I limiti delle rinnovabili

La Roadmap della Commissione Europea prevede un -80% delle emissioni per il 2050, a fronte di vaghissime linee guida e elementi fattuali praticamante inesistenti. Non passa giorno senza che questo o quel gruppo di esperti se ne esca con studi di fattibilità dell’ambizioso programma europeo. L’ultimo studio in tal senso è della ENEA e si intitola “verso un’Italia low carbon”, ovviamente con conclusioni positive. I volani del cambiamento sarebbero essenzialmente due: efficienza energetica e rinnovabili, principalmente su motori e trasporti – auto elettrica su tutti. Il binomio efficienza e rinnovabili viene spesso usato nelle promesse di rivoluzioni energetiche e crescite economiche associate. Anche il Ministro dello Sviluppo Economico Zanonato parla di trasformazione radicale delle economie avanzate grazie alle rinnovabili e opportunità di crescita dietro l’angolo. Ma quanto sono realistiche queste promesse?

Contrariamente a quanto si a pensa, nonostante promesse di modernismo e innovazione, le risorse energetiche odierne sono già conosciute e sfruttate da millenni, ben prima delle rivoluzione industriale. L’unica eccezione è rappresenta dall’energia nucleare, con i primi reattori a fissione apparsi solamente alla fine degli anni ’50. La differenza fondamentale tra società tradizionale e moderna non consiste dunque nell’accesso a nuove o migliori fonti energetiche, quanto nella diffusione di massa di sistemi accessibili e efficienti per la conversione dell’energia primaria in energia meccanica, elettricità o calore. Per millenni i muscoli umani sono stati il principale motore della civiltà, sostituiti dagli animali da tiro e poi dai primi motori meccanici – vele e ruote – capaci di catturare i flussi di energia naturale e trasformarli in energia meccanica. Il cambiamento fondamentale venne con la diffusione del motore a vapore di Watt, progettato nel 1780, capace di convertire il calore di combustione di carbone e legna. Nel 1830 le prime turbine ad acqua cominciarono a sostituire le ruote idrauliche. Nel 1880 si ebbe l’invenzione del motore a combustione interna a benzina con ciclo-otto di Benz, Daimler e Maybach e il brevetto dela turbina a vapore. Nel 1890 Diesel inventò il motore omonimo. Buon’ultima arrivò la turbina a gas, i cui prototipi risalgono al 1930, ma la cui diffusione risale solamente dal 1950, non senza risvolti politici.

Parlando di motori, la tecnologia oggi maggiormente più diffusa è il motore a combustione interna. Sostanzialmente invariato dal 1880, il motore a benzina/diesel è installato in quasi un miliardo di auto, SUV, navi, aerei, veicoli acquatici e innumerevoli macchinari e utensili. La globalizzazione sarebbe stata impossibile senza i motori diesel delle navi petroliere e metaniere per il trasporto di greggio e gas naturale liquefatto, per non parlare delle navi da carico e container che trasportano ferro e grano da una parte all’altro del mondo. Volendo guardare all’elettricità, non è un mistero per nessuno che la maggior parte dell’energia elettrica mondiale sia oggi generata da turbine che bruciano combustibili fossili. Fatta eccezione per la maggiore capacità e la maggiore efficienza, le caratteristiche fondamentali delle turbine risalgono a più di 120 anni fa. Per quel che riguarda il trasporto aereo, gli aerei intercontinentali usano ancora le turbine a gas inventate nel 1930.

Queste ovvietà storiche sottointendono una conclusione molto odierna e troppo spesso ignorata sia dai sostenitori della crescita economica infinita che dai sostenitori dei cambiamenti epocali delle rinnovabili dietro l’angolo.

Il fatto è che, vuoi per i grandi volumi in gioco, vuoi per le enormi infrastrutture collegate, costose ed estese, sul corto periodo l’introduzione di nuove tecnologie energetiche è sostanzialmente inerte. Turbine idrauliche, turbine a vapore, motori a combustione interna, sono tutte tecnologie commercializzate da più di un secolo. Anche la turbina e gas, attore principale nella generazione di energia elettrica odierna, risale a oltre 50 anni fa. Ne deriva che la transizione energetica è qualcosa di intrinsecamente lungo, che necessita di decenni per dispiegarsi nel mondo reale, con buona pace dei sostenitori della rivoluzione rinnovabile dietro l’angolo o di formidabili ritorni economici (ieri, ovviamente) della green economy. Nessuno pensa che le turbine a vapore smetteranno di generare una quota consistente dell’energia elettrica anche nei prossimi decenni e altrettanto nessuno crede che, sempre nei prossimi decenni, le turbine a gas verranno soppiantate da pannelli solari e pale eoliche. Il punto è che più grande è la scala di distribuzione di una tecnologia energetica, sia essa per il trasporto o per la generazione di energia elettrica, maggiore sarà il tempo necessario alla sua sostituzione. Un secolo fa, la fonte energetica mondiale principale era il carbone; ci vollero più di 50 anni per introdurre una quota significativa di petrolio – ho detto petrolio – nel mix energetico mondiale. La scala del problema è il fattore limitante nella velocità con cui una quota significativa di nuovi dispositivi può essere introdotta per sostituire i vecchi. Per fare un esempio, se anche solo il 20 per cento dell’elettricità mondiale dovesse essere generata da turbine eoliche, considerato il basso fattore di carico – circa il 25 per cento, molto inferiore alle centrali a carbone e gas – dovremmo installare 1,25 TW di potenza eoliche. Anche considerando turbine di 3 MW di potenza, stiamo parlando di costruire e allacciare alla rete elettrica oltre 400.000 torri eoliche di acciaio, cemento e alluminio. Certamente un lavoro di molti decenni.

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9 Responses to I limiti delle rinnovabili

  1. alex says:

    La cosa si fa ancora più assurda (no, non mi vergogno assolutamente di dichiarare l’ assurdità di un modello globale a rinnovabili) quando si prendono in considerazione la continuità e la resa del mezzo di produzione energetica. Stime di ‘riduzione del 50%, 80%, etc di emissioni’ sono truffe contro le quali ogni ingegnere ambientale, ogni chimico, e ogni specialista del settore dovrebbe lottare, perchè basate su teoria, e su un calcolo che non ha basi, nel quale nemmeno tutti son d’accordo cosa inserire al nominatore o al denominatore.
    Va bene puntare a integrare i vari sistemi di produzione energetica, ma il principio da non scordare mai é che il rinnovabile avrà sempre, inevitabilmente, necessità di un backup non rinnovabile per i momenti di discontinuità o mancata capacità.
    Il concetto di smart grid punta proprio su questo.

  2. Nussio Loris says:

    L’uomo sin dalla preistoria ha sempre bruciato qualcosa, si è evoluto trovando la porta di accesso all’energia, porta che ad oggi non tutti anno ancora varcato.
    Ad oggi stimo ancora bruciando qualcosa per produrre energia.
    Non sarà facile passare ad altre forme di energia che non impieghino una combustione, ossidazione rapida di una sostanza.
    Siamo andati sulla luna bruciando combustibili anche dove non era presente l’ossigeno portandolo con il carburante.
    Perfino i satelliti stazionari bruciano qualcosa per mantenere la posizione, sparano molecole incandescenti ad alta velocità.
    Credo che il suono del motore termico dovremmo sentirlo ancora per parecchio tempo.
    Ha una scarsa efficienza, usiamo automobili che sono in effetti stufe su 4 Ruote.
    Rendimenti pratici del motore Diesel 35% il più efficiente, nonostante che da decine di anni e anche di recente si siano costruiti dei prototipi di motori a 6 tempi con recupero di buona parte del calore, con aumento dell’efficienza del 45% su ciclo Diesel, la loro costruzione è abbastanza semplice, ma mi domando sempre perché nel settore energetico non si applichino delle soluzioni che esistono da anni.

    Evoluzione e Progresso oggi vuol dire per me evoluzione non del cervello ma del suo contenuto.
    L’unica cosa che ci può salvare, è il nostro modo di pensare, e in primis ci vuole CONSAPEVOLEZZA, ciò che la massa non ha ma pochi anno e purtroppo fanno i propri interessi.

    Nussio Loris

  3. sesto rasi says:

    Trovo molto lucida l’analisi storica e anche la riflessione basata sull’enorme inerzia delle infrastrutture, sistema la cui evoluzione secondo me viene accelerata solo dal presentarsi di “cigni neri” di portata enorme, che sovvertono i valori delle risorse in gioco e che, ahimè nessuno riesce tuttavia mai a prevedere (vorrei trovare qualcuno di cui si possa dire davvero che abbia previsto una delle due guerre mondiali…)
    Anche secondo me, per quanto gli outlook a lungo termine in qualche modo vadano fatti, bisognerebbe però dar loro un valore limitato: sarebbe bello mettere di fronte, seduti al tavolo, gli autori dello studio cui ti riferisci e quelli dell’Outlook 2040 di Exxonmobil:

    http://corporate.exxonmobil.com/en/energy/energy-outlook

    e poi dirgli: adesso vedete un po’ di mettervi d’accordo…

  4. Pingback: BAU: abbaiare all’energia, o della differenza di vedute future | questione di energia

  5. Premetto che mi inchino alla vostra sapienza: non sono competente e acculturato come voi sulla materia ma mi vien da dire qualcosa da ignorante.
    Il fanatismo non mi piace (ho passato l’età) ma sono convinto del fatto che i cambiamenti non arrivano per caso: miliardi di auto che girano a benzina e gasolio e SOLO adesso se ne vede qualcuna che va in giro in silenzio, come mai?
    Filippo credo confermerà che l’idea dell’auto elettrica non è di ieri.
    E’ banale dire che è l’economia che fa girare il mondo ma per invertire il senso (e ne avremmo un pochino bisogno…) ci vuole forse anche dell’altro.

  6. energisauro says:

    Sesto, stavo guardando anche io l’outlook al 2040 della Exxon ma mi sembra ragionevole.

    Le traiettorie non sono così radicali e seguono più o meno il trend di questo secolo. Un po’ più gas e meno oil, carbone e nucleare quasi costanti e rinnovabili in leggera crescita ma ancora poca roba.

    Certo rimango un po’ perplesso su: 1) share nei light duty vehicles con le ibride che prenderanno una grossa fetta del mercato 2) emissioni pro capite in forte calo, che a livello globale raggiungeranno un plateau nel 2040 grazie a forte efficienza e mix di generazione un po’ più pulito.

    Insomma, a parte questi due fattori, uno scenario abbastanza plausibile

  7. sesto rasi says:

    infatti, energisauro: non contestavo lo studio di Exxon che,anzi, anch’io ho trovato svolto piuttosto bene, ma ammonivo di prendere con le molle qualunque long term outlook: ad esempio nei grafici di Exxon l’unico “dente” che vedi è ormai al passato, mentre il futuro è tutto molto “smooth”; di fatto forse i tonfi (o impennate) epocali si possono anche prevedere…ma sfido chiunque a prevedere lo scenario che viene dopo!
    Quei 70 signori con 3000 mld$ di fondi di cui parlavo poco fa si sono secondo me proprio mossi in questo senso: “non voglio né posso sapere cosa sarebbe dopo il tonfo, ma per la tranquillità dei miei quattrini lo voglio evitare: se li vuoi (i miei quattrini) dimmi cosa stai facendo!”(la letterina è immancabilmente arrivata anche ad ExxonMobil)

    • energisauro says:

      È vero, infatti è strano che la Exxon presenti solo il suo scenario “base”. Magari non ho cercato bene ma sviluppare anche un altro scenario in cui per qualche miracolo (o per qualche catastrofe) si riesca davvero a stringere dei patti sul clima a livello globale non avrebbe fatto male! Un po’ come il solito scenario 450 ppm della IEA, irrealizzabile si, ma meglio essere preparati, soprattutto se il proprio core business è l’oil

  8. Pingback: 2014, politiche sul clima e scenari futuri | L'energisauro

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