Il Cammino Verso il Net Zero: Un Percorso per il Settore del Fotovoltaico
Nel 2021, l’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA) ha pubblicato il suo storico rapporto “Net Zero by 2050: A Roadmap for the Global Energy Sector”. Da allora, il settore energetico ha visto importanti cambiamenti.
Basandoci sui dati più recenti relativi alle tecnologie, ai mercati e alle politiche, questo rapporto presenta una versione aggiornata dello Scenario Net Zero Emissions by 2050 (NZE); un percorso, ma non l’unico, per il settore energetico per raggiungere le emissioni nette di CO2 zero entro il 2050 e contribuire, in quanto maggiore fonte di emissioni di gas serra, al raggiungimento dell’obiettivo di 1,5 °C.
Il cammino verso 1,5 °C si è ristretto, ma la crescita dell’energia pulita lo tiene aperto. Agosto 2023 è stato il mese più caldo mai registrato, con un ampio margine rispetto a qualsiasi mese precedente dopo luglio 2023. Gli impatti dei cambiamenti climatici diventano sempre più frequenti e gravi, e le avvertenze scientifiche sui pericoli dell’attuale percorso sono più forti che mai.
Le emissioni globali di biossido di carbonio (CO2) dal settore energetico hanno raggiunto un nuovo record di 37 miliardi di tonnellate (Gt) nel 2022, con un aumento dell’1% rispetto al periodo precedente alla pandemia, ma dovrebbero raggiungere il loro picco in questo decennio. La velocità di diffusione delle tecnologie chiave per l’energia pulita fa sì che l’IEA preveda ora che la domanda di carbone, petrolio e gas naturale raggiungerà il picco in questo decennio anche senza nuove politiche climatiche. Questo è incoraggiante, ma non sufficiente per raggiungere l’obiettivo di 1,5 °C.
I sviluppi positivi degli ultimi due anni includono l’installazione di impianti fotovoltaici e le vendite di auto elettriche che seguono le tappe stabilite nel nostro rapporto Net Zero by 2050 del 2021. In risposta alla pandemia e alla crisi energetica globale causata dall’invasione dell’Ucraina da parte della Russia, i governi di tutto il mondo hanno annunciato una serie di misure volte a promuovere l’adozione di varie tecnologie per l’energia pulita. L’industria si sta rapidamente attrezzando per fornirne molte. Se attuate completamente, le attuali espansioni della capacità di produzione annunciate per i pannelli solari fotovoltaici e le batterie sarebbero sufficienti a soddisfare la domanda entro il 2030 in questa versione aggiornata dello Scenario NZE.
Abbiamo gli strumenti necessari per procedere più rapidamente. L’incremento delle energie rinnovabili, il miglioramento dell’efficienza energetica, la riduzione delle emissioni di metano e l’aumento dell’elettrificazione con le tecnologie disponibili oggi consentono di ottenere oltre l’80% delle riduzioni delle emissioni necessarie entro il 2030. Le azioni chiave richieste per piegare drasticamente la curva delle emissioni entro il 2030 sono ben comprese, spesso più convenienti dal punto di vista dei costi e si stanno verificando ad un ritmo sempre più accelerato. L’espansione dell’energia pulita è il principale fattore dietro una riduzione della domanda di combustibili fossili di oltre il 25% in questo decennio nello Scenario NZE. Ma politiche ben progettate, come il ritiro anticipato o la riconversione delle centrali elettriche a carbone, sono fondamentali per facilitare il calo della domanda di combustibili fossili e creare spazio aggiuntivo per l’energia pulita. Nello Scenario NZE, la forte crescita dell’energia pulita e altre misure politiche portano a una diminuzione delle emissioni di CO2 del settore energetico del 35% entro il 2030 rispetto al 2022.
Le energie rinnovabili e l’efficienza sono fondamentali per ridurre la domanda di combustibili fossili. Triplicare la capacità globale installata di energie rinnovabili a 11.000 gigawatt entro il 2030 fornisce le maggiori riduzioni delle emissioni entro il 2030 nello Scenario NZE. Le fonti di energia elettrica rinnovabile, in particolare l’energia solare fotovoltaica e l’energia eolica, sono ampiamente disponibili, ben comprese e spesso di rapida realizzazione e convenienti dal punto di vista dei costi. Le attuali impostazioni delle politiche mettono già le economie avanzate e la Cina sulla strada per raggiungere l’85% del loro contributo a questo obiettivo globale, ma sono necessarie politiche più forti e un sostegno internazionale in altri paesi emergenti e in via di sviluppo. Per tutti i paesi, accelerare le autorizzazioni, estendere e modernizzare le reti elettriche, affrontare i colli di bottiglia della catena di approvvigionamento e integrare in modo sicuro le energie rinnovabili variabili sono cruciali.
Raddoppiare il tasso annuale di miglioramento dell’efficienza energetica entro il 2030 nello Scenario NZE consente di risparmiare l’equivalente energetico di tutto il consumo di petrolio nel trasporto su strada di oggi, riduce le emissioni, aumenta la sicurezza energetica e migliora l’accessibilità economica. Sebbene la composizione delle priorità possa variare da paese a paese, a livello globale il miglioramento dell’efficienza energetica deriva da tre azioni altrettanto importanti: il miglioramento dell’efficienza tecnica di apparecchiature come motori elettrici e condizionatori d’aria; il passaggio a combustibili più efficienti, in particolare l’elettricità, e soluzioni di “cottura pulita” nei paesi a basso reddito; e l’uso più efficiente dell’energia e dei materiali.
Queste due azioni riducono la domanda di combustibili fossili, consentendo il rispetto continuo di un traguardo chiave del nostro rapporto del 2021: la fine immediata delle nuove approvazioni delle centrali a carbone non abbattuto. L’accelerazione dell’elettrificazione e la riduzione del metano sono altrettanto essenziali. Tecnologie in espansione come i veicoli elettrici e le pompe di calore guidano l’elettrificazione in tutto il sistema energetico, contribuendo a circa un quinto delle riduzioni delle emissioni entro il 2030 nello Scenario NZE. La crescita recente mette le vendite di auto elettriche sulla strada per rappresentare i due terzi delle nuove vendite di auto entro il 2030, un traguardo critico nello Scenario NZE. Gli obiettivi di produzione annunciati dai produttori di auto sottolineano che questa alta quota è realizzabile. Le vendite di pompe di calore sono aumentate del 11% a livello globale nel 2022 e molti mercati, in particolare nell’Unione Europea, sono già in linea con il tasso di crescita annuale di circa il 20% necessario fino al 2030 nello Scenario NZE. La Cina rimane il più grande mercato al mondo per le pompe di calore.
Ridurre le emissioni di metano dal settore energetico del 75% entro il 2030 rappresenta una delle opportunità a minor costo per limitare il riscaldamento globale a breve termine. Riduzioni significative delle emissioni di CO2 e di metano del settore energetico sono essenziali per raggiungere l’obiettivo di 1,5 °C. Senza sforzi per ridurre le emissioni di metano dalla fornitura di combustibili fossili, le emissioni di CO2 del settore energetico globale dovrebbero raggiungere lo zero netto intorno al 2045, con importanti implicazioni per le vie equamente distribuite. Ridurre le emissioni di metano dalle operazioni di estrazione di petrolio e gas naturale del 75% costa circa 75 miliardi di dollari in spese cumulative fino al 2030, equivalenti a soli il 2% del reddito netto ottenuto dall’industria del petrolio e del gas nel 2022. Gran parte di questo sarebbe accompagnato da risparmi netti attraverso la vendita del metano catturato.
L’innovazione sta già fornendo nuovi strumenti e riducendo i loro costi. Nello Scenario NZE del 2021, le tecnologie non disponibili sul mercato al momento della rilevazione, fornivano quasi la metà delle riduzioni delle emissioni necessarie entro il 2050 per raggiungere lo zero netto; questo numero è sceso a circa il 35% in questa versione aggiornata. Il progresso è stato rapido: ad esempio, la prima commercializzazione delle batterie al sodio è stata annunciata per il 2023 e sono in corso dimostrazioni su larga scala di elettrolizzatori a idrogeno a ossido solido.
Ma dobbiamo ancora fare molto di più, in particolare riguardo all’infrastruttura. Al giorno d’oggi, gran parte del momentum riguarda tecnologie pulite per l’energia come i pannelli solari fotovoltaici e le batterie, ma da sole non sono sufficienti a garantire emissioni zero nette. Sarà anche necessario: nuove reti di infrastrutture più grandi, più intelligenti e riadattate; grandi quantità di carburanti a basse emissioni; tecnologie per catturare il CO2 dai camini e dall’atmosfera; più energia nucleare; e grandi aree di terra per le energie rinnovabili.
Le reti di trasmissione e distribuzione dell’elettricità devono espandersi di circa 2 milioni di chilometri all’anno entro il 2030 per soddisfare le esigenze dello Scenario NZE. La costruzione delle reti oggi può richiedere più di un decennio, con le autorizzazioni che rappresentano un ostacolo particolarmente lungo. Lo stesso vale per altri tipi di infrastrutture energetiche. I legislatori, l’industria e la società civile devono lavorare insieme per promuovere una mentalità “costruisci in grande” e accelerare la presa di decisioni, pur preservando il coinvolgimento pubblico e rispettando le salvaguardie ambientali.
La cattura, l’utilizzo e lo stoccaggio del carbonio (CCUS), l’idrogeno e i combustibili a base di idrogeno, e la bioenergia sostenibile sono fondamentali per raggiungere le emissioni zero nette; è necessario un progresso rapido entro il 2030. La storia del CCUS è stata in gran parte caratterizzata da prestazioni insufficienti. Sebbene il recente aumento di progetti annunciati per il CCUS e l’idrogeno sia incoraggiante, la maggior parte di essi deve ancora raggiungere una decisione finale di investimento e ha bisogno di ulteriore sostegno politico per aumentare la domanda e facilitare la creazione di nuova infrastruttura abilitante.
L’aumento degli investimenti nell’energia pulita nei paesi in via di sviluppo è vitale. Il mondo sta per investire un record di 1,8 trilioni di dollari in energia pulita nel 2023: questa cifra dovrebbe salire a circa 4,5 trilioni di dollari all’anno entro i primi anni 2030 per essere in linea con il nostro percorso. Gli investimenti nell’energia pulita si ripagano nel tempo attraverso bollette energetiche più basse. Entro il 2050, gli investimenti nel settore energetico e le bollette energetiche sono inferiori rispetto ad oggi come quota del PIL globale. Il salto più grande negli investimenti in energia pulita è necessario nelle economie emergenti e nei paesi in via di sviluppo diversi dalla Cina, dove cresce sette volte nei primi anni 2030 nello Scenario NZE. Ciò richiederà politiche nazionali più forti insieme a un sostegno internazionale migliorato ed efficace. Il finanziamento agevolato annuale per l’energia pulita nei paesi emergenti e in via di sviluppo dovrà raggiungere circa 80-100 miliardi di dollari entro i primi anni 2030.
Con l’espansione dell’energia pulita e il calo della domanda di combustibili fossili nello Scenario NZE, non c’è bisogno di investire in nuovi progetti di carbone, petrolio e gas naturale. Politiche rigorose ed efficaci nello Scenario NZE promuovono la diffusione dell’energia pulita e riducono la domanda di combustibili fossili di oltre il 25% entro il 2030 e l’80% entro il 2050. La domanda di carbone scende da circa 5.800 milioni di tonnellate equivalenti di carbone (Mtce) nel 2022 a 3.250 Mtce entro il 2030 e a circa 500 Mtce entro il 2050. La domanda di petrolio scende da circa 100 milioni di barili al giorno (mb/g) a 77 mb/g entro il 2030 e 24 mb/g entro il 2050. La domanda di gas naturale scende da 4.150 miliardi di metri cubi (bcm) nel 2022 a 3.400 bcm entro il 2030 e 900 bcm entro il 2050. Nello Scenario NZE, non sono necessari nuovi progetti a lungo termine per l’approvvigionamento di petrolio e gas e nemmeno nuove miniere di carbone, estensioni delle miniere o nuove centrali a carbone non abbattuto. Tuttavia, è necessario continuare a investire negli asset petroliferi e gassiferi esistenti e nei progetti già approvati. La sequenza tra il declino degli investimenti nell’approvvigionamento di combustibili fossili e l’aumento degli investimenti in energia pulita è fondamentale per evitare picchi di prezzi dannosi o eccessi di approvvigionamento.
La diminuzione della domanda e dell’approvvigionamento di combustibili fossili riduce i rischi tradizionali per la sicurezza energetica, ma non li elimina, soprattutto in un ambiente geopolitico complesso e con bassa fiducia. Nello Scenario NZE, i produttori ad alto costo sono spinti fuori da un mercato in declino e l’approvvigionamento comincia a concentrarsi in grandi paesi ricchi di risorse il cui mercato è particolarmente vulnerabile al processo di cambiamento. Tuttavia, i tentativi dei governi di dare la priorità alla produzione nazionale devono riconoscere il rischio di consolidare le emissioni che potrebbero spingere il mondo oltre la soglia di 1,5 °C; e che, se il mondo riuscirà a ridurre rapidamente la domanda di combustibili fossili al fine di raggiungere le emissioni zero nette entro il 2050, i nuovi progetti dovranno affrontare notevoli rischi commerciali.
La transizione verso le emissioni zero nette deve essere sicura ed economica. È necessario prestare particolare attenzione al colmare il divario in crescita tra domanda e offerta di minerali critici. I progetti minerari annunciati per minerali come il nichel e il litio non sono sufficienti a coprire la crescente domanda nello Scenario NZE entro il 2030. Nuovi progetti, tecniche di estrazione innovative, un maggiore riciclo e una progettazione efficiente dei materiali possono contribuire a colmare questo divario. Gli straordinari progressi nelle catene di approvvigionamento delle tecnologie per l’energia pulita hanno tenuto aperta la strada alle emissioni zero nette, ma sono stati accompagnati da una grande concentrazione geografica. L’estrazione e la raffinazione di minerali critici sono anch’esse altamente concentrate. Ciò presenta un aumento del rischio di interruzione, ad esempio da tensioni geopolitiche, eventi meteorologici estremi o semplici incidenti industriali. Sebbene catene di fornitura più diverse e resistenti siano altamente desiderabili, il ritmo a cui l’energia pulita deve crescere sarà ancora più difficile da raggiungere senza catene di fornitura aperte.
Poiché l’elettricità diventa il “nuovo petrolio” del sistema energetico globale nello Scenario NZE, le forniture di elettricità sicure diventano ancora più importanti. L’enorme aumento della necessità di flessibilità del sistema elettrico richiede una crescita massiccia dello stoccaggio di energia delle batterie e delle risposte alla domanda, delle reti di trasmissione e distribuzione espandibili, moderne e sicure dal punto di vista cibernetico, e una capacità a basse emissioni di CO2, tra cui centrali a combustibili fossili con CCUS, idroelettriche, biomassa, nucleari e centrali basate su idrogeno e ammoniaca.
Entro il 2030 nello Scenario NZE, la spesa totale delle famiglie per l’energia nei paesi emergenti e in via di sviluppo diminuisce del 12% rispetto al livello attuale, e ancora di più nelle economie avanzate. La diminuzione riflette ampi risparmi energetici e di costo derivanti dall’efficienza energetica e dall’elettrificazione. Tuttavia, i legislatori devono sostenere le famiglie, in particolare quelle a basso reddito, per far fronte ai costi iniziali spesso più elevati delle tecnologie per l’energia pulita.
Non esiste una via di cooperazione internazionale a basso costo per limitare il riscaldamento a 1,5 °C e nemmeno una via lenta. Entro il 2035, le emissioni devono diminuire dell’80% nelle economie avanzate e del 60% nelle economie emergenti e in via di sviluppo rispetto al livello del 2022. Le attuali Contributi Nazionali Determinati non sono in linea con gli impegni di emissioni zero nette degli stessi paesi e tali impegni non sono sufficienti a mettere il mondo su un percorso verso le emissioni zero nette entro il 2050. La COP28 e il primo Global Stocktake nell’ambito dell’Accordo di Parigi nel 2027 devono fornire una nuova e più forte base di impegni di emissioni, in particolare per il periodo dal 2030 al 2035.
Nel settore dell’energia solare fotovoltaica, occorre un forte aumento della capacità di produzione. Le capacità installate di energia solare fotovoltaica devono crescere a livello globale a un ritmo accelerato per soddisfare la crescente domanda di energia pulita. Per raggiungere gli obiettivi di emissione netta zero entro il 2050, è necessario triplicare o addirittura quadruplicare la capacità di produzione di pannelli solari fotovoltaici entro il 2030. Ciò richiede uno sforzo globale per aumentare la capacità di produzione di pannelli solari e migliorare le tecnologie, riducendo al contempo i costi di produzione.
Inoltre, l’espansione del settore del fotovoltaico richiede investimenti nell’infrastruttura, compresi sistemi di distribuzione e archiviazione dell’energia. Questo può comportare la costruzione o l’aggiornamento di reti elettriche per gestire l’energia prodotta da impianti fotovoltaici su larga scala. Inoltre, lo sviluppo di soluzioni di archiviazione dell’energia, come le batterie, è cruciale per garantire che l’energia solare possa essere utilizzata in modo efficiente durante la notte o in condizioni nuvolose.
Gli incentivi governativi e le politiche chiare possono svolgere un ruolo importante nel promuovere l’espansione del settore del fotovoltaico. Ciò può includere incentivi finanziari per gli investimenti in impianti solari, incentivi fiscali, politiche di tariffa di alimentazione garantita e standard energetici rinnovabili obbligatori. Inoltre, la semplificazione dei processi di autorizzazione per l’installazione di impianti solari può accelerare la crescita del settore. La ricerca e lo sviluppo di nuove tecnologie solari più efficienti possono contribuire a ridurre i costi e migliorare l’efficienza dei pannelli solari.
L’espansione del settore del fotovoltaico non riguarda solo la produzione di energia elettrica pulita ma può anche creare posti di lavoro e promuovere la sostenibilità economica. Le aziende coinvolte nella produzione e nell’installazione di pannelli solari e tecnologie solari correlate possono beneficiare di una domanda in crescita. Inoltre, l’energia solare può ridurre i costi dell’elettricità e ridurre la dipendenza dai combustibili fossili, contribuendo così a ridurre l’impatto delle fluttuazioni dei prezzi del petrolio e del gas.
Il cammino verso un futuro a zero emissioni di carbonio è una sfida globale che richiede una cooperazione su vasta scala tra governi, industria e società civile. L’espansione del settore del fotovoltaico svolge un ruolo chiave in questo sforzo, contribuendo in modo significativo alla riduzione delle emissioni di CO2 e all’adozione di fonti di energia pulita. Tuttavia, è importante notare che il settore del fotovoltaico da solo non può risolvere il problema delle emissioni di carbonio. È necessario adottare un approccio olistico che comprenda l’efficienza energetica, l’elettrificazione, la riduzione delle emissioni di metano e altre azioni politiche e tecnologiche per affrontare in modo completo il problema dei cambiamenti climatici.
Estratto dall’executive summary del “Net Zero Roadmap – A Global Pathway toKeep the 1.5 °C Goal in Reach” aggiornato al 2023.
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