Le transizioni energetiche: sogni e realtà.

Dopo aver letto il post di G. Guidi “Protocolli, emissioni e crisi, se vi piace così…” del 22/04/2014, ho avuto occasione di leggere un interessante articolo a firma di Vaclav Smil pubblicato sul numero di “Le Scienze” di aprile 2014. Vaclav Smil è professore emerito presso l’Università di Manitoba ed è uno dei maggiori esperti mondiali di problemi energetici e non solo (chissà perché le voci fuori dal coro del consenso sono quasi esclusivamente di professori et similia “emeriti”: forse perché non hanno più necessità di pubblicare o chiedere contributi? 🙂 )

L’articolo illustra i risultati di uno studio,  qui l’abstract (l’articolo integrale è accessibile solo agli abbonati), qui l’editoriale del direttore di “Le Scienze”, qui il PDF  liberamente accessibile dell’articolo originale pubblicato su Scientific American. La lettura integrale dell’articolo, in inglese, ovviamente, è consigliabile se non altro per i tre semplicissimi ed efficacissimi grafici che illustrano quanto discusso nell’articolo e con cui si dimostra che le transizioni energetiche hanno una durata di circa sessant’anni. Tanto c’è voluto, infatti, affinché il carbone sostituisse la legna ed il petrolio sostituisse il carbone. Gli enormi investimenti in infrastrutture che hanno caratterizzato le transizioni del passato e che hanno generato le attuali infrastrutture, inoltre, non consentono di passare  in maniera immediata ad altre strutture energetiche pena la perdita secca di decine di migliaia di miliardi di dollari. Procediamo, però, con ordine.

Scrive il prof. Smil che nell’immaginario collettivo il XIX secolo è considerato il secolo del carbone, il XX il secolo del petrolio ed il XXI il secolo delle rinnovabili. Si tratta, però, di una mera illusione in quanto il XIX secolo è stato il secolo della legna da ardere e dal 1840 circa al 1900 circa vi è stata la transizione verso il carbone. La piena maturità della tecnologia basata sul carbone è stata registrata nei primi decenni del 20° secolo e solo nel 1915 è iniziata la transizione verso un sistema energetico basato sul petrolio che ha raggiunto la piena maturità negli anni ’70 del 20° secolo. Molto più tardi, nel 1990 e, in parte è ancora in corso, ha preso le mosse la transizione energetica dal petrolio verso il gas naturale (tradizionale e da scisto). Da un punto di vista logico e statistico e storico, pertanto, non vi è alcun motivo per poter presupporre un trapasso rapido dal sistema energetico  basato sui combustibili fossili a quello basato sulle energie rinnovabili.

Il prof. Smil, in particolare, fa vedere che la transizione da un sistema energetico all’altro comincia ad avvenire quando il 5% del fabbisogno energetico globale è soddisfatto dalle nuove forme di energia. Nella fattispecie le fonti energetiche rinnovabili propriamente dette (eolico, fotovoltaico, biocarburanti) sono ancora molto lontane dal fatidico 5% che egli individua come la linea di non ritorno oltre la quale la transizione energetica comincia a marciare con le proprie gambe (oggi ci troviamo di fronte ad un misero 3,9%). Superata la soglia del 5% inizia quella trasformazione che nel giro di una sessantina d’anni ci porta verso il pieno superamento della precedente infrastruttura energetica. V. Smil considera matura una tecnologia che consente di soddisfare con le nuove fonti energetiche una percentuale significativa del fabbisogno globale: la sostituzione, invece, avviene quando la nuova fonte energetica raggiunge e supera il 50% di quella preesistente. Il prof. Smil nel suo lavoro fa notare che nel corso del tempo il trend delle varie transizioni energetiche si è ridotto (è stato maggiore quello che ha segnato la transizione dalla legna al carbone, più basso quello che ha segnato il passaggio dal carbone al petrolio ed ancora più basso quello che ha visto il passaggio dal petrolio al gas naturale). Ciò porta a pensare che il trend della prossima transizione energetica possa essere ancora più basso. Detto in parole povere, secondo me, per questo secolo è solo una pia illusione l’idea di poter passare da un sistema basato sull’energia da fonti fossili ad un sistema energetico basato sulle fonti rinnovabili.

Secondo il pro. V. Smil diversi sono gli ostacoli che si frappongono sulla via della transizione verso un futuro basato sulle fonti energetiche rinnovabili. Il primo è quello economico a cui abbiamo già accennato e riguarda la necessità di cambiare completamente le infrastrutture energetiche attualmente esistenti. Come già in altre occasioni si è scritto sulle pagine di questo blog, relativamente all’energia elettrica, passare da una griglia di distribuzione energetica “da pochi a molti” ad una griglia energetica “da molti a poco” è un obbiettivo molto lontano da raggiungere ed estremamente costoso per cui si rendono necessari forti investimenti per un lunghissimo periodo di tempo (in tempi di vacche magre come quelli attuali mi sa che è una pia illusione già pensare a nuovi investimenti).
Le energie rinnovabili, inoltre, sono molto diluite e molto discontinue nel tempo (cosa che qui su CM si sostiene da sempre) per cui in una società basata sull’energia e su un’energia disponibile in modo continuativo, pensare di utilizzare solo le energie rinnovabili di natura eolica o solare, per esempio, richiederebbe la creazione di campi solari-eolici a scala continentale fortemente interconnessi in modo tale che sia ragionevole pensare che, in almeno un’area sufficientemente vasta di questo immenso campo solare/eolico, vi siano le condizioni necessarie per poter alimentare tutto il resto. Come si vede si tratta di ipotesi più o meno fantascientifiche considerando anche l’ostilità con cui le popolazioni locali accolgono ipotesi di nuove reti elettriche o nuove centrali fotovoltaiche e, soprattutto, eoliche. Sempre futuribili ed enormemente costose, ad eccezione del pompaggio di enormi quantità di acqua destinata ad alimentare centrali idroelettriche, le varie ipotesi di accumulo del surplus energetico da fonti rinnovabili.

A titolo esemplificativo il prof. Smil cita il caso della Germania che, dopo aver implementato una quantità enorme di fonti energetiche rinnovabili, è costretta ad acquistare dai paesi confinanti grosse quantità di energia elettrica per far fronte alla domanda interna. Non da poco, infine, la difficoltà a sostituire la rete di distribuzione dei combustibili liquidi con una rete basata su altri tipi di carburanti (biocarburanti, per esempio), gas naturale o altri vettori energetici (idrogeno, per esempio).  Ultimi, ma non per questo meno importanti, gli impatti ambientali di queste nuove fonti energetiche rinnovabili (sottrazione di terreno alle produzioni agricole a scopo alimentare per fare un solo esempio).

V. Smil, nel suo lavoro, si dimostra del tutto consapevole che l’attuale modello di produzione energetica è fonte di grossi problemi (ambientali, sociali, strategici e via cantando), ma tali problemi è molto difficile che possano essere risolti con interventi costosissimi ed anti-economici che determinino una rapida transizione dalle fonti energetiche di origine fossile a quelle rinnovabili e, soprattutto, a quelle rinnovabili giudicate ideologicamente migliori di altre (fotovoltaico, eolico e biocarburanti).  A tal proposito V. Smil cita il caso dei reattori nucleari autofertilizzanti, delle celle a combustibile alimentate ad idrogeno e dello shale gas. Nel 1980, per esempio, i governi decisero di puntare tutto sui reattori autofertilizzanti e sulle celle a combustibile: nessuno in quell’epoca avrebbe puntato un centesimo sulle tecnologie delle perforazioni orizzontali e sui gas di scisto che hanno consentito agli USA di raggiungere l’auto-sufficienza energetica ed una drastica riduzione delle emissioni pur non avendo aderito a nessuno dei protocolli internazionali (cui hanno invece aderito a costi enormi e con risultati secondo me fallimentari gli stati Europei).
Bisogna, a giudizio del prof. Smil, finanziare vari filoni di ricerca sperando che, alla fine, si possano ottenere una o più tecnologie in grado di consentire la transizione energetica verso un sistema energetico basato sulle fonti rinnovabili, economicamente valido sul mercato libero globale e che non abbia bisogno di incentivi o agevolazioni per sopravvivere (quest’ultima considerazione traspare tra le righe 🙂 ). Nel frattempo che facciamo? Ci teniamo le fonti fossili che, al di la degli effetti sul cambiamento climatico, sono altamente inquinanti? Non è necessario, secondo V. Smil, perché, in attesa che i tempi per la transizione energetica verso le fonti energetiche rinnovabili siano maturi, possiamo sfruttare l’unica vera fonte energetica alternativa a quelle fossili economicamente e tecnologicamente valida: il miglioramento dell’efficienza energetica. Qui si apre, però, un altro campo di discussione che esula dagli scopi di questo post.

Vorrei far timidamente notare che quando su CM si sono scritte queste cose si è levato alto e forte il grido di sdegno dei soliti “duri e puri del senza se e senza ma” che, per bene che andava, bollavano come chiacchiere da bar o discorsi reazionari e antiscientifici queste argomentazioni. Sentirle ripetere da uno dei massimi esperti mondiali di questioni energetiche dovrebbe far riflettere più di uno.

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Author: Donato Barone

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6 Comments

  1. La prossima transizione energetica deve essere per forza tra fonti “fossili” e “rinnovabili”? Se adeguatamente ed intelligentemente finanziata, non potrebbe essere la “fusione nucleare” , tra 40 – 50 anni a risolvere i problemi energetici dell’umanità; lasciando lo spazio alle “energie alternative”, dove, appunto, non ci sono alternative?
    🙂

    Post a Reply
    • Magari potessimo sperare in una sostituzione delle fonti fossili con il nucleare da fusione! Stando a quello che leggo, però, il momento dell’accensione e dell’auto sostentamento del processo di fusione nucleare mi sembrano piuttosto futuribili e quello della produzione netta di energia quasi fantascientifico. Spero comunque di sbagliarmi di grosso! 🙂
      Ciao, Donato.

    • E il Movimento No Fusion non lo calcoliamo?

    • Da quello che leggo io, invece, mi sembra di capire che non sia fantacentifico, certo una sfida tecnologica difficile, ma non impossibile. 🙂

  2. Sempre molto interessanti e apprezzabili i contributi di Climatemonitor alla spinosa e complicatissima questione energetica. Certamente anche lo sviluppo delle energie rinnovabili non è esente da complesse problematiche che giustamente vengono riportate nell’articolo. Personalmente spero che i tempi per una nuova rivoluzione energetica siano questa volta nettamente inferiori a quelli che si sono avuti nel recente passato e credo sarà così per tutta una serie di motivi che vanno oltre l’aspetto economico. Per quanto riguarda l’efficienza energetica, penso si possa fare moltissimo, anche se chiaramente l’aspetto non credo si possa considerare una soluzione, ma piuttosto un coadiuvante. Mi sembra che, al riguardo, anche il sempre preciso ed efficace dott. Donato abbia accennato a nuovi possibili termini di discussione. Ad esempio esiste anche il postulato di Khazzoom-Brookes, il quale sostiene che un’aumento di efficienza energetica porterebbe paradossalmente ad un ulteriore aumento dei consumi di energia in un contesto di libera economia di mercato. Io però non ho le competenze specifiche per pronunciarmi in merito…
    Saluto sempre tutti cordialmente.

    Post a Reply
    • “Ad esempio esiste anche il postulato di Khazzoom-Brookes, il quale sostiene che un’aumento di efficienza energetica porterebbe paradossalmente ad un ulteriore aumento dei consumi di energia….”
      .
      Dott. Vomiero, questo postulato solo in parte mi trova concorde.
      Secondo il postulato un aumento dell’efficienza energetica porterebbe ad un aumento del consumo totale di energia in quanto si ridurrebbero i costi della stessa e, quindi, a parità di costo, si consumerebbe più energia.
      In base alla mia personale esperienza nel campo dei consumi energetici di tipo residenziale, questo fatto è vero solo in parte. Molti miei conoscenti e clienti, abitando in aree periferiche ed in abitazioni unifamiliari, si sono dotati di termocamini o caldaie a sansa o a biomassa. Mi riferiscono che si è ridotto il consumo rispetto a quando utilizzavano il gas o il gasolio e, pur con una spesa ridotta, riescono a tenere acceso il generatore di calore per molte più ore. Tradotto in termini di consumo energetico, il postulato di Khazzoom-Brookes sembra verificato in pieno.
      Man mano che la richiesta di biomassa per uso termico aumenta, però, il costo della materia prima cresce per cui il margine di risparmio si riduce e, da quello che ho potuto sperimentare personalmente, comincia a ridursi il numero di ore durante le quali i generatori restano accesi, cioè si riduce il consumo di energia. Questo discorso, a mio avviso, potrebbe essere esteso solo in minima parte agli interventi che, con orrendo neologismo, si definiscono di “efficientamento energetico”. In altri termini, posto di fronte ad una riduzione del costo energetico, il gestore dell’impianto, secondo il postulato, tende a consumare una maggiore quantità di energia in modo da aumentare le sue condizioni di comfort.
      E’ quest’ultimo aspetto che, però, non mi trova concorde in quanto l’aumento dell’efficienza energetica consiste nell’ottenere delle condizioni di comfort uguali o superiori a quelle precedenti all’aumento dell’efficienza energetica a costi inferiori, cioè consumando meno energia. Essendo, infatti, il costo dell’energia (pre e post intervento di miglioramento dell’efficienza energetica) praticamente invariato, solo riducendo il consumo totale di energia si può ottenere un risparmio significativo in grado di consentire l’ammortamento dei costi del miglioramento energetico del fabbricato (e trattasi di costi molto ingenti 🙂 ).
      A livello macroeconomico mi sembra piuttosto azzardato prevedere una forte riduzione del costo dell’energia a livello globale in quanto, checché se ne dica, anche di fronte ad un auspicabile, ma improbabile, forte aumento dell’efficienza energetica, il fatto che le fonti di energia accessibili a buon mercato diventano sempre più scarse ed il fatto che il aumenta il fabbisogno energetico dei paesi in via di sviluppo, non mi sembra che inducano a sperare in una riduzione del costo globale dell’energia. A conti fatti, pertanto, un aumento dell’efficienza energetica dovrebbe comportare una riduzione netta del consumo di energia consentendo ad un sempre maggior numero di soggetti di accedere a quantità di energia paragonabili a quelle di cui disponiamo noi abitanti del primo mondo.
      .
      In merito alla maggiore velocità di sostituzione delle fonti fossili con quelle rinnovabili, invece, non sono affatto ottimista: diciamo che sono profondamente scettico 🙂 .
      Ciao, Donato.

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  1. James Hansen è un negazionista: parola di Naomi Oreskes. | Climatemonitor - […] Smil, professore emerito presso l’Università di Manitoba nel lavoro che ho commentato tempo fa  qui su […]

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