di Domenico Rossetti di Valdalbero*, Francesco Paolo Mancini**, Claude Thonet*


*Commissione europea, DG Ricerca
**Università di Perugia, Dipartimento di Fisica


L’analisi dei dati relativi a un periodo di duecento anni permette di individuare la dimensione delle sfide energetiche e ambientali. A livello mondiale, in due secoli la popolazione è passata da 1 a 6,5 miliardi di persone e il PIL (a parità di potere d’acquisto) da 500 a 40.000 miliardi di dollari. In questi due secoli, le emissioni di anidride carbonica sono aumentate di un fattore 20, l’energia primaria di 40 e la mobilità pro capite di 1.000 (vedi Tabella 1).
Le previsioni energetiche, in gran parte fondate sull’aumento atteso della popolazione e della crescita economica, forniscono dati relativamente simili. Nella maggior parte degli scenari, nei prossimi trent’anni il consumo d’energia dovrebbe quasi raddoppiare e raggiungere circa 14.000 milioni di tep, come risulta da numerose fonti. Tra le altre: Agenzia Internazionale dell’Energia, World Energy Outlook, OECD, Parigi, 2007; Commissione europea, World Energy Technology Outlook – 2050, EC, Lussemburgo, 2006; Consiglio Mondiale dell’Energia, Scegliere il nostro futuro: Scenari di politiche energetiche nel 2050, WEC, 2007; Shell energy scenarios to 2050, Shell, 2008.
Il cambiamento climatico, sfida mondiale che può essere risolta in modo efficace solo con uno sforzo da parte di tutti i Paesi, minaccia 500 milioni di persone nelle regioni desertiche e il suo costo è valutato in 5.500 miliardi di euro entro il 2050 (Stern Review of the economics of climate change, Hm Treasury, UK Government, 2007).
Le emissioni mondiali di anidride carbonica rischiano di raddoppiare entro il 2050, con tutte le conseguenze in termini di deterioramento delle risorse d’acqua dolce, dell’aumento delle tempeste e delle inondazioni, di malattie e di infezioni, di diminuzione della produzione alimentare e di migrazioni a grande scala (Climate change and international security, Paper from the High Representative and the European Commission to the European Council, S113/08, 14 March 2008).
Come noto, l’Unione europea dipende per più della metà del proprio approvvigionamento energetico da Paesi terzi. Secondo la maggior parte degli scenari analizzati, entro il 2030 la Ue ne dipenderà per il 70 per cento. Oltre ad essere una questione vitale per l’economia moderna, l’energia ha una componente strategica importante. Sicurezza, competitività e ambiente: tre ragioni che spingono l’Unione europea verso una politica energetica europea. Il percorso verso questa politica è pieno di ostacoli, dato che le sfide tecnologiche, ma anche giuridiche, economiche e sociali sono numerose: il confronto tra il ruolo dello Stato e quello del mercato, tra il breve e il lungo termine, tra la protezione delle risorse naturali e la riduzione dei costi, tra produzione di elettricità (e calore) centralizzata e decentralizzata, tra l’interesse collettivo e l’interesse individuale.


TECNOLOGIE
Oltre all’incertezza geologica, anche le incertezze sul livello di sviluppo tecnologico sono variabili importanti. Chi avrebbe mai potuto immaginare nel 1980 che il propulsore diesel sarebbe diventato il motore a combustione più rispettoso dell’ambiente, o che le centrali a gas a ciclo combinato sarebbero diventate l’opzione privilegiata per la produzione di elettricità?
La tecnologia è un pezzo essenziale del puzzle della politica energetica (Commissione europea, Un piano strategico europeo per le tecnologie energetiche – Verso un futuro a bassa emissione di carbonio, COM(2007) 723; G. De Santi, Ora l’Europa ha un Piano strategico, Nuova Energia, n. 6, Milano, 2007).
Le nuove tecnologie hanno molti vantaggi, tra cui il fatto che possono beneficiarne tutti i settori, compresi i piccoli consumatori del residenziale e del trasporto; “piccoli” ma pur sempre responsabili di circa il 70 per cento della domanda energetica europea. Oltre all’efficienza energetica, l’Unione europea dovrebbe prestare particolare attenzione allo sviluppo di quattro tecnologie diverse: le fonti rinnovabili, la cattura e lo stoccaggio della CO2, il nucleare (fissione e fusione), l’idrogeno e le pile a combustibile.

Efficienza energetica
In questi ultimi anni vi sono stati incredibili progressi in materia di efficienza energetica. Ad esempio, nella Ue un frigorifero, una lavatrice o una lavastoviglie consumano oggi il 25 per cento in meno rispetto a un equivalente elettrodomestico costruito nel 1990. Questi progressi danno luogo ai cosiddetti negajoules che – calcolati sulla base dell’intensità energetica del 1971 – rappresentano nel 2008 risparmi d’energia equivalenti al 40 per cento del consumo energetico. Nello specifico, nell’Unione europea la domanda energetica è di 1.800 Mtep, mentre sarebbe stata di circa 2.800 Mtep senza alcun progresso nel campo dell’efficienza energetica.
A livello mondiale, l’impatto dell’efficienza energetica è ancora più forte: secondo uno studio della fondazione delle Nazioni Unite, dal 1990 l’efficienza energetica ha permesso di coprire il 52 per cento delle nuove richieste di servizi energetici, mentre la nuova offerta energetica ha contribuito per il 48 per cento. Senza investimenti nello sviluppo dell’efficienza energetica, il consumo mondiale di energia sarebbe oggi due volte più elevato rispetto al 1990 (E. Jochem, Expert group on energy efficiency, Realizing the potential of energy efficiency, United Nations Foundation, Washington, 2007).

Fonti rinnovabili
L’eolico è un esempio di successo europeo: 60.000 MW installati nella Ue (in particolare in Germania, Spagna e Danimarca) contro i 20.000 MW negli Stati Uniti. La geotermia offre un vantaggio considerevole come fonte rinnovabile non intermittente. L’idraulica rimane di gran lunga la più importante energia rinnovabile utilizzata per la produzione di elettricità. La biomassa ha una grande potenzialità in Europa, anche nei nuovi Stati membri. Può essere utilizzata sia per la produzione di calore e/o di elettricità, sia per i trasporti (biocarburanti). La produzione di etanolo è più che raddoppiata nel mondo dal 1996 al 2006; in Europa, la quantità di biodiesel è passata da 2 milioni di tonnellate nel 2004 a quasi 5 nel 2006 (J. Dargin, Biofuel development creation and controversy, Nuova Energia, n. 2, Milano, 2008).
Il fotovoltaico, il solo processo elettrico senza movimento meccanico, deve far fronte ad un costo ancora quasi dieci volte più elevato rispetto all’elettricità convenzionale (± 0,30-0,40 euro/ kWh) ma non offre praticamente alcun inconveniente sociale. I concentratori solari termici sono in avanzata fase di sviluppo, in particolare in Spagna, mentre lo sviluppo delle tecnologie oceaniche (Scozia, Danimarca e Portogallo) è in fase dimostrativa, con grandi opportunità a lungo termine.

Cattura e stoccaggio della CO₂
Se si tiene conto del sistema elettrico attuale e degli sviluppi energetici attesi – in particolare il posto importante che potrebbe conservare il carbone – la cattura e lo stoccaggio della CO2 è certamente un approccio promettente per ridurre le emissioni di gas a effetto serra, in particolare per il dopo Kyoto.
È utile ricordare che il 75 per cento dell’elettricità in Cina, il 50 per cento negli Stati Uniti, il 92 per cento in Polonia e il 60 per cento in Grecia è oggi prodotta a partire da combustibili solidi, in primo luogo il carbone. Il prezzo di questo combustibile è molto più stabile di quello degli altri combustibili fossili (dal 2002 il prezzo del petrolio è raddoppiato ogni due anni). Inoltre, le riserve di carbone dovrebbero essere da due a tre volte più grandi di quelle di gas e petrolio.

Fissione nucleare
La fissione nucleare fornisce il 33 per cento dell’elettricità in Europa. Presenta il considerevole vantaggio di produrre pochissime emissioni di gas a effetto serra. Genera però scorie radioattive i cui pericoli potenziali – associati alla questione della proliferazione – suscitano l’opposizione di parte dell’opinione pubblica.
Comunque, sembra tecnicamente acquisito che lo stoccaggio definitivo delle scorie radioattive in formazioni geologiche profonde possa essere applicato in modo sicuro. Decisioni politiche che autorizzano lo stoccaggio sotterraneo di scorie radioattive sono state adottate in Finlandia e in Svezia. Le centrali nucleari di quarta generazione (Generation IV), operativamente previste nei prossimi trent’anni, promettono una forte riduzione delle scorie.

Fusione
La fusione nucleare è una delle opzioni energetiche chiave a lungo termine. Il reattore ITER (Sperimentazione Internazionale di Ricerca sulla Fusione) in costruzione a Cadarache, nel sud della Francia, costituisce la chiave di volta per dimostrare la validità della fusione. ITER ha un bilancio di 10 miliardi di euro per la sua durata (30 anni) e permetterebbe di produrre elettricità senza emissione di gas a effetto serra, con una debole radio-tossicità e senza produrre elementi radioattivi di lunga durata. Questo tipo di reattore potrebbe fornire in futuro elettricità di base (baseload), particolarmente utile per garantire la sicurezza dell’approvvigionamento dei grandi agglomerati (città metropolitane con più di 10 milioni di abitanti).

Idrogeno e celle a combustibile
L’idrogeno, come l’elettricità, è potenzialmente un vettore energetico universale. Deve superare barriere importanti relative alla produzione (oggi si ricava principalmente dal CH4), alla sicurezza, al trasporto e allo stoccaggio. Devono anche essere risolte le questioni di standardizzazione e del costo delle infrastrutture. A lungo termine, il binomio idrogeno e celle a combustibile – il cui costo è ancora cinque volte più elevato rispetto alle tecnologie convenzionali – potrebbe fornire una soluzione, tra l’altro, per un trasporto urbano pulito e silenzioso (vedi European Fuel Cells and Hydrogen Joint Technology Initiative).


SOCIO-ECONOMIA
Se le nuove tecnologie sono preziose, lo sono altrettanto gli aspetti politici, economici e sociali in particolare relativi ai cambiamenti di comportamento. Iniziative politiche europee di rilievo sono per esempio il sistema comunitario di scambio di quote d’emissione (Emission Trading Scheme), la proposta di ripartizione degli sforzi per ridurre le emissioni di gas a effetto serra nei settori non coperti dall’ETS o lo sviluppo delle fonti di energia rinnovabile di cui, però, non parleremo in questo articolo per concentrarci sugli aspetti socio-economici.

Progresso economico
La maggior parte degli uomini aspira generalmente al progresso e alla crescita e dunque anche a un maggior consumo di energia, con un conseguente aumento di emissioni di gas ad effetto serra o di scorie nucleari. Da circa 40 anni, più la popolazione si arricchisce, più consuma elettricità. Se nel 1970 il PIL mondiale era di 15.000 miliardi di dollari e il consumo di elettricità era di 4.500 TWh – segnala l’Agenzia Internazionale dell’Energia, World Energy Statistics, Parigi, 2007 – oggi il PIL mondiale supera i 48.000 miliardi di dollari e il consumo di elettricità raggiunge i 14.000 TWh.
Se il mondo intero adottasse e conservasse una modalità di produzione e di consumo occidentale (ad esempio, un cinese consuma 1 Tep all’anno rispetto ai 4 di un europeo e agli 8 di un americano), occorrerebbero certamente più di tre “pianeta Terra”.

Misure dal lato della domanda
Varie misure dal lato della domanda (demand pull) conducono ad una adozione più ampia di tecnologie pulite da parte della società: ad esempio, le indicazioni del consumo energetico degli apparecchi domestici (etichette) o gli strumenti di mercato e le politiche tariffarie, cioè un sistema di scambio di quote di emissioni o di tasse energetiche per le tecnologie inquinanti o sovvenzioni e agevolazioni per i primi utenti di tecnologie pulite. L’adozione sociale delle nuove tecnologie svolge un ruolo importante. Numerose tecnologie pulite esistono ma non sono molto utilizzate a causa di una mancanza di informazione adeguata, di prezzo più elevato o di assenza di manodopera qualificata per l’installazione e la manutenzione.
Prima di tutto, sono i comportamenti che possono fare la differenza. Per esempio, in Francia, in città, con 1 kg di equivalente petrolio un cittadino può percorrere circa venti km in auto, una quarantina di km in autobus, un centinaio di km in metropolitana e quasi 200 in tram (B. Dessus, Energie: les nouvelles technologies n’y suffiront pas, il faut changer de paradigme, LEF, n. 75, Québec, 2007).

“Time budget” e urbanizzazione
Uno studio a lungo termine ha dimostrato che, per esempio, il tempo dedicato all’alimentazione (time budget) si riduce con l’aumento del benessere ma che il consumo energetico invece aumenta. Più le persone si arricchiscono, meno tempo dedicano alla funzione “alimentazione” – cucina, preparazione, eccetera – e più consumano servizi energetici quali refrigerazione o processi di pre-cottura (Commissione europea, Very Long Term Energy and Environment Modelling, Bruxelles, 2003). È anche evidente una doppia tendenza socio-economica: da un lato l’urbanizzazione e le metropoli (Pechino, Città del Messico, Tokyo, San Paolo, eccetera) si sviluppano e chiedono tecnologie centralizzate, altamente concentrate e non intermittenti come la fissione, il carbone (con la cattura e lo stoccaggio di CO2) o, domani, la fusione (vedi Tabella 2). D’altra parte, in particolare nei Paesi industrializzati, la volontà sempre più grande di autonomia e indipendenza dei cittadini, collegata all’emergere di un paradigma sociale verde, sembra favorire l’efficienza e il risparmio energetico, le tecnologie decentralizzate come la micro-cogenerazione e le fonti energetiche rinnovabili.

Pianificazione del territorio
La problematica della pianificazione del territorio è essenziale, ma non è ancora sufficientemente presa in considerazione nelle discussioni energetico-ambientali. La fornitura di servizi energetici è associata a infrastrutture enormi e costose che hanno una durata di vita di 50 o 100 anni e più (centrali elettriche, reti, strade, ferrovie, edifici). Queste infrastrutture pongono dei vincoli pesanti sulla capacità di cambiamento, ma anche grandi opportunità. Così, per accogliere i milioni di persone che arrivano dalle zone rurali, dovranno essere costruite in Cina entro il 2030 quasi 300 nuove città. Se le città sono prevalentemente policentriche e a bassa densità di popolazione (luoghi diversi per l’alloggio, il lavoro, la scuola, il commercio), il solo mezzo efficace di trasporto è l’automobile. Se invece, la città è prevalentemente monocentrica e ad alta densità di popolazione (raggruppamento delle funzioni), il trasporto pubblico è più efficace. Atlanta negli Stati Uniti e Shangai in Cina sono due buoni esempi, rispettivamente, di città policentrica e monocentrica.


CONCLUSIONI
Nell’Unione europea le sfide energetiche e ambientali sono all’ordine del giorno, sia che si parli della sicurezza dell’approvvigionamento che della lotta contro i cambiamenti climatici (obiettivo di riduzione del 20 per cento delle emissioni di gas a effetto serra entro il 2020) o della competitività (strategia di Lisbona).
Oltre alla sua potenza commerciale, la Ue assume una leadership mondiale sia a livello ambientale (negoziazioni post-Kyoto) sia energetico (sviluppo di nuove tecnologie energetiche, efficienza, nucleare, o rinnovabili).
Con il Trattato di Lisbona, l’Unione europea dispone di un riferimento giuridico per l’energia che diventa una competenza condivisa fra l’Unione e gli Stati membri. Gli ultimi vertici europei hanno sottolineato la volontà politica degli Stati membri di unirsi, parlare e agire insieme in materia di energia e ambiente. Tutto questo è di fondamentale importanza se la Ue vuole fare sentire la propria voce sul piano mondiale, di fronte all’Opec (petrolio), agli Stati Uniti (cambiamenti climatico) o alla Russia (gas).
Una nuova diplomazia europea in materia di energia e di ambiente sta nascendo. Oggi, l’Europa rappresenta nel mondo il 10 per cento della popolazione, il 25 per cento del PIL e il 20 per cento del consumo energetico. Un domani – nel 2050 – la Ue ne rappresenterà rispettivamente soltanto il 7, il 15 e il 12 per cento. L’Europa da sola non può quindi risolvere i problemi mondiali dell’energia e dell’ambiente. E ancora meno possono fare i singoli Stati membri.
Tuttavia, con le sue politiche (vedi sistema comunitario di scambio di quote d’emissione, ripartizione degli sforzi per ridurre le emissioni di gas a effetto serra, sviluppo delle fonti di energia rinnovabili), le sue tecnologie e i cambiamenti di comportamento dei suoi cittadini, la Ue può dimostrare che un nuovo paradigma energetico e ambientale è tecnicamente attuabile, economicamente efficiente e socialmente accettabile. Sia per i Paesi industrializzati sia per quelli emergenti e in via di sviluppo.