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Cambiamento climatico ed energia: Abbiamo bisogno di una grande barca

20 gennaio 2017

Forse ricorderete una scena del film Lo squalo in cui il capo della polizia locale, dopo aver visto da vicino il gigantesco squalo da dietro il ponte, torna nella cabina di pilotaggio per osservare: "Avrete bisogno di una barca più grande".

Eliminare tutto il carbonio dal sistema sarebbe già abbastanza difficile se la domanda mondiale di energia fosse piatta. Ma il consumo mondiale di energia è destinato a crescere di oltre la metà fino al 2050. La domanda di energia aumenterà ancora di più quando centinaia di milioni di persone avranno accesso alla rete e altri miliardi inizieranno a consumare a livello urbano. Avremo bisogno di un sistema energetico a zero emissioni di carbonio molto più grande di quello attuale, alimentato per l'85% da combustibili fossili. Le conseguenze dello status quo sono evidenti: non abbiamo alcuna possibilità di raggiungere i nostri obiettivi climatici.Nel cambiamento climatico, abbiamo raggiunto il momento della "barca più grande". L'Accordo di Parigi del dicembre 2015 ha impegnato 195 nazioni a limitare il riscaldamento globale a 2,0 gradi Celsius, con un ulteriore obiettivo di 1,5 gradi. Ciò implica l'eliminazione delle emissioni di carbonio dal sistema energetico mondiale subito dopo il 2050. Considerati i lunghi tempi necessari per la pianificazione delle infrastrutture energetiche, si tratta praticamente di domani.

In teoria abbiamo molte opzioni: efficienza energetica, energie rinnovabili, energia nucleare avanzata, cattura del carbonio e rimozione del carbonio dall'atmosfera. Ma ognuna di queste opzioni è, in termini relativi, nelle fasi iniziali o si scontra con reali barriere di scala e di costo. La maggior parte degli studi, dal Gruppo intergovernativo di esperti sul cambiamento climatico al progetto delle Nazioni Unite Deep Decarbonization Pathways Project, fino al recente documento dell'amministrazione Obama Strategia di metà secolo e il Progetto Risky Businesshanno per questo motivo sollecitato un una barca molto una barca molto grande che utilizzi "tutte le strategie".

Un breve giro d'orizzonte ci suggerisce il perché:

  • L'efficienza energetica è migliorata in modo significativo dagli anni '70. Ma ulteriori miglioramenti sostanziali dell'efficienza sono già ipotizzati nelle cifre di crescita sopra citate. Sebbene alcuni studi abbiano suggerito la possibilità di mantenere inalterata la domanda globale di energia mentre l'economia raddoppia, essi presuppongono tassi di miglioramento dell'efficienza nell'uso finale del 3-4% all'anno, mentre l'effettivo miglioramento dell'efficienza globale nell'uso finale è stato in media dell'1%. Inoltre, recenti test sul campo hanno suggerito che le prestazioni dell'efficienza energetica non sempre corrispondono alle ottimistiche stime ingegneristiche. Un grande patrimonio, certo. Ma le aspettative gonfiate potrebbero portarci al fallimento.
  • La cattura del carbonio è stata dimostrata commercialmente nel settore industriale (principalmente raffinazione e prodotti chimici) per decenni, e la sua applicazione all'energia elettrica su scala commerciale è ora in corso. Il progetto Petra Nova in Texas, un retrofit di una centrale a carbone che riduce le emissioni di carbonio del 90%, sta entrando in funzione nel 2017 sotto il budget. Inoltre, vicino a Houston, è in costruzione una centrale elettrica a gas pilota che elimina la maggior parte delle emissioni di carbonio a costo zero. In tutto il mondo, 21 progetti CCS sono in funzione o in costruzione nel settore energetico o industriale. Si tratta di tecnologie promettenti, ma dovremo dimostrare che possono essere economicamente vantaggiose su scala commerciale - e non è mai una buona idea affidarsi a una sola famiglia di tecnologie.
  • Le energie rinnovabili come l'eolico e il solare costituiranno indubbiamente una parte consistente della strategia di decarbonizzazione, ma le affermazioni secondo le quali esse possono fornire tutto o la maggior parte la maggior parte del fabbisogno fabbisogno globale di energia elettrica a costi ragionevoli dovrebbero essere considerate con grande cautela. Una serie di studi dettagliati, condotti dalla National Oceanic and Atmospheric Administration, dall'Europe's Zero Emissions Platform, dal National Renewable Energy Laboratory e da altri, hanno dimostrato che, anche con una trasmissione illimitata e senza vincoli, i sistemi elettrici ad altissima intensità di rinnovabili continueranno a richiedere molta energia ferma e dispacciabile a zero emissioni di carbonio per le settimane e persino i mesi in cui l'eolico e il solare non sono disponibili su scala, e che l'accumulo di batterie non è in grado di far fronte adeguatamente alle carenze settimanali e stagionali. Questo sistema parallelo di capacità continua aumenterà notevolmente i costi. Anche la costruzione fisica non può essere ipotizzata a cuor leggero. Un recente studio che chiedeva il 100% di energia rinnovabile negli Stati Uniti prevedeva, tanto per cominciare, che ogni Stato costiero avrebbe avuto 72 parchi eolici offshore delle dimensioni del progetto Cape Wind, non ancora realizzato, e che ogni Stato avrebbe ospitato 50 parchi eolici terrestri delle dimensioni di Tehachapi. In breve, le energie rinnovabili sono un'opzione promettente ma, come singola strategia, presentano un rischio sostanziale di non raggiungere i nostri obiettivi di soluzione climatica.
  • L'energia nucleare fornisce, dopo l'energia idroelettrica, la maggior parte dell'elettricità senza emissioni di carbonio del mondo. Grazie al rapido sviluppo dell'energia nucleare negli anni '70 e '80, la Francia è l'unica nazione industriale che si avvicina agli obiettivi di emissione del settore energetico previsti dall'Accordo di Parigi. Ma per ragioni ben documentate, è improbabile che si ripeta un aumento di scala in stile francese con l'attuale tecnologia nucleare raffreddata ad acqua. È tipicamente più costosa della generazione a combustibili fossili, il che la rende una scelta difficile per la produzione di energia nei Paesi in via di sviluppo; è più lenta da costruire rispetto al carbone o al gas; e la necessità di un contenimento ad acqua pressurizzata implica grandi quantità di cemento, acciaio e lunghi tempi di costruzione con relativi costi di finanziamento. È in fase di sviluppo una nuova generazione di progetti non ad acqua leggera che potrebbe risolvere questi problemi. L'uso di refrigeranti alternativi semplifica e riduce sostanzialmente le dimensioni di questi impianti, consentendo di produrli in serie a costi inferiori come gli aerei, anziché costruirli faticosamente in loco. Molti di essi hanno cicli di combustibile che richiedono un'attenzione molto minore da parte del Paese ospitante e flussi di rifiuti molto più piccoli, meno tossici e passibili di armi. Ma queste opzioni devono essere provate commercialmente, e questo non accadrà da solo.

La sfida non è forse facile, ma è semplice. Abbiamo bisogno di un'innovazione e di una commercializzazione aggressive di tutte le opzioni a zero emissioni di carbonio. Oltre a fonti rinnovabili più efficienti e meno costose, abbiamo bisogno di uno sviluppo più rapido delle opzioni di capacità continua a zero emissioni di carbonio, come il nucleare avanzato e la cattura del carbonio, che finora non hanno ricevuto quasi nessuna attenzione.

La grande barca è quella che ci darà le maggiori possibilità di domare i mari in aumento.

 

Questo blog è stato originariamente pubblicato dal Pennsylvania Environmental Counsel. http://pecpa.org/pec-blog/climate-change-energy-need-big-boat/

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