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Energy Technology Perspectives 2010

RISULTATI SETTORIALI
Circa l’84 per cento delle attuali emissioni di CO2 è legato all’energia e circa il 56 per cento delle emissioni totali di gas ad effetto serra può essere imputato alla produzione e al consumo di energia. Se le emissioni globali di CO2 dovranno essere dimezzate, tutti i settori dovranno ridurre drasticamente la loro intensità carbonica ma ciò non significa che ognuno di questi dovrà operare un taglio nell’ordine del 50 per cento.
Nello scenario di Riferimento, ogni settore presenta diverse prospettive di crescita nonché una diversa gamma di opzioni a basso contenuto di carbonio che possono essere implementate per ridurre le emissioni. ETP2010 esamina nel dettaglio il potenziale di ogni settore nel contribuire ad un futuro a basso contenuto di carbonio e ottimale in termini di costi, delineando le tecnologie e le politiche che saranno necessarie per conseguire detto obiettivo.
Per una maggiore diffusione in tutti i settori di tecnologie sia nuove sia già esistenti, è necessario adottare un’azione rapida che prenda in considerazione obiettivi di lungo termine. Senza una prospettiva di ampio raggio, si corre il rischio di realizzare nel breve termine investimenti inadeguati e costosi che potrebbero compromettere gli obiettivi di riduzione o richiedere una dismissione anticipata rispetto al loro normale ciclo di vita.


PRODUZIONE ELETTRICA
Come già anticipato, è nella decarbonizzazione del settore elettrico che si concentreranno gli sforzi di riduzione delle emissioni mondiali. Allo stato attuale, il settore elettrico contribuisce al 41 per cento delle emissioni di CO2 legate al consumo di energia. Nel 2050, lo scenario Base prevede il raddoppio di queste emissioni, in ragione della continua dipendenza dai combustibili fossili.
Per contro, lo scenario BLUE Map indica una riduzione di quasi il 90 per cento (rispetto ai livelli del 2007) dell’intensità carbonica della generazione elettrica, con le fonti rinnovabili che coprono quasi la metà della produzione mondiale di elettricità e con il nucleare che conta per poco meno del 25 per cento. L’altro cambiamento cruciale riguarda il fatto che la restante produzione di energia elettrica da combustibili fossili genera un livello significativamente inferiore di emissioni grazie all’adozione diffusa di sistemi di CCS.
Un radicale cambiamento delle politiche energetiche, unito a ingenti investimenti, è un requisito necessario per interrompere l’attuale dipendenza dalle fonti fossili che caratterizza il settore elettrico. Nello scenario BLUE Map, l’ammontare di investimenti necessari è pari a 35,8 mila miliardi di dollari (il 40 per cento in più dei 23,5 mila miliardi richiesti nello scenario Base), oltre la metà dei quali destinati alla creazione di nuove centrali.
La criticità più evidente è che, allo stato attuale, molte tecnologie a basso contenuto di carbonio sono molto più costose di quelle tradizionali basate sull’impiego di combustibili fossili. Inoltre, per sostenere i programmi di RSD e creare meccanismi di mercato che accelerino il processo di innovazione, i governi dovrebbero adottare politiche tese a incoraggiare una veloce chiusura degli impianti più inquinanti e meno efficienti. Inoltre, occorre perseguire tutte le opzioni di generazione a basso contenuto di carbonio: escluderne una potrebbe comportare un aumento dei costi associati al conseguimento dell’obiettivo di riduzione delle emissioni del settore.
Alcune tecnologie di generazione a basse emissioni presentano criticità specifiche. Ad esempio, per supportare grandi quantità di fonti energetiche rinnovabili tra loro differenti (come eolico, solare fotovoltaico, idroelettrico ad acqua fluente, energia da moto ondoso e mareomotrice) è necessaria un’integrazione a livello di sistema. Vi è anche urgente bisogno di accelerare la fase dimostrativa dei sistemi di CCS nel settore elettrico e di sviluppare sistemi normativi esaustivi che ne consentano la diffusione su larga scala. Anche sul fronte dell’energia nucleare, è necessario compiere ulteriori progressi in materia di costruzione e funzionamento degli impianti di smaltimento delle scorie radioattive. Conseguire una produzione elettrica prossima alle zero emissioni consente a sua volta di ridurre le emissioni di CO2 in tutti i settori di consumo finale, spostando la domanda di energia dai combustibili fossili all’elettricità. Ad esempio, passando da veicoli con motori a combustione interna alimentati a gasolio o a benzina a veicoli elettrici e ibridi plug-in, oppure passando dal riscaldamento a mezzo di combustibili fossili all’utilizzo di efficienti pompe di calore.
Alcuni segnali indicativi di un cambiamento nel settore della generazione elettrica sono già evidenti. Nel 2008 gli investimenti in fonti rinnovabili, guidati da eolico e solare, hanno raggiunto il loro record storico e anche nel 2009, nonostante la recessione economica, si sono mantenuti su simili livelli. In Europa, l’energia eolica installata nel 2009 ha superato qualsiasi altra tecnologia di generazione elettrica. Sviluppi analoghi si sono verificati anche in altre parti del mondo; in termini di capacità rinnovabile installata a livello globale, la Cina si classifica seconda mentre l’India è quinta.
Ci sono anche alcuni evidenti segni di una rinascita del nucleare. I principali piani di espansione della capacità nucleare sono concentrati in Cina, India e Russia; molti altri Paesi dotati di simili impianti, ma che negli ultimi anni non sono stati interessati da nuove costruzioni, stanno prendendo seriamente in considerazione la possibilità di creare nuova capacità.


INDUSTRIA
Negli ultimi decenni, l’efficienza energetica dell’industria è migliorata e l’intensità carbonica è diminuita in diversi comparti. Tuttavia, tale progresso è stato più che compensato da una crescente produzione industriale a livello mondiale. Le emissioni dirette di CO2 provenienti dall’industria ammontano a circa il 20 per cento del livello attuale complessivo. Operare un taglio consistente implicherà, pertanto, l’adozione diffusa delle migliori tecnologie disponibili così come lo sviluppo e la diffusione di una gamma di tecnologie innovative (come i sistemi di CCS, i processi di smelting reduction, la separazione tramite membrane e la gassificazione del black liquor).
Potenzialmente, la corretta applicazione dei sistemi di cattura e stoccaggio della CO2 in un certo numero di settori industriali ad alto consumo di energia (ad esempio, siderurgia, acciaio, cementifici, chimica, petrolchimica e carta) rappresenta la più importante opzione tecnologica emergente per ridurre le emissioni dirette dell’industria. Per far sì che questo avvenga, occorre mettere in atto una dimostrazione su vasta scala della tecnologia di cattura applicata all’industria, in parallelo a progetti dimostrativi per il settore elettrico. La sostituzione di combustibili e materie prime tradizionali con biomasse e scarti di lavorazione rappresenta un’altra importante opzione. Tuttavia, dal momento che le risorse disponibili saranno piuttosto limitate, la concorrenza potrebbe spingere i prezzi verso l’alto e renderne così meno convenienti le applicazioni industriali. La decarbonizzazione del settore elettrico offrirà nuove opportunità per ridurre l’intensità carbonica attraverso la penetrazione dell’elettricità nei processi industriali.


RESIDENZIALE E TERZIARIO
I settori residenziale e terziario sono direttamente responsabili del 10 per cento delle emissioni globali; includendo anche le emissioni indirette associate all’uso di elettricità del comparto, la quota sale a circa il 30 per cento. Da un punto di vista energetico, gli edifici sono sistemi complessi costituiti da una struttura portante, sistemi di isolamento, impianti di riscaldamento/raffreddamento degli ambienti e di riscaldamento dell’acqua sanitaria, sistemi di illuminazione, apparecchiature, beni di consumo e dispositivi commerciali.
Molti edifici presentano un lungo ciclo di vita, il che significa che oltre la metà del parco edilizio oggi esistente a livello mondiale ci sarà ancora nel 2050. Nei Paesi OCSE e nelle economie in transizione, il basso tasso di dismissione degli edifici, combinato con una crescita relativamente modesta, fa sì che gran parte dei risparmi potenziali in termini di consumo di energia e di CO2 sia conseguibile tramite il retrofitting e l’acquisto di nuove tecnologie da applicare agli immobili esistenti. Nei Paesi in via di sviluppo, dove la crescita del settore sarà molto rapida, è possibile conseguire significativi risparmi energetici (velocemente ed in misura sostenuta) imponendo alle nuove costruzioni standard più severi di efficienza energetica.
L’utilizzo delle opzioni a basso costo, energeticamente efficienti, a bassa intensità carbonica e attualmente disponibili è di fondamentale importanza per il conseguimento, nel breve termine, di una riduzione economicamente sostenibile delle emissioni. Servirà invece tempo per sviluppare e diffondere le tecnologie meno mature e ad oggi più costose che potranno svolgere un ruolo importante nel lungo periodo. Per il riscaldamento degli ambienti e dell’acqua, queste tecnologie includono pompe di calore ad alta efficienza energetica, impianti solari termici e unità di cogenerazione di elettricità e calore (CHP) basate su pile a combustibile alimentate ad idrogeno.
Nel settore residenziale, le principali barriere al cambiamento sono i maggiori costi iniziali, la mancanza di informazione del consumatore nei confronti delle nuove tecnologie, la separazione degli incentivi e la bassa priorità assegnata all’efficienza energetica. Superare questi vincoli sarà possibile solo in presenza di un quadro politico esaustivo che può includere campagne di informazione, incentivi fiscali e finanziari, e altre politiche di diffusione così come la definizione di standard minimi di performance energetica. Simili politiche devono far fronte ai vincoli finanziari, sviluppare capacità industriali e stimolare gli investimenti in RSD.
Nel terziario, saranno necessarie politiche volte a conseguire miglioramenti nella struttura dei nuovi edifici unitamente a sistemi altamente efficienti di riscaldamento, raffreddamento e ventilazione. Dato il forte peso del comparto sul consumo totale di energia (rispetto al settore residenziale), occorrerà adottare provvedimenti politici significativi volti a migliorare l’efficienza energetica nell’illuminazione e in altri usi elettrici finali quali le apparecchiature degli uffici, i dispositivi informatici e i sistemi di condizionamento dell’aria.


TRASPORTI
Il settore trasporti è attualmente responsabile per il 23 per cento delle emissioni legate al consumo di energia. Data la crescita di tutte le modalità di trasporto, soprattutto dei veicoli leggeri per il trasporto passeggeri (VL) e del settore aereo, nello scenario Base si stima che al 2050 la domanda di energia espressa dal settore trasporti raddoppierà rispetto ai livelli correnti e le associate emissioni di CO2 mostreranno una crescita leggermente superiore al doppio.
L’attuazione di profondi tagli alle emissioni entro l’orizzonte di proiezione considerato dipenderà dal minor uso di carburanti tradizionali, reso possibile da una maggiore efficienza energetica e da un aumento della quota di carburanti a basse emissioni. Incoraggiare i viaggiatori e i trasportatori a passare dall’uso di mezzi di trasporto quali automobili, camion e aerei ad un più frequente ricorso a bus e treni è un’altra strada per conseguire significativi risparmi.
Mentre nei Paesi OCSE è possibile conseguire riduzioni in termini assoluti delle emissioni nel settore trasporti rispetto ai livelli del 2007, la forte crescita demografica e del reddito nei Paesi non-OCSE renderà questo obiettivo estremamente difficile. Nello scenario BLUE Map, al 2050 le emissioni dei Paesi OCSE saranno diminuite di circa il 60 per cento sul livello del 2007, ma quelle dei non-OCSE saranno cresciute del 60 per cento sulla base dell’intero ciclo di vita del combustibile (ovvero well-to-wheel, dal pozzo alla ruota).
Il comparto delle automobili presenta significative opportunità di riduzione del consumo di carburante e delle emissioni grazie al miglioramento dell’efficienza dei motori a combustione interna, all’ibridazione dei veicoli e all’adozione di veicoli ibridi plug-in, veicoli elettrici e veicoli alimentati da pile a combustibile. In linea teorica, tutti i miglioramenti incrementali di efficienza conseguiti nei veicoli a benzina e diesel considerati nello scenario BLUE Map si traducono in risparmi di carburante lungo l’intera vita dei veicolo. La maggior parte dei governi OCSE ha definito standard stringenti in termini di efficienza nel consumo di carburante e molti governi in diverse parti del mondo hanno lanciato piani per sostenere l’uso diffuso di veicoli elettrici e ibridi plug-in. Considerati nel loro assieme, questi impegni potrebbero consentire, entro il 2020, la messa in circolazione di oltre 5 milioni di queste tipologie di veicoli.
Nello scenario BLUE Map, i biocarburanti, l’elettricità e l’idrogeno conteranno congiuntamente per il 50 per cento del consumo di energia del settore trasporti all’orizzonte 2050, sostituendosi a benzina e diesel. La domanda di biocombustibili per veicoli leggeri con motori a combustione interna comincia a diminuire dopo il 2030 in ragione di uno slittamento delle preferenze verso veicoli elettrici e alimentati a idrogeno. Tuttavia, al 2050 l’uso dei biocarburanti aumenta rapidamente per camion, navi e aerei a seguito della loro sostituzione ai distillati medi.

 
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