 Scenario) vede un minimo incremento dell’offerta di energia al 2040, mentre nel caso Jacobson c’è invece una leggera riduzione della domanda totale di energia al 2050.
Se ci riferiamo solo al valore strettamente numerico, gli scenari non appaiono drasticamente differenti. Certo, al 2040 ci sono 2000 GW di differenza, ma mancano ancora dieci anni e la distanza potrebbe ridursi.
Il confronto è diverso se pensiamo che i risultati Jacobson sono ottenuti senza l’utilizzo di alcuni ingredienti presenti invece in abbondanza nella soluzione Weo che, nello scenario a massima de-carbonizzazione, prevede tra l’altro nucleare, biomasse, Ccs e tecnologie simili.
Stiamo guardando due torte apparentemente uguali, solo che quella di Jacobson non usa né uova, né farina. Si potrebbe avere qualche perplessità ad assaggiarla.
È quello che probabilmente ha pensato un gruppo di scienziati che a giugno hanno pubblicato per la prestigiosa Pnas (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America) uno studio in cui demoliscono il modello progenitore di quello che stiamo esaminando e che si limitava agli Stati Uniti e non a 139 paesi. Basti ricordare, in sintesi, che i paragrafi sono sobriamente intitolati “errori nell’analisi”, “errori nel modello”, “assunzioni implausibili” e così via: evidentemente, non hanno gradito la torta.
I costi
Probabilmente la soluzione proposta da Jacobson non è tecnicamente realizzabile. Certamente è troppo costosa e dunque non raggiungibile per ragioni economiche, politiche e sociali. Per quanto riguarda l’aspetto economico, ci sono altre soluzioni, sempre a impatto ambientale pressoché nullo, che molto probabilmente sono più convenienti e soprattutto più sicure rispetto a quelle proposte.
Si pensi, tanto per fare un esempio, al tema dei trasporti marittimi e soprattutto aerei: per passare all’elettrico integrale bisognerebbe, in poco più di trenta anni, rivoluzionare completamente il concetto stesso di trasporto, cambiando completamente le flotte e tutta l’infrastruttura di supporto. Si può probabilmente fare, ma a quale prezzo? Considerando che aerei e navi hanno una vita utile abbastanza lunga e che le tecnologie richiedono ancora almeno un decennio per lo sviluppo, si tratterebbe – entro il 2050 – di sostituire aerei e soprattutto navi ancora nuovi (i cui investimenti non sarebbero ammortizzati) a favore di mezzi a propulsione elettrica. Questa rivoluzione non sembra dietro l’angolo.
Grafico 1
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Direttore della Fondazione Eni Enrico Mattei, ha conseguito il Ph.D in Economics presso l’University College of London. È stato Chief Economist dell’Eni, amministratore delegato di Eni Corporate University e Principal Administrator dell’International Energy Agency (Energy and Environment Division). È stato consigliere di amministrazione dell’ENEA in rappresentanza del ministero dello Sviluppo economico. Autore di molte pubblicazioni su temi legati ad energia e ambiente è stato anche Autore principale (Lead Author) per il Third Assessment Report ed il Fifth Assessment Report per conto del IPCC (Intergovernamental Panel on Climate Change). Docente all’Università Luiss e alla Luiss Business School. Membro dell’Editorial Board de lavoce.info. Socio Fondatore dell’Associazione Italiana degli Economisti dell’Ambiente e delle Risorse Naturali e della Società Italiana per le Scienze del Clima (SISC).
DDPP
Mi sembra che tutti questi studi sull’energia e/o sul riscaldamento globale, siano viziati da un errore concettuale. Mi riferisco alla necessità dei gruppi scientifici di lavoro di non parlare della crescita demografica. Questo porta a concentrarsi sulle altre variabili “tecniche” dei modelli: consumo di petrolio, carbone, autotrazione. O ancora le definizioni di sviluppo sostenibile o la costruzione di città “ecosostenibili”. Sono costrutti intellettuali fatti per evitare il problema costituito dal del sovrappopolamento. Sono anni che non sento più parlare di controllo delle nascite, di contraccettivi, di premi alla denatalità. Il Congresso Mondiale di Bucarest del 1974 sulla sovrappopolazione ha sancito la vittoria delle istanze religiose (cristiani e musulmani) e di quelle ideologiche (gli allora paesi comunisti e la sconfitta delle liberaldemocrazie. Fu sancito che la crescita demografica era incoccabile e doveva restare incontrollata. La Cina, firmataria di quelle decisioni ideologiche, decise però che al suo interno la popolazione andasse controllata. Fintanto non si ricomincerà a ragionare su questo tema, credo che sia inutile (o utili solo per chi ci campa) effettuare studi su energia e globalwarming.
Alessio Rindi
Ma soprattutto che autonomia avrebbero aerei e navi “elettrificati” che immagazzinano energia esclusivamente tramite accumulatori? E l’onnipresente discussione sui tempi di ricarica? vita utile degli accumulatori? cicli di carica-scarica utili? Dovremmo ripensare completamente il trasporto merci perchè credo che anche ai limiti dello sviluppo tecnologico difficilmente aerei e navi completamente elettrici si avvicineranno in prestazioni a quelli attuali.
Marcello Romagnoli
Faccio presente che gli aerei elettrificati, treni, navi ecc non hanno bisogno per forza di sole batterie, ma esistono anche altre tecnologie come le celle a combustibile a idrogeno. Per i treni ad esempio la Alstom propone treni con questa tecnologia. Anche sulle prestazioni possiamo discuterne e la lascio con una domanda….l’attuale spostamento di merci serve proprio tutto?
Marcello Romagnoli
Triste pensare che la probabilità di sopravvivenza di buona parte dell’Unamità si infranga sullo scoglio del costo.
Non ci si pone ogni anno questo problema quando si spende per acquisire nuovi armamenti militari e neppure quando si varano QE….
Capisco obiezioni relative alla tecnologia non ancora disponibile, al poco tempo a disposizione, ma quella dei soldi non mi è chiara. Le banche centrali hanno dimostrato coi fatti che i soldi sono in grado di crearli dal nulla quando occorre salvare il sistema bancario.
arthemis
non è solo questione di costi, ma anche di disponibilità di materie prime: le fonti rinnovabili sono ‘diluite’ e, a parità di MW installati, solitamente richiedono più rame-acciaio-cemento ecc. rispetto alle fonti tradizionali. E’ disposto a decuplicare l’estrazione di rame e la produzione di cemento?
(per approfondimenti, vedere per es. le pubblicazioni di Vidal-CNRS Grenoble e di Terrasi-CNR Catania)
Mauro
Mark Z. Jacobson e colleghi hanno prontamente riposto alle critiche, punto per punto, dimostrando che in diversi casi esse si basavano su errate interpretazioni dei loro numeri. Quanto ai costi, altre analisi indipendenti dimostrano come, per limitare la concentrazione di CO2 in atmosfera, l’ottimizzazione economica porta a scenari per il 2050 che impiegano al 100% fonti rinnovabili (v. https://www.researchgate.net/publication/318966594). Piu’ in genere basta uno sguardo alla letteratura scientifica piu’ recente per vedere che gli studi sull’abbandono di energie fossili stanno considerando scale di tempi sempre piu’ ravvicinate, impensabili fino a pochi anni.
Peccato che i nostri ministri dell’ambiente e dello sviluppo economico non se ne siano accorti nella loro Strategia Energetica Nazionale (SEN) pubblicata qualche mese fa.
marcello
Premesso che ritengo il cambiamento climatico e il global warming un fatto, vorrei ricordare che tutte le previsioni, anche quello di scenario, sono fatte sulla base di probabilità che carartterizzano gli eventi futuri, Quindi vengono stimate delle distribuzioni di probabilità nelle cui code sono rappresentati gli eventi estremi a cui sono attribuite probabilità piccole. Il ruolo dell’incertezza in queste siatuazioni è determinante e gli scenari descritti da diversi istituti di ricerca sono diversi, cioè sono caratterizzati da distribuzioni di probabilità diverse. Il tema dell’aggregazione di queste è uno dei punti cruciali di tutti i rapporti a cominciare da quello dell’IPCC che usa molte distribuzioni e introduce nelle sue analisi giudizi qualitativi che corrispondono a intervalli di distribuzioni di probabilità, La stima sui costi allo stesso è incerta e la valutazione dell’economcità dipende anche dai costi impliciti, di opzione e dal tasso di sconto. Credo che dagli anni 90 l’economia ambientale abbia rispostoa tutti i quesiti teorici su cosa significhi sviluppo sostenibile in un modello standard e come questo implichi ineludibilmente la crescita dei costi rispetto a un’economia non sostenibile. Il problema è chi deve sostenere questi costi e in quale misura. Un tasso di sconto pari alla probabilità annua di decesso come suggeresce Quiggin sembra elevato? A cosa serve l’economia ambientale oggi?
francesco vittori
ma davvero secondo lo stimato autore (stimato per davvero, non è una presa in giro) possiamo mettere in una ipotetica situazione di emergenza sulla stessa bilancia sostenibilità economica e salvezza ambientale. Chiaro che finchè la situazione lo permetterà sarà giusto farlo ma in caso di estrema emergenza, che non è detto che accada, per carità, ma alcune stime la danno come possibile (o addirittura probabile), credo che tutti, autore compreso, saremmo pronti a sacrificare o ignorare la sostenibilità economica a fronte dell’obiettivo da raggiungere. Immagino, per pura fantasia, che domani esca uno studio che confermi che le navi, con la tecnologia attuale, rendano tossico il mare nel giro di 30 giorni (esagerazione). Davvero penseremmo ancora all’ammortamento dell’imbarcazione, alla sua sostenibilità economica a scapito della immediata sostituzione con una tecnologia più costosa ma salutare? E’ chiaramente una esagerazione frutto della fantasia e i criteri economici devono essere guida per ogni decisione ma talvolta l’uomo dovrebbe essere in grado di darsi un limite.
giuseppe
Far sollevare in aria un A-380 di 500 tonnellate con l’elettricità è e resterà impossibile, così come far attraversare un oceano a una porta-container lunga 300 metri con motori elettrici. Però si possono sostituire le centrali a carbone con centrali a sole e vento, questo lo si sta già facendo con ottimi risultati. Io credo che se al 2050 il problema dell’inquinamento riguardasse solo il trasporto marittimo e aereo saremmo quasi a posto