LA TRANSIZIONEENERGETICA

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I testi sono tratti dal mensile

“Orizzonti - idee dalla Val d’Agri” - www.enibasilicata.it

Giuseppe Sammarco

LA TRANSIZIONEENERGETICA

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Il mondo dell’energia sta cambiando: nuovepolitiche, tecnologie e fonti fanno pensareall’inizio di un lungo viaggio verso una nuova

era, una “transizione energetica” alla ricercadi un modello di consumo sostenibile e di so-luzioni per combattere riscaldamento globale,cambiamento climatico e fornire a una popo-lazione mondiale in aumento l’energia neces-saria per raggiungere un adeguato livello disviluppo.Su questi temi è in corso un dibattito impor-tante e diffuso, i cui principali termini e concettisono stati approfonditi in sette articoli pubbli-cati da ottobre 2018 a maggio 2019 sulla rivistadi Eni “Orizzonti, idee dalla Val d’Agri”. Con tale iniziativa volevamo proporre ai piùesperti un’occasione di riflessione su argo-menti conosciuti, e ai meno esperti gli elementidi base per seguire la discussione. Per lo stessomotivo, abbiamo ora deciso di raccogliere gliarticoli in un’unica pubblicazione, rendendopiù semplice al lettore seguire un percorso lo-gico sviluppato su più tappe.Il tema affrontato è quello della transizioneenergetica, un concetto semplice ed intuitivoche nasconde però molte complessità. Checos’è, infatti, una transizione energetica e qualielementi hanno caratterizzato quelle del pas-sato e quella attuale? Quali sono i meccanismi,i nessi logici e i vincoli tecnologici o di altro

Introduzione

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© HARSHAL S. HIRVE/UNSPLASH

tipo che governano il processo di cambiamentodel sistema energetico e ne determinano dire-zione e velocità di sviluppo? Sono queste, in estrema sintesi, le domandeche ci siamo posti, con l’obiettivo di fornire allettore alcune importanti informazioni di baseper potersi formare una propria opinione.Come vedremo nei vari capitoli dello studio, latransizione energetica è un processo com-plesso che comporta cambiamenti strutturalinelle modalità di produzione e utilizzo di ener-

gia da parte dell’uomo. Ma, soprattutto, è unprocesso che ha accompagnato la storia del-l’uomo fin dalla sua nascita, consentendo losviluppo e il progresso della civiltà umana.Ora il sistema energetico è chiamato a dare ri-sposte a nuove sfide – cambiamenti climaticie ambiente - che si affiancano a quella tradi-zionale di alimentare crescita e progresso diuna popolazione in aumento nel corso del se-colo e che già oggi, in ampia parte, è al di sottodi un livello di sviluppo adeguato. Energia so-

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fondimento Giuseppe Sammarco, autore degliarticoli pubblicati su “Orizzonti, idee dalla Vald’Agri” e di questo studio. Giuseppe Sam-marco, economista dell’energia e dell’am-biente, lavora in Eni ed è responsabile del-l’unità “Energy sector integrated energystudies”.

stenibile per tutti è il concetto che dovrebberiassumere gli obiettivi e guidare le scelte.Trovare la soluzione non è semplice ma non èimpossibile e richiede un grande impegno daparte di tutti, sia di chi produce energia sia dichi la consuma.Anche per questo motivo, è importante com-prendere significato ed essenza delle transi-zioni energetiche, acquisendo consapevolezzadegli elementi che le definiscono. Ci accompagna in questo percorso di appro-

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© NICHOLAS DOHERTY/UNSPLASH

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C he cos’è una transizione energetica e qualielementi la caratterizzano? È importantepartire approfondendo questo tema, poiché

ci consente di conoscere meccanismi, nessilogici e vincoli tecnologici o di altro tipo chegovernano il processo di cambiamento del si-stema energetico e ne determinano direzionee velocità. La transizione energetica è un pro-cesso che accompagna la storia dell’uomo findalla sua nascita e ha consentito lo sviluppo eil progresso della civiltà umana. Per compren-derne il significato definiamo gli elementi chela caratterizzano (vedi figura 1 a pag. 8). La prima caratteristica è di essere (almeno fi no -ra) un processo complesso e di lungo periodo,un processo che comporta cambiamenti strutturalinelle modalità di produzione e utilizzo di energiada parte dell’uomo, modalità spesso indicatecon il termine di “paradigma energetico”.

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L’evoluzione dei sistemi di produzione energetica verso modelli sostenibili implica progressi paralleli in termini di fonti e tecnologie. Un processo lento ma inesorabile

La formula del nuovo paradigma

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La seconda riguarda l’impatto significativo dellatransizione energetica sullo sviluppo economico,sulla qualità della vita dell’uomo, sull’organiz-zazione sociale e sull’ambiente. Per questo mo-tivo, nei paesi non ancora toccati in modo per-vasivo dall’ultima transizione energetica – in-nescata dalla prima rivoluzione industriale,come vedremo in un prossimo capitolo – e incui ampie fasce di società non hanno accesso afonti moderne di energia, i benefici sociali diuna sua diffusione sono potenzialmente enormi.In questi paesi, ad esempio, il semplice passaggioda una candela all’energia elettrica consentirebbealla popolazione giovane di studiare in condizioniottimali e di poter contribuire così al progressodel paese, affrancando non solo se stessi dal

fenomeno della povertà. Infine, non dobbiamopensare alla transizione energetica come a unprocesso monolitico, associato alla sola appli-cazione di una nuova tecnologia o alla sola dif-fusione di una nuova fonte energetica. Alla basedi ogni transizione energetica vi sono “molteplicitransizioni” che interagiscono e si alimentanotra loro e che riguardano più di una delleprincipali componenti di un sistema energetico: 1. le fonti primarie di energia (che si trovano in

natura, come il carbone, il petrolio e il gasnaturale);

2. le macchine e le tecnologie per la conversionedi energia (ad esempio: motori elettrici,motori a scoppio, turbine);

3. i vettori energetici (ovvero le forme di energia

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FIGURA 1. CHE COS’È UNA TRANSIZIONE ENERGETICA

“MOLTEPLICITRANSIZIONI” CHEINTERAGISCONO E SI ALIMENTANO

TRA LORO

PROCESSO COMPLESSOE DI LUNGO PERIODOCARATTERIZZATO DACAMBIAMENTI STRUTTURALINELLE MODALITÀ DI PRODUZIONEE UTILIZZO DI ENERGIA

IMPATTO SIGNIFICATIVO:• SULLO SVILUPPO ECONOMICO• SULLA QUALITÀ DELLA VITA• SULL’ORGANIZZAZIONE SOCIALE• SULL’AMBIENTE

TRANSIZIONEENERGETICA

A

B

FONTI PRIMARIEDI ENERGIA

SERVIZI ENERGETICIDOMANDATI

VETTORI ENERGETICI

LE MACCHINEE LE TECNOLOGIE

PER LA CONVERSIONEDI ENERGIA

di far evolvere il sistema energetico in una dire-zione piuttosto che in un’altra, più o meno ve-locemente, raggiungendo gradualmente un nuo-vo paradigma energetico. Per semplicità abbiamoraggruppato i meccanismi di guida in quattrograndi macro-categorie (figura 2 a pag. 11): 1. la disponibilità e competitività di nuove fonti

primarie o vettori di energia; 2. la disponibilità e competitività di nuove mac-

chine per la conversione di energia (motoriprimi o forze motrici primarie);

3. l’adozione di nuove politiche energetiche eambientali;

4. il cambiamento del livello e della tipologiadi servizi energetici domandati dal consu-matore.

che – come l’elettricità, la benzina o l’idrogeno– sono originate dalla trasformazione di fontiprimarie);

4. i servizi energetici domandati (ad esempio:riscaldamento, raffrescamento, e più recen-temente mobilità sostenibile).

A questo punto, assumendo che un sistema diproduzione e consumo di energia segua – nellasua fase di crescita – una determinata direzione,un modello o paradigma energetico stabile econsolidato, che cosa può determinare un cam-biamento di percorso, avviando una nuova fasedi transizione? La transizione (o meglio le “mol-teplici transizioni”) può essere innescata danumerosi meccanismi di guida, ovvero da nu-merose variabili il cui cambiamento è in grado

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Tutti i meccanismi di guida fanno leva sullacompetitività delle fonti di energia e delle tec-nologie, una competitività, fate attenzione,intesa nel senso più ampio, misurata su più di-mensioni: competitività di prezzo, di qualitàdei servizi forniti e ambientale. Le ultime dueforme di competitività sono generalmente pre-miate dal quadro normativo di riferimento odalle preferenze del consumatore. Il tema della competitività come leva principaledella transizione è importante. Infatti, ci facapire come ricerca e sviluppo tecnologicosiano centrali in questo processo, poiché hannoavuto – e avranno sempre più – un ruolo fon-damentale nel determinare il livello di tutti itipi di competitività delle fonti di energia edelle forze motrici. Tra l’altro, questo significache – grazie al progresso tecnologico – nullapuò essere dato per scontato: soluzioni messeda parte o considerate obsolete potrebberoacquisire (o riacquisire) competitività e rientrarein gioco, così come potrebbero entrare in giocosoluzioni attualmente impensabili. I meccanismidi guida della transizione, abbiamo visto, tra-smettono al sistema energetico, con diversa

intensità ed efficacia, la direzione da seguire,esattamente come il sistema di sterzo di unamacchina trasmette alle ruote la volontà delguidatore di raggiungere una destinazione. Ma,a sua volta, cosa influenza il guidatore nellasua decisione di raggiungere un nuovo obiettivogirando il volante? Cosa spinge il sistema arendere disponibili nuove fonti e tecnologie ea modificare norme o preferenze? Sono i mega-trend, ovvero le grandi forze di cambiamentoche modellano l’intera organizzazione socialee il sistema di produzione. Ma di questo tema,che merita un ampio approfondimento, parle-remo in uno dei prossimi capitoli. Per concludere, in questa prima parte abbiamovisto quali siano le caratteristiche principali e imeccanismi di guida di una transizione energe-tica. Abbiamo visto che è un processo complesso,probabilmente non semplice da comprenderein astratto. Per questo motivo, per dare concre-tezza alle definizioni, nel prossimo capitolo esa-mineremo le principali transizioni energetiche“epocali” del passato, portando esempi storicidi come si siano realizzate ed evolute.

“MOLTEPLICITRANSIZIONI” CHEINTERAGISCONO E SI ALIMENTANO

TRA LORO

FIGURA 2. I MECCANISMI DI GUIDA

1

4

3

DISPONIBILITÀE COMPETITIVITÀ

DI NUOVE MACCHINEPER LA CONVERSIONE

DI ENERGIA

2

CAMBIAMENTODEL LIVELLO

E DELLA TIPOLOGIADI SERVIZI ENERGETICI

DOMANDATI

ADOZIONEDI NUOVEPOLITICHE

ENERGETICHEE AMBIENTALI

DISPONIBILITÀE COMPETITIVITÀDI NUOVE FONTI

O VETTORI DI ENERGIA

Nel precedente capitolo abbiamo visto qualisiano le ca rat teristiche principali di unatransizione energetica. Ora, per dare con-

cretezza alle definizioni, esaminiamo le principalitransizioni energetiche “epocali” del passato.Individuare le fasi di transizione energetica chehanno accompagnato la storia dell’uomo è unaoperazione che rischia di basarsi su valutazionisoggettive: il processo è continuo e si manifestain fasi successive e i suoi limiti temporali nonsempre sono facili da individuare. Per questomotivo ci affidiamo alla classificazione utilizzatada un noto studioso della storia dell’energia,Vaclav Smil, che ha identificato quattro transizionienergetiche epocali del passato (vedi figura 3a pag. 14).La prima ha come protagonista l’uomo primitivo.A quel tempo i nostri antenati facevano affida-mento solo sulla propria energia somatica (ov-vero sulla conversione del cibo in forza musco-lare) per raccogliere alimenti vegetali o uccidereanimali. In questo modo si rifornivano del-l’energia necessaria per mantenersi in vita e

svolgere i compiti quotidiani. La forza motriceprimaria (il motore primario) era rappresentatadall’uomo stesso e dai suoi muscoli, mentre lafonte di energia primaria erano le biomasse,alla base della catena alimentare dei cibi di cuisi nutriva.Quando l’uomo primitivo imparò a controllareil fuoco – evento databile a circa 800.000 annifa – ebbe luogo la prima transizione energetica.Questa scoperta, infatti, fornì la prima fonte dicalore extra-somatica rendendo più appetibileil cibo e più sicure e calde le notti. Il combustibileera comunque costituito da biomasse, che per

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Dalla scoperta del fuoco alla prima rivoluzione industriale. Un excursus attraverso i quattro passaggi energetici epocali che hanno segnato la storia dell’umanità

Le rivoluzioni del passato

lunga più affidabile e costante rispetto allapratica tipica del nomadismo di “depredamento”dell’ecosistema naturale e successivo cambia-mento di zona. A sua volta, un approvvigiona-mento alimentare-energetico più sicuro consentìla domesticazione e l’utilizzo sistematico nellavoro di varie specie animali. La rivoluzioneagricola del neolitico, nella pratica, potremmodire sia stata la prima azione di ricerca della“sicurezza energetica” da parte dell’uomo.L’uomo, quindi, iniziò ad allevare animali e autilizzarli nel lavoro agricolo, nella costruzionedi edifici, nei trasporti e nelle guerre. In termini

lungo tempo continuarono a essere l’unicafonte primaria d’energia del sistema.La seconda transizione energetica epocale siebbe quando l’uomo primitivo si trasformò dacacciatore e raccoglitore in allevatore e coltivatore.Quel periodo storico è identificato con il nomedi “Rivoluzione agricola del neolitico” ed ebbeluogo presumibilmente nel periodo che va dal12.000 – 8.000 a.C. (alla fine dell’ultimo periodoglaciale) fino al 3.500 a.C. circa. Da una situazionedi nomadismo l’uomo passò progressivamentea una situazione di agricoltura sedentaria cheforniva una fonte di energia alimentare di gran

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© MATHEW SCHWARTZ-UNSPLASH

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• BIOMASSE [CIBO]

• BIOMASSE [CIBO + LEGNA]

• BIOMASSE [CIBO + LEGNA + FORAGGIO]

• BIOMASSE [CIBO + LEGNA + FORAGGIO]

• BIOMASSE [CIBO + LEGNA + FORAGGIO]• VENTO• ACQUA

• FONTI FOSSILI

• UOMO • UOMO • UOMO• ANIMALE

• MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA • TURBINE A VAPORE• TURBOGAS• MOTORE ELETTRICO

PREISTORIA ETÀ ANTICA - MEDIOEVO - ETÀ MODERNA

1a 2a 3a

Figura 3. Le principali transizioni energetiche epocali del passato

ENER

GIA

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ENER

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ALEN

TE • CARBONE VEGETALE • ELETTRICITÀ• PRODOTTI PETROLIFERI

• UOMO• ANIMALE• RUOTE E TURBINE IDRAULICHE• MULINI A VENTO

MO

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TE

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• FONTI FOSSILI [CARBONE E IDROCARBURI]• NUCLEARE

• UOMO • UOMO • UOMO• ANIMALE

• MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA • TURBINE A VAPORE• TURBOGAS• MOTORE ELETTRICO

È IN ATTO UNA NUOVA TRANSIZIONE ENERGETICA?

QUALI SONO I MEGA-TRENDCHE LA GUIDANO?

QUANDO SARÀCOMPLETATA?

QUALE ENERGIA E MOTORI PRIMARI UTILIZZEREMO?

5a4a

FUTURO

• ELETTRICITÀ• PRODOTTI PETROLIFERI

ETÀ CONTEMPORANEA

di capacità di lavoro, l’animale era in grado disuperare gli uomini più energici e laboriosi.Buoi, cavalli, muli e asini (ma anche cammellied elefanti) sono rimasti i nostri motori primariper tutto il corso della storia, scomparendodalla scena del lavoro – in buona parte ma nondel tutto – solo dopo l’inizio dell’industrializ-zazione moderna.La terza transizione energetica epocale fu unprocesso lungo e a macchia di leopardo, chevide l'introduzione di nuovi tipi di motori primari– questa volta di natura meccanica – azionatidall’acqua e dal vento. Le prime piccole ruotea pale mosse dall’acqua furono introdotte inEuropa nell’età antica e i primi mulini a ventoarrivarono circa 1.000 anni dopo. L’aumento dicapacità ed efficienza di queste macchine fulento, ma alcuni paesi europei, agli alboridell’era moderna, ne disponevano ormai ingran quantità: i mulini a vento contribuironoalla prosperità dell’Olanda durante l’età moderna

e, nei secoli XVIII e XIX, erano numerosissimi esempre più potenti anche nelle zone montuosedi Francia e Germania. La quarta transizione energetica epocale –quella che ha portato al paradigma energeticoattuale – è un processo ben più complesso deiprecedenti, i cui elementi costitutivi sono lasostituzione in tempi relativamente rapidi dellabiomassa come fonte di energia con le fontifossili (carbone, petrolio e gas naturale), l’in-troduzione dell’elettricità come moderno vettoreenergetico e l’invenzione e diffusione di macchine(motori primari) molto più potenti.La quarta rivoluzione energetica fu innescata –e resa possibile – dalla prima rivoluzione indu-striale: fu questo il processo che spinse alla ri-cerca e sviluppo di motori potenti alimentatida fonti di energia facilmente reperibili e di-sponibili in ampia quantità. Lo scopo era di au-mentare la produttività della forza lavoro e disoddisfare una domanda di beni in crescita

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IL DOMINIO DEL FUOCOCirca un milione di anni fa, l’Homo erectusera in grado di controllare il fuoco: lo testimoniano i reperti rinvenuti nel 2012nella grotta di Wonderwerk, in Sudafrica.

1 LA RIVOLUZIONE AGRICOLADurante il neolitico, l’uomo comincia a sfruttare la forza degli animali. Nella foto, pittura rupestre raffigurante delle mucche, Laas Geel, Somalia.

2© IPA © GETTY

reattore), una tecnologia ampiamente impiegatanella generazione elettrica e nel trasporto aereo.A parte queste ultime eccezioni, i principalicombustibili e i vari tipi di macchine ancoraoggi in uso sono gli stessi da oltre un secolo,sebbene l’entità del loro utilizzo, la loro capacitàproduttiva unitaria e la loro efficienza siano au-mentate considerevolmente rispetto agli inizi.La quarta transizione energetica ci ha dunqueportati nell’età contemporanea e, giunti a questopunto, può sorgere spontanea una domanda:ma qual è di preciso il mix energetico attuale?Qual è il paradigma da cui la nuova transizioneenergetica – la quinta – ci dovrebbe far uscireper andare alla ricerca della sostenibilità delmodello di consumo e di soluzioni per combat-tere riscaldamento globale e cambiamento cli-matico? Se avrete la pazienza di seguirci, sonoquesti gli argomenti che affronteremo nel pros-simo capitolo.

continua. Il primo combustibile fossile in gradodi rispondere a queste esigenze fu il carboneestratto dal sottosuolo. Al carbone seguirono– alla fine del diciannovesimo secolo – i com-bustibili liquidi ottenuti per raffinazione delpetrolio greggio e successivamente il gas na-turale. Notevoli furono anche le novità introdotte nelsettore dei motori primari. Nel XVIII secolo imotori a vapore furono i primi a essere alimentatia combustibile fossile, ovvero il carbone chegenerava il vapore. Ad essi seguirono i motoria combustione interna alimentati da prodottipetroliferi come benzina, gasolio o olio com-bustibile (scoperti e sviluppati nella secondametà del XIX secolo) e le turbine a vapore (svi-luppate negli anni Ottanta del XIX secolo).Anche i motori elettrici furono introdotti versola fine dello stesso decennio. Tra le grandi innovazioni del XX secolo vi sonopoi l’energia nucleare e la turbina a gas (turbo-

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I MOTORI MECCANICILa terza transizione energetica vide l’utilizzo deiprimi motori primari di natura meccanica fino alXVII secolo. Nella foto, un mulino ad acqua,1200 circa, Lower Slaughter, Inghilterra.

3 LE FONTI FOSSILILa rivoluzione industriale indirizza la ricercaverso motori più potenti che impiegherannoenergia di origine fossile. Nella foto, EdwinDrake, il primo pozzo di petrolio, 1859.

4© GETTY© SIME

Alla fine del precedente capitolo ci siamolasciati con la domanda di quale sia il mixdi fonti che caratterizza l’attuale paradigma

energetico da cui ci stiamo muovendo.Nella figura 4 a pag. 20 sono riportati i consumi

mondiali primari di energia dal 1830 al 2017.Se la si analizza con attenzione ci raccontamolte cose. La prima osservazione è che l’ultimatransizione energetica – la quarta – è stata ca-ratterizzata da una crescita esponenziale della

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La maggior parte del fabbisogno energetico mondiale èancora soddisfatto da fonti tradizionali ma ci sono alcuniindizi che fanno presagire un cambiamento di rotta

Alla vigilia di una nuova era

La seconda osservazione è che le diverse fontifossili si sono sviluppate in fasi successive. Laprima a diffondersi è stato il carbone, seguonoil petrolio e il gas naturale. Infine – ma non èuna fonte fossile – a partire da metà del XXsecolo è apparsa sul mercato una nuova formadi energia: il nucleare. La terza osservazione èche gli attuali consumi mondiali di energiasono costituiti prevalentemente proprio da pe-trolio, gas naturale e carbone, che – congiun-tamente – raggiungono una quota sul totalepari a circa l’80 per cento. Per questo motivol’attuale paradigma energetico è detto anche“era delle fonti fossili”.

domanda di energia, una crescita alimentatasia dal rapido e intenso (rispetto al passato)progresso economico che dallo sviluppo dellapopolazione. Il nesso causale ha operato inentrambe le direzioni, ovvero anche l’ampia di-sponibilità di energia ha permesso di raggiungerein molte aree del Mondo un livello di benesseree di reddito elevati e diffusi come mai successoin precedenza. A sua volta, l’ampia disponibilità di energiaderiva dalla crescente offerta di fonti fossili(carbone, petrolio e gas naturale) resa possibiledal progresso tecnologico e da conoscenzescientifiche sempre maggiori.

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© HANNY NAIBAHO-UNSPLASH

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FIGURA 4. CONSUMI PRIMARI MONDIALI DI ENERGIA

FIGURA 5. CONSUMI PRIMARI DELLE NUOVE FONTI RINNOVABILI(Solare, Eolico, Geotermico)

FIGURA 6. EVOLUZIONE DEL COSTO DI GENERAZIONE DEL KWh DA IMPIANTI FOTOVOLTAICI ED EOLICI “UTILITY SCALE”(media mondiale ponderata)

F

Exaj

oule

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600

500

400

300

200

100

0

1830 1850 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010 20122010

2001 2005 2009 2013 2017 2010 2017

Mili

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2016

US$

/kW

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0,25

0,20

0,15

0,10

0,5

0

CAGR* 2006-2017

+12%

0,360

0,0800,060

2

Fonte: InternationalEnergy Agency,

2017 stima

F Fonte: IRENA – Renewable Cost Database

2

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

EOLICO

FOTOVOLTAICO

*Crescita percentuale media annua

0,100

Fonte: ricostruzione storica tratta da www.theoildrum.com1830 - 2010

Fonte: International Energy Agency, 2017 stime2010 - 2017

Idroelettrico

Petrolio

Carbone

Biomasse e rifiuti

Nucleare

Gas

Solare, Eolico, Geotermico

L’ultima osservazione è che da questo graficonon sembrerebbero emergere indizi di unanuova transizione energetica, non sembra visia un cambiamento rispetto alle dinamichedel passato e che nuove fonti si stiano affer-mando in sostituzione di quelle esistenti.Ma se fate attenzione, in basso a destra si notauna parte di rinnovabili (costituita prevalente-mente da eolico e solare) che, seppure divolume ridotto, sembra essere in una fase diforte sviluppo: questo dettaglio è consideratoda alcuni esperti il segnale iniziale di una tra-sformazione in atto.Esplodendo questa parte del grafico (figura 5),si vede che negli ultimi anni queste fonti sonocresciute a tassi elevati (in media +12 per centol’anno nel 2006 – 2017) assumendo il tipico an-damento di una crescita “esponenziale”. Taleandamento sarebbe il segnale di una loro rapidae continua espansione in grado di sostituire neiprossimi anni quantità significative di combustibilifossili. A questo proposito si può osservare chegli elevati incrementi percentuali registrati sonocaratteristici della fase iniziale di sviluppo diuna fonte di energia, quando i quantitativi ingioco sono molto bassi rispetto al fabbisognototale. In futuro, probabilmente, man mano checresce la base di partenza sarà difficile mantenerequesti incrementi percentuali e occorrerà tempoprima che le nuove fonti rinnovabili raggiunganoquote di mercato elevate. Su questo importantepunto di discussione torneremo con maggioredettaglio in uno dei prossimi capitoli.Tornando al nostro tema, altri indizi di muta-mento del paradigma energetico sono visibili,forniti dall’osservazione dei principali meccanismidi guida delle transizioni energetiche illustratinel primo capitolo.Il primo è il costo. Come si può vedere dalgrafico della figura 6, nel periodo 2010 – 2017 il

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FIGURA 7. EVOLUZIONE DEL PREZZO DELLE BATTERIE AL LITIO(2018 $/KWh)

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14,00

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0

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

2014 2016 2017

2

Attualmentei consumi mondialidi energiasono costituitiprevalentemente(circa 80%)da combustibili fossili.

22%

Fonte: BNEF (Bloomberg New Energy Finance)F

21%

8%11%

35%

23%

26%

18%

1.16

0

899

707

650

577

373

288

214

176

nergy Agency, 2017 stime2

costo di generazione elettrica (media ponderatamondiale) da impianti di grande taglia (utility-scale) fotovoltaici ed eolici a terra (onshore, at-tualmente i più diffusi) è diminuito rispettivamentedel 72 per cento (da 0,360 2016 $/kWh a 0,1002016 $/kWh) e del 25 per cento (da 0,080 2016$/kWh a 0,060 2016 $/kWh). Di conseguenza,la distanza dai prezzi che si formano sui mercatielettrici nazionali si è ridotta (per un confronto

di massima: in Europa, nel periodo giugno 2017– giugno 2018 il prezzo medio è oscillato tra0,035 €/kWh e 0,055 €/kWh; fonte: Platt’s).Se questa dinamica di riduzione dei costi dovesseproseguire nei prossimi anni, secondo alcunidarebbe ulteriore supporto alla crescita espo-nenziale di fotovoltaico ed eolico.Alla riduzione del costo di generazione si è ag-giunta una elevata riduzione dei costi delle bat-

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permette di agire da backup di queste fontinon programmabili, assorbendo energia quandoè in eccesso rispetto alla domanda e rilasciandolaquando si verifica il caso contrario. Il problema attuale dei sistemi di stoccaggio èil loro costo che, se aggiunto a quello della ge-nerazione, rende particolarmente elevato il costocomplessivo delle rinnovabili. La riduzione delcosto delle batterie dell’85 per cento è unrisultato importante, ma non ancora sufficiente.Anche in questo caso, però, l’attesa di ulterioriprogressi tecnologici alimenta in una parte degliesperti l’aspettativa di una rimozione definitivadell’ostacolo.Il terzo indizio è la crescente priorità nelle prin-cipali agende politiche nazionali e internazionaliassunta dal tema dell’adozione di misure dicontrasto al cambiamento climatico. Il quadropolitico e normativo si sta già rivelando il prin-cipale motore della nuova transizione energeticae potrebbe esserlo sempre più in futuro.Infine, il quarto indizio è legato alle preferenzedei consumatori: nei Paesi più ricchi – ma nonsolo – una maggiore coscienza sociale del pro-blema del riscaldamento globale inizia ad essereuno dei principali parametri decisionali dellescelte energetiche di imprese e consumatori,spingendo all’adozione di soluzioni low carbon,ovvero all’utilizzo di tecnologie e fonti di energiache consentano una riduzione delle emissionidi gas serra. A questo punto ci poniamo una nuova domanda:se esistono evidenze che i meccanismi di guidasi stiano attivando per modificare la direzionedello sviluppo del sistema energetico, qualisono i mega-trend che guidano la loro azione,che individuano la nuova meta e definiscono lecaratteristiche del nuovo paradigma energeticoverso cui evolvere?

terie al litio nel periodo 2010-2018 (figura 7 apag. 21). La possibilità di avere uno stoccaggioenergetico è uno dei fattori chiave per la diffu-sione di eolico e fotovoltaico, per loro naturafonti non programmabili, intermittenti e quindidifficili da integrare in un sistema elettrico chedeve fornire energia in rete quando serve edeve mantenere costantemente stabile l’equilibriodi domanda e offerta. Lo stoccaggio energetico

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© GETTY

Nei precedenti capitoli abbiamo conosciutoe discusso i meccanismi di guida del sistemaenergetico. Ma è sufficiente la loro osser-

vazione per capire dove ci stia portando la nuovatransizione energetica e soprattutto in che modoe perché? La risposta è negativa: questi mecca-nismi, infatti, sono come lo sterzo e l’acceleratoredi una macchina, in grado di indirizzare il veicoloverso la meta voluta alla velocità voluta ma solose manovrati dal guidatore. Chi guida l’auto nelnostro caso? Chi decide meta e strada da per-correre, regolando la velocità? Alla base di tuttoci sono i mega-trend, ovvero le grandi forze dicrescita e cambiamento che modificano e mo-dellano l’intera organizzazione sociale e il sistemadi produzione, e che orientano la coscienza col-

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Ad orientare lo sviluppo del sistema energetico sonole grandi forze di crescita e cambiamento chemodificano e modellanol’intera organizzazionesociale e produttiva

All’origine dellatransizioneenergetica: i mega-trend

lettiva e le principali scelte di imprenditori, con-sumatori e decisori politici. Sono i mega-trend,in sostanza, che guidano la nuova transizioneenergetica e i suoi tempi agendo sui meccanismidi guida, poiché indirizzano:

• le decisioni politiche, inducendo il legislatore– ad esempio – a produrre norme e standardambientali più o meno severi o a favorire omeno l’utilizzo di alcune fonti di energia;

• l’innovazione tecnologica, inducendo industriae ricerca a dare impulso o meno all’attivitàdi sviluppo e commercializzazione di nuovetecnologie e fonti di energia aventi caratte-ristiche che rispondono a esigenze emer-genti;

• le preferenze dei consumatori, rendendo letecnologie e le fonti di energia disponibilisul mercato più o meno appetibili e compe-titive e modificando, in definitiva, sia la com-posizione della domanda che – conseguen-temente – il mix dell’offerta.

Il risultato finale dell’azione di queste forze è ilraggiungimento di un nuovo equilibrio, di unnuovo paradigma energetico che riflette inmodo mediato i diversi obiettivi finali verso cuispingono i singoli mega-trend in azione.Nella figura della pagina seguente sono riportatialcuni dei più importanti mega-trend (la listanon vuole essere ovviamente esaustiva) cheorientano lo sviluppo del sistema energetico.Parte di essi sono “storici” – ovvero hanno gui-dato l’ultima transizione energetica – e conti-nueranno in futuro ad esercitare la loro influenza.Altri, pur essendo più recenti, avranno comunqueun notevole peso nel determinare percorso epunto di arrivo della transizione energetica indivenire.IL PRIMO MEGA-TREND preso in esame è unfenomeno già citato quando abbiamo parlatodella quarta (e per ora ultima) transizione ener-

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I mega-trend che guidano la transizione energetica

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SICUREZZA ENERGETICA

PRIMA, SECONDA, TERZA E QUARTA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: AUMENTO DEI VOLUMI E MODIFICA DELLE MODALITÀ DI PRODUZIONE E INTERAZIONE TRA MACCHINA E UOMO

1800 1900

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7 CRESCITA DELLA POPOLAZIONE MONDIALECCRCRECRESCRESCCRESCICRESCITCRESCITACRESCITA CRESCITA DCRESCITA DECRESCITA DELCRESCITA DELLCRESCITA DELLACRESCITA DELLA CRESCITA DELLA PCRESCITA DELLA POCRESCITA DELLA POPCRESCITA DELLA POPOCRESCITA DELLA POPOLCRESCITA DELLA POPOLACRESCITA DELLA POPOLAZCRESCITA DELLA POPOLAZICRESCITA DELLA POPOLAZIOCRESCITA DELLA POPOLAZIONCRESCITA DELLA POPOLAZIONECRESCITA DELLA POPOLAZIONE CRESCITA DELLA POPOLAZIONE MCRESCITA DELLA POPOLAZIONE MOCRESCITA DELLA POPOLAZIONE MONCRESCITA DELLA POPOLAZIONE MONDCRESCITA DELLA POPOLAZIONE MONDICRESCITA DELLA POPOLAZIONE MONDIACRESCITA DELLA POPOLAZIONE MONDIALCRESCITA DELLA POPOLAZIONE MONDIALECRESCITA DELLA POPOLAZIONE MONDIALE

ANNI

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MITIGAZIONE DEL FENOMENO DEL CAMBIAMENTO CLIMATICO

ACCESSO ALL’ENERGIA,SUSTAINABLE DEVELOPMENT GOALS

RIDUZIONE DELL’IMPATTO AMBIENTALE(INQUINANTI LOCALI) NELLA PRODUZIONEE UTILIZZO DI FONTI DI ENERGIA

DIFFUSIONE DEL TRASPORTO DI MASSA

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2000 2100

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getica epocale iniziata nel XVIII secolo: lo svi-luppo industriale. In quell’occasione lo identi-ficammo come il principale motore di quel pro-cesso. L’aumento dei volumi di beni e serviziprodotti e il cambiamento delle modalità diproduzione per il mercato di massa innescatidalla prima, seconda e terza rivoluzione indu-striale hanno infatti impresso una chiara dire-zione al sistema energetico: ci hanno portatoal paradigma attuale caratterizzato da un ampioutilizzo di carbone, petrolio e gas naturale,fonti di energia facilmente trasportate, stoccatee utilizzate per la produzione di lavoro, caloreed energia, ma soprattutto disponibili in quantitàsufficienti a soddisfare un fabbisogno energeticoche è cresciuto a ritmi esponenziali nel corsodegli ultimi 150 anni. Poiché buona parte delmondo non ha ancora sperimentato uno sviluppoindustriale diffuso, possiamo ritenere che il

mega-trend non abbia esaurito la sua funzionepropulsiva e, continuando ad alimentare la cre-scita economica dei Paesi in via di sviluppo, in-nescherà a cascata un persistente aumentodel fabbisogno mondiale di energia.Alle prime tre rivoluzioni industriali, si sta oggiaggiungendo la quarta rivoluzione industriale,meglio conosciuta come rivoluzione della “di-gitalizzazione”. Possiamo definirla – in estremasintesi – come una nuova modalità di interazionetra macchine, uomo e dati resa possibile dauna sempre più ampia disponibilità di infor-mazioni digitali e dalla capacità di elaborarle,migliorando e in parte automatizzando moltiprocessi gestionali e decisionali. Gli espertiipotizzano che la quarta rivoluzione industrialeavrà un impatto elevato anche sul processo didecarbonizzazione del sistema energetico (unaltro mega-trend di cui parleremo in seguito) e

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ancora oggi. Spesso, infatti, tra i motivi a so-stegno di decisioni che favoriscono un piùampio utilizzo delle rinnovabili viene citata lamaggior sicurezza energetica che garantisconoqueste fonti di energia in quanto disponibili(quasi) ovunque, a differenza di petrolio e gasnaturale che creano dipendenza da importazionenei paesi privi o scarsi di risorse nazionali. IL TERZO MEGA-TREND è rappresentato dalladiffusione del trasporto di massa di persone emerci, un fenomeno che, come lo sviluppo in-dustriale, è ancora estraneo a molti paesi eavrà nei prossimi anni un impatto elevato sulfabbisogno complessivo di energia del mondo,in particolare sulla richiesta di fonti che sianoeconomiche e facilmente utilizzabili nel settoredei trasporti, date le tecnologie e le infrastrutturedisponibili.IL QUARTO MEGA-TREND è costituito dall’esi-genza di ridurre le emissioni di inquinanti a im-patto locale causate dalla produzione e dal-l’utilizzo delle fonti di energia. Questo importantemega-trend guida il sistema energetico già damolti decenni e – in particolare per i grandi im-pianti industriali o per i veicoli a motore – haportato all’introduzione di standard emissivisempre più severi e ha innescato importantiprocessi di innovazione tecnologica come quelliche hanno riguardato il settore dei trasporti(dai motori Euro 1 dei primi anni ’90 agli attualiEuro 6).Per completare lo scenario delle grandi tendenzeche potranno guidare l’evoluzione del sistemaenergetico nel corso di questo secolo, rimangonoda analizzare gli ultimi tre mega-trend: la miti-gazione del fenomeno del cambiamento clima-tico (ovvero la riduzione delle emissioni di gasserra), l’accesso universale all’energia e la cre-scita della popolazione.

più in generale sulla sostenibilità delle modalitàdi produzione di beni e servizi.IL SECONDO MEGA-TREND è rappresentatodalla sicurezza energetica, ovvero la garanziadi avere a disposizione un flusso stabile e affi-dabile nel tempo di energia adeguato a sostenerela crescita della domanda e a garantire il livellodi benessere raggiunto. Questo mega-trend era già in azione all’epocadella seconda transizione energetica epocalepiù di diecimila anni fa, quando l’uomo primi-tivo si trasformò da cacciatore e raccoglitorein allevatore e coltivatore (la “Rivoluzione agri-cola del neolitico”) proprio allo scopo di assi-curarsi un rifornimento sicuro e affidabile delleprincipali risorse energetiche di allora (cibo eforaggio). Nonostante siano passati migliaia di anni,questo mega-trend esercita il suo influsso

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© AGF

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Energia sostenibile per tutti, la sfida del secolo Tra i mega-trend che oggi guidano la transizione energetica, tre emergono per rilevanza e impatto: mitigazione del cambiamento climatico, accesso universale all’energia e crescita della popolazione mondiale

© DAVID CRISTIAN-UNSPLASH

Nel capitolo precedente, abbiamo iniziatoad analizzare alcune delle grandi tendenzeche potranno guidare l’evoluzione del si-

stema energetico nel corso dei prossimi anni.Per completare il quadro ci rimangono da ana-lizzare GLI ULTIMI TRE MEGA-TREND, cherappresentano probabilmente le più importantisfide del secolo per il mondo dell’energia.Il primo dei tre è la mitigazione del fenomenodel cambiamento climatico. È uno dei mega-trend più recenti, ma ha acquisito rapidamenteimportanza nelle agende dei decisori politici enotevole presa sulla pubblica opinione. Checos’è il cambiamento climatico? Cambiamentoclimatico e riscaldamento globale sono terminiusati per identificare due fenomeni semplicida descrivere ma la cui rappresentazione scien-tifica è molto complessa. Si tratta – in estremasintesi – dell’ipotesi che alcune attività del-l’uomo – in particolare, ma non solo, l’attualemodello di produzione e consumo di energia –siano la causa principale di un costante au-mento della temperatura terrestre e muta-mento del clima. La combustione delle fontifossili di energia (carbone, petrolio e gas na-turale) causa infatti l’emissione in atmosferadi anidride carbonica, uno dei gas definiti “gasad effetto serra” o “gas serra”. Questi gas sonoin grado di aumentare la capacità dell’atmo-sfera terrestre di trattenere l’energia ricevutadal sole, innescando un aumento della tempe-ratura e il cambiamento del clima. Se la crescitadelle emissioni di gas serra continuasse in fu-turo agli stessi ritmi degli ultimi decenni, la co-munità scientifica prevede che si possa inne-scare nel corso del secolo una variazioneelevata della temperatura e del clima, dannosaper l’uomo e l’ambiente. Poiché buona partedella crescita dei gas serra presenti in atmo-sfera è dovuta alle emissioni di anidride car-

bonica generate dall’attuale sistema energe-tico, si comprende facilmente come il temadella mitigazione dei cambiamenti climatici siastrettamente connesso a quello della transi-zione verso un nuovo sistema in grado di for-nire quantità crescenti di energia riducendoprogressivamente – e infine azzerando – leemissioni di gas serra. Sul fenomeno del cambiamento climatico c’èoggi grande attenzione sociale e politica e, siaa livello internazionale che nazionale, sonomolte le iniziative volte a favorire azioni per

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la lotta alla povertà energetica. Avere la possi-bilità di accedere a forme moderne di energiain quantità sufficiente non è solo un presuppostofondamentale per dare a tutti un’opportunitàdi crescita economica e sviluppo sociale, ma èspesso una questione di sopravvivenza. La povertà energetica affligge ancora oggi largaparte della popolazione mondiale: l’InternationalEnergy Agency stima che circa 1,1 miliardi dipersone non abbiano ancora oggi accesso al-l’energia elettrica e che circa 2,8 miliardi – il38% della popolazione mondiale e quasi il 50%della popolazione dei paesi in via di sviluppo –non abbiano accesso a forme di “clean cooking”.In sostanza, utilizzano biomasse come legno ecarbonella per cucinare il cibo in stufe nonidonee a essere impiegate in spazi chiusi enon ventilati. L’Organizzazione Mondiale dellaSanità stima che nel solo 2016 circa 3,8 milionidi morti premature siano dovute a questapratica. Garantire alle popolazioni più poveredel mondo l’accesso a fonti moderne di energiaè dunque un tema di grande rilevanza, tantoche le Nazioni Unite lo hanno inserito – assiemealla lotta al cambiamento climatico – tra i 17obiettivi dell’Agenda 2030 per uno svilupposostenibile. Questi obiettivi sono meglio cono-sciuti come i “Sustainable Development Goals”e il loro scopo è di porre fine alla povertà,ridurre l’ineguaglianza e favorire lo svilupposociale ed economico a livello mondiale. Giunti a questo punto, per completare lo scenariodelle forze che congiuntamente modellerannoil futuro sistema energetico non è possibilenon citare la crescita della popolazione mondiale,un fenomeno sottostante a tutti i mega-trendfinora evidenziati e che acuisce il loro impattoe la loro spinta al cambiamento. In effetti, tuttele forze in azione finora elencate sarebberosufficienti a innescare una nuova transizione

contrastarlo. Una delle più importanti è la Con-venzione delle Nazioni Unite sui cambiamenticlimatici (in inglese United Nations FrameworkConvention on Climate Change da cui l’acronimoUNFCCC), un trattato ambientale internazionaleil cui scopo è la riduzione delle emissioni deigas serra e che ha portato al noto accordo trapaesi preso in occasione della conferenza diParigi a fine 2015. Un altro mega-trend che si può inserire a pienotitolo tra le principali sfide del secolo del settoreenergetico è l’accesso universale all’energia e

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© ALTO CREW-UNSPLASH

energetica anche in assenza di un incrementodella popolazione mondiale. Già oggi l’elimi-nazione delle ineguaglianze esistenti nelle con-dizioni di vita delle popolazioni richiederebbeuna crescita globale sia dell’economia che delladisponibilità di energia; una crescita che – per

essere equa e sostenibile – dovrebbe esserecompatibile con gli obiettivi ambientali, climaticie sociali.Ma se a tutto ciò si aggiunge nuova popolazionecui dare l’opportunità di raggiungere un livellominimo di qualità della vita, la spinta si intensifica

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FIGURA 8. LA CRESCITA DELLA POPOLAZIONE MONDIALE

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Nazioni Unite per il secolo corrente. Come sivede dalla figura 8, nel caso intermedio – quelloche ha maggiori probabilità – dagli attuali 7miliardi di persone (o poco più) si passa nel2050 a circa 10 miliardi di persone e a 11,2miliardi nel 2100. In conclusione, esistono numerosi mega-trendche guidano la transizione energetica. Ognunodi questi, però, la guida in una direzione chepuò rivelarsi contrapposta a quella degli altri.Ad esempio, alcuni danno impulso a una crescitadella domanda di energia che – in assenza diun nuovo modello di produzione e consumo –continuerà a causare maggiori emissioni di gasserra, entrando in conflitto con gli obiettivi dialtri mega-trend. La prossima transizione ha dunque il difficilecompito di portarci verso un sistema energeticoin grado di rispondere a tutte le esigenze, ri-solvendo i problemi di conflitto. Il “concept”che orienta questa evoluzione è relativamentesemplice e può riassumersi in una frase sinteticama efficace: energia sostenibile per tutti. Maquali scelte e quali strumenti consentiranno ditradurlo in pratica? Conosciamo, infatti, le esi-genze a cui dare una risposta, ma rimangonoancora incerti i tempi e le tappe del complessopercorso di transizione verso la meta. Purtropponon sembra esserci un’unica soluzione o faciliscorciatoie se vogliamo dare una rispostaglobale e raggiungere tutti gli obiettivi, nonsolo alcuni di essi. Sarà necessario fare leva suun ampio mix di strumenti e puntare anchesulle nuove tecnologie che si renderanno di-sponibili nei prossimi anni. Questa ultima ri-flessione ci introduce a una delle questioni piùdiscusse: quali saranno i tempi della nuovatransizione energetica e cosa insegna la storiadel passato?

e, in parallelo, diventa ancor più sfidante la ri-cerca di un nuovo modello energetico che concilie risponda a tutte le esigenze. Per avere un’ideadella dimensione della crescita attesa della po-polazione e del suo potenziale impatto diamouno sguardo alle più recenti previsioni delle

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2060 2070 2080 2090 2100

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95% intervallo di previsione

Media

Stime

Fonte: Nazioni Unite

© GETTY

Al termine del capitolo precedente ci siamoposti alcune domande sui tempi del com-plesso percorso che ci porterà a un nuovo

paradigma energetico. Questo è uno dei temiprincipali su cui si concentra la discussione eche iniziamo ad affrontare.Per capire il futuro è sempre utile trarre inse-gnamento dal passato e, per osservare quantosuccesso nella quarta transizione, quella degliultimi centocinquanta anni che ci ha portatoall’attuale paradigma energetico, partiamo dauna analisi molto interessante proposta daVaclav Smil in una delle sue pubblicazioni.La sintesi dello studio è rappresentata dai

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Storicamente, ogni nuovafonte energetica che si èaggiunta alle precedenti ha impiegato decenni peraccrescere la propria quota di mercato. Saranno in grado le rinnovabili di smentire le leggi del passato?

L’incertezza sui tempi della transizione

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© ARCHIVIO ENI

grafici che vedete nella figura 9. I grafici sonoquattro: uno per il carbone, uno per il petrolio,uno per il gas naturale e uno per le fontimoderne di energia rinnovabile (eolico, solare,geotermico e bioenergie sostenibili). Carbone,

petrolio e gas naturale sono le principali fontidi energia su cui si è basata l’ultima transizioneenergetica. In questo ordine e in tempi successivihanno raggiunto la maturità commerciale esono arrivate al mercato dell’energia mondiale

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FIGURA 9. LA DIFFUSIONE DI UNA NUOVA FONTE DI ENERGIAHA SEMPRE RICHIESTO MOLTO TEMPO (ALMENO FINORA)

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CARBONEPercentuale del consumo mondiale di energia

L’asse orizzontale riporta gli anni successivi a quello in cui la fonte ha raggiunto la quota del 5% dei consumi mondiali di energiaescluse le rinnovabili moderneche nel 2017 sono pari solo al 3%.

PETROLIOPercentuale del consumo mondiale di energia

G

Fonte: Per carbone, petrolio e gas naturale dati da Vaclav Smil, "The Long Slow Rise of Solar and Wind", Scientific American, 2014; per rinnovabili moderne il dato 2017 è stima di International Energy Agency

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di energia, partendo dal momento in cui quellafonte ha raggiunto il livello del 5%.Ad esempio, il carbone ha raggiunto il 5% deiconsumi nel 1840 (dato di partenza della curva)e ha impiegato circa 35 anni a raggiungere la

conquistandone progressivamente quote cre-scenti.Ogni grafico riporta proprio l’evoluzione neltempo della quota percentuale della singolafonte sul totale mondiale dei consumi primari

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3%

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GAS NATURALEPercentuale del consumo mondiale di energia

RINNOVABILI MODERNE*Percentuale del consumo mondiale di energia

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[*] Solare, eolico, geotermico e biocombustibili

A Anni Anni

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quota del 25%, per poi superarla negli annisuccessivi. Non è che raggiungere la quota del5% sia stato un compito semplice: sono statinecessari quasi 100 anni precedenti al 1840(questa ultima informazione non è riportatanei grafici).In un secondo momento è arrivato il petrolio,che ha raggiunto la quota del 5% nel 1915,dopo più di 50 anni di crescita molto lenta. Perraggiungere il livello del 25% del totale deiconsumi di energia ha impiegato circa 40 anni. Infine è arrivato il gas naturale, che ha raggiunto

la quota del 5% nel 1930 (dopo quasi 60 annidi crescita) e ha impiegato circa 55 anni perarrivare al livello del 25%. Certamente, eranoaltri tempi e il progresso tecnologico non avevala dinamicità di oggi e non consentiva rapidicambi di rotta. Ma bisogna anche dire che iconsumi mondiali di energia erano di moltoinferiori a quelli attuali ed era più semplice ac-crescere le quote di mercato con incrementi li-mitati della quantità offerta. Infatti, se esami-niamo con attenzione questi primi tre grafici èpossibile fare una prima osservazione. Le curve

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Esaminiamo ora il quarto grafico a destra,quello relativo alle fonti rinnovabili moderne(eolico, solare, geotermico e biocombustibili).In molti ritengono che la transizione energeticadel secolo corrente si baserà su una rapidasostituzione delle fonti fossili con energiasolare o eolica, poiché queste fonti sono diffusee soprattutto prive di emissioni di anidridecarbonica e di inquinanti. Ma il loro livello di penetrazione – come ab-biamo già avuto modo di vedere – è ancorabasso, pari solo a circa il 3% (stima Internatio-nal Energy Agency) dei consumi totali di ener-gia primaria nel 2017. Se per queste nuovefonti di energia fosse confermata la regoladell’inclinazione decrescente della curva di dif-fusione, ci si potrebbe aspettare che impie-ghino ancora più tempo rispetto al passato perraggiungere una quota pari al 25% e superarla.In ogni caso, anche prendendo una velocità didiffusione media tra quelle del carbone, del pe-trolio e del gas naturale, se la storia passata siripetesse queste nuove fonti di energia impie-gherebbero alcuni decenni per conquistarequote elevate di consumo e spiazzare le fontiesistenti.Sul tema dei tempi della transizione c’è incer-tezza e discordanza di vedute. Infatti, c’è chidice che le caratteristiche peculiari delle nuovefonti rinnovabili faranno sì che le leggi del pas-sato non siano più valide: l’andamento dellaloro crescita rimarrà esponenziale per lungotempo e la conquista di quote crescenti di mer-cato sarà estremamente rapida. Ma vi è di-scussione anche sul fatto che le nuove fontirinnovabili siano la sola strada da percorrereper decarbonizzare e che solo sulla loro diffu-sione si debbano misurare tempi ed efficaciadella transizione.

dei primi tre grafici sono sempre meno inclinateman mano che si passa dalla prima alla terza.Ovvero man mano che passano gli anni e il si-stema energetico mondiale aumenta di dimen-sione, alla nuova fonte che si aggiunge alleprecedenti (e in parte le sostituisce) occorresempre più tempo per accrescere la propriaquota di mercato. Gli anni impiegati dalle trefonti fossili per passare dal 5% al 25% (35 peril carbone, 40 per il petrolio e 55 per il gas)sembrerebbero confermare questa osserva-zione.

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Sono ancora valide le leggi del passato suitempi della transizione energetica? Su qualifonti di energia si dovranno misurare tempi

ed efficacia della nuova transizione? Le domandesono di grande attualità e le risposte fornitedai partecipanti al dibattito che hanno innescatoriflettono le differenti opinioni. In questo capitoloesaminiamo alcune delle principali argomen-tazioni che alimentano la discussione. In effetti,c’è chi dice che le caratteristiche peculiari dellenuove fonti rinnovabili faranno sì che la lorocrescita continuerà ad essere esponenziale e

I diversi punti di vista: c’è chi dice che la crescitaesponenziale delle nuovefonti rinnovabili saràinevitabile e chi sostiene unamaggior prudenza sui tempidella loro diffusione a favoredi un utilizzo di un più ampiospettro di soluzioni per la decarbonizzazione

Tempi e percorsi dellatransizioneenergetica

© RYJOGI IWATA-UNSPLASH

che la conquista di quote crescenti dei consumienergetici mondiali sarà estremamente rapida,trasformandole in breve tempo nelle protagonisteassolute sia della fase di transizione sia delnuovo paradigma energetico cui ci porterà que-sto processo. I motivi a supporto di questa po-

sizione sono sostanzialmente due. Il primo èche lo sviluppo tecnologico di fotovoltaico edeolico sarà sempre più paragonabile a quellodei beni di consumo elettronici, in quanto tec-nologie basate su componenti elettroniche.Pertanto, il miglioramento delle prestazioni se-

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FIGURA 10. ESEMPIO DI ANDAMENTO ESPONENZIALE DELLA LEGGE DI MOOREAPPLICATA ALLA CAPACITÀ DI ELABORAZIONE DEI COMPUTER

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Perché è così importante questa legge e cosadice? La legge di Moore (vedi figura 10) prendeil nome dal suo ideatore, un ingegnere dellaIBM che ha osservato come – negli ultimi 50anni – all’incirca ogni 24 mesi il numero deitransistor di un circuito sia raddoppiato, fa-

guirà l’andamento esponenziale della legge diMoore e avrà in breve tempo un notevoleimpatto in termini di riduzione di costo, di com-petitività, di flessibilità di utilizzo e infine di ve-locità di diffusione sul mercato. Proprio comecapitato ai computer, ai cellulari e ai tablet.

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© NIKOLAI JUSTESEN-UNSPLASH

cendo raddoppiare la performance dei proces-sori dei computer ogni 18 mesi. Pur essendouna legge osservata su un settore specifico, èutilizzata spesso come un paradigma di valoregenerale che caratterizza tutte le tecnologiemoderne. In questo modo si giustificano leaspettative di un rapido miglioramento delleloro prestazioni e di una diffusione molto piùrapida e pervasiva rispetto a quanto avvenutocon le tecnologie del passato. Il secondo motivoè che la principale leva della nuova transizioneenergetica sarà quella normativa. Pertanto, ob-blighi di legge e incentivi potrebbero accelerarei tempi di diffusione delle nuove fonti rinnova-bili, indipendentemente dai progressi tecnolo-gici e dalla competitività di costo. Un differentepunto di vista è quello di chi sostiene posizionipiù prudenti sia sui tempi della transizione chesulla semplicità del processo di diffusione dellenuove fonti rinnovabili. La validità della leggedi Moore – almeno finora – non si è dimostratauniversale. Nel caso specifico del mercato ener-getico, la complessità della diffusione di nuovefonti rimane un tema attuale e reale con cui cisi deve inevitabilmente confrontare. La primaargomentazione è che, proprio come avvenutoin passato, anche la diffusione delle nuove fontinecessita di una “pluralità di transizioni”. In-fatti, la crescita elevata delle rinnovabili è unfenomeno che riguarda – al momento – preva-lentemente la generazione elettrica e conse-guentemente ha impatto nei settori dove si con-suma elettricità. Per estendere il fenomeno atutto il sistema energetico, la “transizione difonte” (da fossile a eolico e fotovoltaico) do-vrebbe essere accompagnata da un processodi elettrificazione di tutti i settori che consu-mano energia, un processo non semplice daportare a termine. Si pensi – a titolo di esempio– al problema della elettrificazione dei veicoli

per trasporto merci su strada o degli aerei. Inol-tre, la crescente diffusione di impianti di gene-razione eolici e fotovoltaici comporta problemidi stabilità della rete in quanto sono fonti nonprogrammabili e intermittenti: quando cala ilvento o il sole non c’è o è oscurato da nubi laloro produzione di energia elettrica diminuisceo si arresta e deve essere sostituita o da quelladi altre produzioni programmabili o da quellafornita da sistemi che l’hanno in precedenzastoccata. Per questo motivo, se non sarà accompagnatadalla crescita e dalla maggiore competitivitàdei sistemi di stoccaggio energetico, la gestionedella integrazione di eolico e fotovoltaico nelle

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di utilizzare le fonti di energia attualmente piùdiffuse – gli idrocarburi – riducendo le loroemissioni di gas serra e il loro impatto ambien-tale, anche queste fonti possono essere utilizzatein un contesto di progressiva decarbonizzazionedel sistema energetico. Se lo scopo è di seguirefin da subito un percorso di transizione plausibilee idoneo a conseguire i molteplici risultatiattesi, l’utilizzo della pluralità di strumenti giàoggi disponibili potrebbe essere la soluzioneideale. In effetti, consentirebbe alle stesse fontirinnovabili di crescere in funzione sia del lorosviluppo tecnologico che del progresso dellemolteplici transizioni richiesto, evitando chetempi di diffusione superiori a quelli attesi pos-sano compromettere il raggiungimento degliobiettivi finali. Alcuni esempi di questi strumenti sono: l’utilizzodel gas naturale al posto del carbone attualmenteconsumato nel settore della generazione elettrica(solo questa misura consentirebbe di dimezzarei gas serra emessi per ogni kilowattora sosti-tuito); l’installazione di sistemi che catturanoe utilizzano o stoccano in luoghi sicuri l’anidridecarbonica prodotta dagli impianti di combu-stione; l’utilizzo di nuove miscele di idrocarburie biocombustibili prodotti da alghe o da rifiuticome scarti agricoli e scarti alimentari (economiacircolare). Con queste ultime riflessioni siamo giunti altermine del percorso che, partendo dall’analisidei fattori che hanno caratterizzato le transizionienergetiche nelle diverse fasi storiche, ci haportato al dibattito attuale sollevato dallenuove e complesse sfide che ci attendono:trovare la soluzione non è semplice ma non èimpossibile e richiede un grande impegno daparte di tutti, sia di chi produce energia sia dichi la consuma.

reti elettriche sarà un processo complesso de-stinato a pesare sui tempi. In ogni caso, anchelo sviluppo dei sistemi di stoccaggio energeticodovrà essere oggetto di attenta valutazione: letecnologie su cui più si punta, quelle basatesulle batterie al litio, attualmente non sonoesenti da importanti impatti ambientali e daelevati livelli di emissioni di gas serra associatialla loro costruzione. Un’altra argomentazioneriguarda il fatto che l’obiettivo di uno dei prin-cipali mega-trend alla base della nuova transi-zione è di decarbonizzare il sistema energeticoe non di promuovere la rapida diffusione dinuove fonti di energia. Pertanto, poiché esistonogià oggi strumenti e tecnologie che consentono

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Indice

Introduzione .......................................................................... 2

La formula del nuovo paradigma ............................................ 7

Le rivoluzioni del passato...................................................... 12

Alla vigilia di una nuova era .................................................. 18

All’origine della transizione energetica: i mega-trend.......... 24

Energia sostenibile per tutti, la sfida del secolo .................. 31

L’incertezza sui tempi della transizione .............................. 36

Tempi e percorsi della transizione energetica ...................... 43

Che cos’è una transizione energetica? Quali nuove sfide deve affrontare

il sistema energetico? Queste domande alimentano una discussione vivace

sul futuro dell’energia. Ma la transizione energetica è un processo complesso

e per seguire il dibattito è utile approfondire i meccanismi che lo governano.

Attraverso un percorso a tappe, che parte dalle esperienze del passato

e arriva a temi di attualità come la decarbonizzazione e l’accesso universale

all’energia, il libro fornisce gli elementi di base per comprendere i processi

che guidano il mondo dell’energia nella ricerca di un modello sostenibile

di produzione e consumo.

GIUSEPPE SAMMARCO Laureato in Economia e Commercio all’Università di Venezia, ha iniziato a lavorare nel 1991 alla Fondazione Eni Enrico Mattei come esperto di economia dell’ambiente ed economia dell’energia. Attualmente è responsabile dell’unità “Energy Sector Integrated Technical Studies”di Eni, con il compito di coordinare l’elaborazione di studi su temi inerenti le tecnologie e l’evoluzione dei mercati dell’energia.