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Nel mondo la quota di energia da fonti rinnovabili è arrivata al 17,5% dei consumi finali. In Italia capofila del consumo di energia pulita sono la Valle d’Aosta (89%) e le province autonome di Trento (45%) e Bolzano (66%), mentre la media nazionale si attesta ancora al 17%.

Articoli

Decarbonizzazione: tre scenari a confronto

di Toni Federico, Fondazione per lo Sviluppo Sostenibile

In vista del G20 di Amburgo del luglio 2017, vengono comparati gli scenari di decarbonizzazione proposti dall’Agenzia Internazionale dell’Energia (Iea), dall’Agenzia Internazionale per le fonti Rinnovabili (Irena) e la “carbon law” di Rockstrom.
Marzo 2017

Nessuna transizione energetica capace di affrontare le pesanti sfide dei cambiamenti globali, climatici e della green economy è pensabile senza l’apporto massiccio degli investimenti pubblici, ma soprattutto del sistema industriale-finanziario privato. La raccolta, trasformazione, trasporto e il consumo delle risorse energetiche sono probabilmente il nodo globale degli equilibri economici a venire. Capire come il panorama degli investimenti energetici può evolvere per soddisfare gli obiettivi della decarbonizzazione dell’economia è indispensabile, basti pensare che circa due terzi dei gas responsabili dell'effetto serra (Ghg) derivano dalla produzione e dall’uso dell’energia.

In preparazione del difficile G20 di Amburgo, il governo tedesco ha chiesto all’Oecd-Iea e all’Irena di far luce sugli elementi essenziali di una transizione energetica coerente con l'accordo di Parigi sul clima. I paesi del G20 consumano l’80% dell’energia,  il 95% del carbone e tre quarti del petrolio e del gas naturale a livello globale. Inoltre emettono l’80% dei gas ad effetto serra. Il risultato dell’iniziativa tedesca è uno studio originale il cui obiettivo è quello di analizzare la scala e la portata degli investimenti in tecnologie low-carbon nella produzione e nel consumo di energia nei vari settori: trasporti, costruzioni, riscaldamento, raffreddamento e industria necessari per gestire la transizione in un modo economicamente efficace (scarica il Rapporto).

Nel Rapporto l'Iea e l’Irena hanno esaminato separatamente le esigenze di investimento, delineando due scenari che metterebbero il mondo sulla strada giusta verso una significativa riduzione delle emissioni di gas serra legate all'energia. Gli scenari proposti dalle due Agenzie limitano l'aumento della temperatura media globale a 2 °C al 2100 con una probabilità del 66%, che è meno di quanto richiesto dall’Accordo di Parigi. Sia l'Iea che l’Irena fissano un identico budget del carbonio per il settore energetico, ma i percorsi che propongono sono diversi: l'analisi modellistica condotta dall'Iea disegna un percorso tecnologicamente neutro che include tutte le tecnologie a basse emissioni, tenendo conto delle circostanze specifiche di ciascun paese. L'analisi condotta dall’Irena delinea piuttosto una transizione energetica che fa leva sul potenziale delle energie rinnovabili.

Il Rapporto stima per i due approcci un identico bilancio del carbonio residuo per il settore energetico tra il 2015 e il 2100 pari a 790 GtCO2, al netto delle emissioni non-CO2, delle emissioni da parte dell'industria e dell’uso e del cambiamento d’uso del suolo. Al conteggio degli impegni presi prima di Parigi (Indc) il settore energetico emetterebbe invece 1.260 GtCO2 già entro il 2050. Il profilo dei due scenari non darebbe luogo ad overshoot, cioè al superamento temporaneo del target della temperatura nel corso del secolo, a differenza di molti scenari Ipcc che devono però ricorrere per estrarre carbonio dall’atmosfera a tecnologie carbon negative, per ora indisponibili.

Lo scenario Iea (in figura) impone un picco delle emissioni prima del 2020 e la discesa di oltre il 70% dai livelli attuali entro il 2050, che equivale a dimezzare tra 2014 e 2050 la quota di combustibili fossili nella domanda di energia primaria. Nel contempo le fonti energetiche low carbon - compresi secondo l’Iea nucleare e fossili con cattura e stoccaggio del carbonio (Ccs) - devono triplicare fino a coprire il 70% della domanda globale di energia.

Lo scenario Irena impone un'azione tempestiva, con la quale le emissioni di CO2 legate all'energia dovranno ridursi del 70% entro il 2050 e azzerarsi entro il 2060. Irena stima che la crescita economica sarebbe pari nel 2050 allo 0,8% del Pil globale
per un guadagno complessivo di $ 19.000 Mld$. Tale azione deve comprendere non solo le più che redditive fonti rinnovabili, ma anche tutte le tecnologie in fase di sviluppo che per ora non danno ritorni di investimento.

Il livello degli investimenti necessari per una tale transizione energetica è considerevole. Lo scenario Iea richiederebbe infatti un investimento medio per l’energia di 3.500 Mld$ all'anno fino al 2050, quasi il doppio dei 1.800 Mld$ investiti globalmente nel 2015. Si tratta di un investimento aggiuntivo non superiore allo 0,3% del PIL mondiale nel 2050 da destinare alle tecnologie low-carbon su parte degli usi finali dell’energia - auto elettriche, riscaldamento e lavori di ristrutturazione degli edifici – dove sono richiesti investimenti in aumento di dieci volte entro il 2050. Gli investimenti nell'approvvigionamento energetico, nel frattempo, rimarrebbero più o meno invariati, perché la spesa calante per i fossili in declino sarebbe più che compensata dalla spesa per le fonti rinnovabili in aumento del 150% entro il 2050.

Lo scenario Irena richiede un investimento supplementare entro il 2050 leggermente superiore all’Iea, pari allo 0,4% del Pil mondiale e porterebbe ad una domanda di investimento totale di 29.000 Mld$ entro il 2050, in aggiunta ai $ 116.000 Mld$ già previsti dalle politiche pianificate e dalle previsioni di crescita del mercato. Si avrebbe un impatto positivo netto sull'occupazione e sulla crescita economica.

Nello scenario Iea, la quota maggiore del potenziale di riduzione delle emissioni viene dalle rinnovabili e dall'efficienza energetica. Eolico e solare sarebbero la principale fonte di energia elettrica entro il 2030, mentre quasi il 95% di energia elettrica sarebbe low-carbon per il 2050. A quella data il 70% delle nuove auto sarebbe elettrico, 100 volte la quota di oggi. L’intensità carbonica del settore industriale cadrebbe dell’80% e tutti gli edifici di oggi che esistono ancora nel 2050 sarebbero stati ricondizionati. L'intensità energetica dell'economia globale avrebbe bisogno fino al 2050 di diminuire su base annua ad un tasso 3,5 volte superiore alla media del 2,5% degli ultimi 15 anni, cosa che significa raddoppiare i miglioramenti del 2,5% l’anno fino al 2050. L’energia di fonte nucleare rimarrebbe la stessa del 2016 e la Ccs sarebbe usata solo nel settore industriale.

Lo scenario Irena pone ancora di più l'accento su una diffusione crescente delle fonti rinnovabili e delle misure di efficienza energetica. L’effetto combinato darebbe luogo al 90% dell’abbattimento delle emissioni necessario entro il 2050. Irena prevede una diminuzione dei costi del solare del 65% entro il 2050. La quota di energia rinnovabili in primaria aumenterebbe dal 15 al 65% tra il 2015 e il 2050, portando l’uso finale di energia rinnovabile a quattro volte quello che è oggi. Ciò comporta un aumento medio dell’1,2% all'anno della quota di energie rinnovabili, un tasso sette volte superiore rispetto agli ultimi anni.

L'utilizzo di combustibili fossili è un settore in cui Iea ed Irena dissentono. Per entrambi i casi, l'uso di combustibili fossili rimane significativo nel 2050, anche se il ricorso al petrolio e al carbone declina rapidamente. Il gas naturale viene però mantenuto come una risorsa di transizione per settori difficili da gestire, come calore e trasporto. Per l’Iea il gas naturale, con ciò che resta degli altri fossili, darebbe ancora il 40% della domanda primaria di energia nel 2050, circa la metà del livello attuale. Nello scenario Irena, l'uso di combustibili fossili nel 2050 è inferiore, attestandosi ad un terzo del livello attuale, anche la domanda di petrolio sarebbe ancora al 45% del livello di oggi. L’Iea affida un ruolo alla Ccs sia nella generazione elettrica che nell'industria, anche per ridurre al minimo la perdita degli utili negli investimenti nel fossile (stranded assets). Lo scenario Irena utilizza la Ccs solo nel settore industriale ed avverte che l'uso del gas naturale come combustibile di transizione è accettabile solo in combinazione con alti livelli di Ccs.

Sia Iea che Irena concordano sulla tendenza crescente allo stranding degli investimenti. Con una transizione ben gestita, l'Iea valuta l'esposizione finanziaria globale in 320Mld$, in gran parte per le centrali a carbone. Tuttavia ritardare la transizione di un decennio triplicherebbe la quantità di investimenti a rischio fino ad oltre $ 1.300 Mld$, ovviamente a carbon budget invariato. Secondo l’Iea il tipico esempio di stranded assets sarebbero le spese per le centrali cinesi a carbone di nuova costruzione.  Irena mette tali rischi ad un livello molto più alto, con una stima di 10.000 Mld$ per attività a rischio nel suo scenario di transizione energetica, pari al 4% del PIL globale nel 2015, anche se sottolinea che questi costi sarebbero più che compensati dai guadagni negli altri settori dell'economia. Secondo l'Irena, il massimo di rischio di attivi non recuperabili (stranded) è nel settore dell’edilizia. Nella sua valutazione Irena include il valore degli investimenti che
andrebbero persi a causa della futura ristrutturazione necessaria per eliminare la dipendenza dai combustibili fossili. La lunga vita degli edifici inefficienti in costruzione oggi costerebbe 5.000 Mld$ quando si dovrà procedere al ricondizionamento. Inoltre Irena stima che il rischio globale di stranding raddoppierebbe a più di
20.000 Mld$ se la decarbonizzazione del settore energetico fosse in ritardo nel 2030.

Né Iea né Irena ritengono che i meccanismi di mercato siano sufficienti per gestire la transizione. Tuttavia i meccanismi di prezzo, come i sussidi e il mercato del carbonio (cap&trade e/o carbon tax), sono ritenuti un passaggio obbligato. Irena osserva che il sovvenzionamento dei combustibili fossili in molti paesi, e il fallimento dei tentativi di stabilire un prezzo del carbonio significano che i "mercati di oggi sono distorti" e che la governance mondiale dell’energia è inadeguata.

Diverse sono anche le valutazioni dei benefici della transizione. I modelli economici e le visioni sono molto diversi. Irena vede il Pil globale aumentare di circa lo 0,8% (0,6% nel peggiore dei casi) entro il 2050, attraverso la crescita economica e nuove opportunità di lavoro. Il Pil cumulato da ora fino al 2050 ammonterebbe a 19.000 Mld$.
Il settore energetico (compresa l'efficienza) creerebbe circa sei milioni di nuovi posti di lavoro nel 2050 compensando pienamente i posti di lavoro perduti. Altri benefici sarebbero indotti dalla transizione, basti pensare alla riduzione dell'inquinamento dell'aria e agli altri vantaggi per la salute. Irena ritiene che i benefici complessivi sarebbero da due a sei volte superiori ai costi del sistema di decarbonizzazione: in termini assoluti e stima che la riduzione delle esternalità ambientali negative potrebbe apportare globalmente benefici fino a 10.000 Mld$ ogni anno da qui al 2050.

Pochi giorni dopo la pubblicazione del Rapporto appena presentato, un gruppo di scienziati degli istituti scientifici di punta e, ovviamente, dell’Ipcc, tra cui Rockström, Rogelj, Nakicenovic e Meinshausen, indubbiamente le massime autorità mondiali in fatto di cambiamenti globali e climatici, hanno pubblicato su Science un breve, ma non meno impressivo, articolo per presentare quella che chiamano la loro carbon law (scarica l’articolo).

Gli autori vogliono dare una semplificazione netta degli scenari di Parigi che tutti possano facilmente leggere e ricordare a fronte delle elaborazioni esoteriche correnti troppo spesso per addetti ai lavori. Propongono di inquadrare la sfida della decarbonizzazione in termini di una tabella di marcia globale basata su una semplice legge di dimezzamento lordo delle emissioni antropiche di CO2 ogni dieci anni, la “carbon-law”. Accompagnata da una rimozione di carbonio dall’atmosfera di scala adeguata e da uno sforzo di riduzione delle emissioni da uso del suolo, questa progressione porterebbe a zero le emissioni intorno alla metà del secolo, un percorso necessario per limitare il riscaldamento a ben al di sotto dei 2 °C, l'obiettivo di Parigi.

Limitare riscaldamento terrestre a 1,5 °C entro il 2100 con il 50% di probabilità, o a 2 °C con il 66% di probabilità, implica il picco delle emissioni globali entro il 2020 ed emissioni lorde di CO2 che diminuiscono da 40 GtCO2/anno nel 2020, a 24 entro il 2030, 14 al 2040 e 5 al 2050. Dimezzare le emissioni ogni dieci anni è un impegno un po' più severo che limita il carbon budget dal 2017 a fine secolo a circa 700 GtCO2 ma, dicono gli autori,  aggiunge sicurezza a questo percorso. Questa “carbon law” euristica va applicata a tutti i settori in tutti i paesi e a tutte le scale e può servire anche a dare un quadro di maggior chiarezza e ad incoraggiare i governi a farsi carico a breve termine della mitigazione. Significa, per esempio, raddoppiare le quote zero-carbon nel sistema energetico globale ogni 5-7 anni, un tasso che in fondo non è diverso da quello degli ultimi dieci anni. Inoltre, in assenza di alternative valide, occorre portare la capacità di rimozione della CO2 dall’atmosfera da zero ad almeno 0,5 GtCO2/anno nel 2030, 2,5 nel 2040, e 5 entro il 2050. Le emissioni di CO2 da uso del suolo devono diminuire da 4 GtCO2/anno nel 2010 a 2 nel 2030, 1 nel 2040 e fino a zero nel 2050. A fine secolo la concentrazione di CO2 in atmosfera, oggi oltre le 400 ppm, tornerebbe a 380 ppm.

Sono evidenti alcune prime implicazioni necessarie. Intanto gli Indc di Parigi sono insufficienti ed andranno rapidamente aumentati, i sussidi ai combustibili fossili, oggi valutati in 500-600 Mld$, dovranno essere azzerati entro il 2025 e non entro il 2030 come concordato al G7 del 2016, occorre un’immediata moratoria sulla costruzione di nuove centrali a carbone, il sistema europeo Ets deve rapidamente portare il prezzo del carbonio oltre i 50$/t ed entro il 2020 tutte le città e le grandi corporation dovrebbero aver messo in atto la loro strategia  di decarbonizzazione. Infine i 49 paesi già impegnati a essere carbon-neutral entro il 2050 dovrebbero al 2020 diventare più di 100.

Al di là di queste azioni più o meno scontate vanno messi in campo altri sforzi, anche gravosi. Nel 2020, i prezzi del carbonio in tutto il mondo devono coprire tutte le emissioni di gas serra, partendo da 50$/t fino ad oltre 400$/t entro la metà del secolo. L’efficienza energetica da sola potrà ridurre le emissioni del 40-50% intorno al 2030 in molti usi domestici e industriali. Grandi città, seguendo l’impegno già di Copenhagen
e Amburgo, dovranno essere fossil-free entro il 2030, dovranno essere fermamente stabiliti dei regimi di mitigazione cap&trade in tutte le scale territoriali ed una adeguata carbon tax, in particolare per i trasporti, anche marittimi ed aerei. Seguendo Norvegia, Germania e Paesi Bassi, molti altri paesi dovrebbero bandire i motori a combustione interna nelle auto nuove al più tardi entro il 2030. Dopo il 2030 tutte le nuove costruzioni dovranno essere carbon-neutral o addirittura negative. La BECCS con biomasse di terza generazione è attesa nella generazione elettrica avere una capacità di rimozione di 1-2 GtCO2 già subito dopo il 2040 per arrivare oltre le 5 GtCO2 al 2050.

In conclusione di questo programma che lascia senza fiato, gli autori chiedono che nella governance globale, la stabilizzazione del clima sia posta alla pari con
lo sviluppo economico, i diritti umani, la democrazia e la pace. La progettazione e la realizzazione della roadmap climatica post-Parigi dovrebbe inoltre prendere il centro della scena al Consiglio di Sicurezza delle Nazioni Unite, per garantire la stabilità e la resilienza della società e del sistema Terra.

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Referenze

OECD/IEA, IRENA, 2017, “Perspectives for the energy transition – investment needs for a low-carbon energy system”

Johan Rockström et al., 2017, “A roadmap for rapid decarbonization. Emissions inevitably approach zero with a “carbon law”

Aderenti

Alleanza Italiana per lo Sviluppo Sostenibile - ASviS
Via Farini 17, 00185 Roma C.F. 97893090585 P.IVA 14610671001

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