Perché l'Europa deve concentrarsi sulla decarbonizzazione industriale
La decarbonizzazione industriale è un argomento poco discusso o coperto dalle reti di informazione online o dai social media europei. I giornalisti e i social media tendono a concentrarsi su altri argomenti legati al clima, come le emissioni dei trasporti, i disastri naturali causati dal riscaldamento globale, l'elettrificazione e la politica agricola. Sono tutte aree cruciali legate alla crisi climatica che richiedono attenzione e azione.
Tuttavia, la decarbonizzazione industriale rappresenta una delle sfide climatiche più difficili e più a lungo la ignoriamo, più difficile diventerà.
Due ragioni per concentrarsi sul settore industriale: posti di lavoro ed emissioni
Era una fredda mattina d'inverno in una sala di controllo di un impianto industriale della Ruhr, un'importante regione industriale della Germania occidentale, e io ero sul posto per fornire assistenza tecnica. Quella mattina il personale operativo si stava preparando a mettere in funzione un'unità di processo in una raffineria di petrolio che produce materie prime per l'industria petrolchimica.
Le industrie di raffinazione e petrolchimiche sono solitamente incluse nei settori difficili da elettrificare, che comprendono anche le industrie siderurgiche, minerarie (cemento), di raffinazione e chimiche e impiegano circa 3,2 milioni di cittadini, ovvero l'11% stimato dell'occupazione industriale totale europea. Le emissioni stimate di questi settori nel 2018 sono state pari a 530 Mt di CO2e o al 70% delle emissioni industriali totali dell'UE.
La sala di controllo era piena di operatori sul campo vestiti con tute verdi che discutevano della procedura di messa in servizio, assicurandosi che nessun dettaglio fosse lasciato in sospeso e che la sicurezza fosse al centro di ogni passo che avrebbero compiuto. Un adolescente di circa 14 anni era la persona più giovane nella stanza. Era il figlio di un operatore di campo molto esperto e stava seguendo da vicino - in senso letterale e figurato - le orme del padre. Era un apprendista industriale, qualcuno che un giorno avrebbe preso il testimone dal padre e sarebbe diventato un operatore esperto. Il giovane apprendista era certamente impegnato ad apprendere le complesse dinamiche che stanno dietro alla gestione degli impianti industriali. È uno degli oltre un milione di volti impiegati in un settore che richiederà una revisione energetica e tecnologica per raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni.
La transizione energetica avrà un impatto sulle persone e sui processi che stanno dietro ai prodotti che consumiamo. Sarà uno sforzo erculeo per il settore industriale europeo e per i suoi dipendenti passare da un sistema energetico modellato dalla seconda rivoluzione industriale a un sistema più rispettoso dell'ambiente. La transizione energetica va oltre le emissioni e i posti di lavoro. Dovrebbe anche costruire un ponte per garantire un futuro prospero ai dipendenti dell'industria, compresi i giovani apprendisti che si sono impegnati a contribuire all'eredità industriale dell'Europa e che vorrebbero trasformare la transizione energetica in realtà.
Quali sono i settori difficili da abbattere?
Forse meglio definite "difficili da elettrificare", sono industrie ad alta intensità energetica per le quali la transizione verso la neutralità climatica rappresenta una sfida straordinaria, perché le loro richieste energetiche e di processo non potranno essere soddisfatte commercialmente da tecnologie come l'elettrificazione nel prossimo futuro. Nel caso del cemento, a causa della natura della chimica del processo di produzione, le emissioni saranno significative anche se il calore di processo viene generato senza emissioni (cioè tramite elettricità verde).
Allo stesso modo, nella produzione di ferro, gli agenti riducenti chimici sono necessari indipendentemente dalla fonte di energia. Nel settore petrolchimico, alcune conversioni comportano inevitabilmente un eccesso di carbonio, mentre altre richiedono temperature molto elevate o sono molto sensibili ai costi del carburante e ad altri fattori. Inoltre, la maggior parte delle industrie ad alta intensità energetica si affida a combustibili fossili affidabili e convenienti per generare il calore richiesto dai loro processi.
Le industrie del cemento, del ferro e petrolchimiche sono profondamente radicate nella nostra vita quotidiana e hanno contribuito immensamente a plasmare le società in cui viviamo e a migliorare il nostro tenore di vita. Basti pensare all'acciaio utilizzato nell'industria automobilistica, al cemento impiegato per costruire i nostri edifici, ai carburanti che spostano merci e persone in diverse aree geografiche, ai fertilizzanti impiegati nel settore agricolo o ai materiali di base per le materie plastiche che consumiamo. Queste industrie sono fondamentali anche per la costruzione di un nuovo sistema energetico per l'Europa, dagli impianti per le energie rinnovabili agli edifici ad alta efficienza energetica, fino ai veicoli elettrici.
Grazie all'attuazione di progetti di efficienza energetica, alle politiche di riduzione delle emissioni e all'impiego di tecnologie innovative per diminuire il consumo energetico, l'Europa ha già ridotto notevolmente le emissioni di CO2 delle sue industrie difficili da abbattere. In particolare, abbiamo registrato una riduzione di quasi il 30% tra il 1990 e il 2018. Tuttavia, da questo momento in poi, è possibile ottenere solo una riduzione limitata delle emissioni di carbonio senza investire in altre tecnologie di decarbonizzazione, come la cattura e lo stoccaggio del carbonio o il passaggio da combustibili fossili a idrogeno a basse emissioni di carbonio.
Molti progetti di decarbonizzazione industriale non hanno un business case positivo
In tutta l'UE, quasi quotidianamente vengono annunciati progetti per la decarbonizzazione degli impianti del settore industriale. Alcuni progetti hanno completato gli studi di fattibilità e sono pronti ad andare avanti - se, soprattutto, hanno un business case positivo. La costruzione di nuovi impianti non è sufficiente: occorre anche un mercato in cui operare.
I finanziamenti e il sostegno politico esistenti sono insufficienti per realizzare molti di questi progetti. Un esempio è il progetto H-vision nel porto di Rotterdam, il più grande porto dell'UE e uno dei principali cluster industriali dell'UE. H-vision ha in programma di produrre idrogeno a basse emissioni di carbonio dai gas industriali residui delle raffinerie, attualmente utilizzati come combustibile nel mix energetico degli impianti. Il progetto consentirebbe a diverse industrie, soprattutto raffinerie e centrali elettriche, di decarbonizzarsi sostituendo il gas naturale, i gas industriali residui e il carbone con idrogeno a basse emissioni di carbonio. Inoltre, getterebbe le basi per una futura integrazione dell'idrogeno rinnovabile. Tuttavia, lo schema di sovvenzioni olandese SDE++, che incentiva le tecnologie di decarbonizzazione, non sostiene la produzione di idrogeno a basse emissioni di carbonio come combustibile.
Nella soleggiata penisola iberica è prevista la costruzione di elettrolizzatori da 800 MW per la produzione di idrogeno verde per l'industria dei fertilizzanti, ma per la loro completa realizzazione sarà necessario un ulteriore sostegno. Altri esempi nell'industria siderurgica includono l'adozione della cattura e dello stoccaggio del carbonio e dell'idrogeno per ridurre le emissioni in Francia. Molti progetti sono stati prequalificati per importanti progetti di interesse comune dell'UE, come l'impianto di produzione di idrogeno verde da 500 MW a Rotterdam, che è in fase di studio di fattibilità.
I denominatori comuni a molti dei progetti annunciati sono le incognite, sia in termini di tempistica che di business case. Inoltre, l'infrastruttura necessaria per la decarbonizzazione del settore industriale è spesso al di là della portata dei progetti annunciati, il che evidenzia la portata della sfida che attende le industrie ad alta intensità energetica.
Una miriade di incertezze per gli investimenti nella decarbonizzazione industriale
Le tecnologie per raggiungere la neutralità del carbonio sono mature, ma l'elevato costo del capitale iniziale e i costi di produzione più elevati senza che i clienti siano disposti a pagare per il "premio" pulito rappresentano ostacoli significativi alla loro diffusione.
Il futuro incerto della rete del gas europea crea ulteriori riserve sulle tecnologie che saranno selezionate per fornire molecole di gas decarbonizzate. La Commissione europea dovrebbe presentare una revisione del Pacchetto Gas nel dicembre 2021 per facilitare l'ingresso nel mercato dei gas rinnovabili e a basso contenuto di carbonio nel sistema europeo del gas. Si prevede che le molecole di metano fossile saranno gradualmente sostituite da biometano e idrogeno per fornire energia alle aree dell'economia che richiederanno il gas come fonte energetica, tra cui il settore industriale. La revisione del Pacchetto Gas è un argomento delicato in Europa, poiché determinerà il modo in cui avverrà la transizione della rete del gas e il ruolo del gas a basse emissioni di carbonio nella transizione. Ma quali saranno i criteri di accettazione dell'idrogeno a basse emissioni di carbonio? A questo punto è difficile dirlo, sia per gli analisti che per l'industria che vuole investire.
È necessario un sistema di contabilizzazione delle emissioni di gas serra solido, trasparente e verificabile per lo sviluppo del nascente mercato del gas abbattuto. Il sistema dovrebbe essere denominato principalmente in termini di chilogrammi di gas a effetto serra rilasciati per produrre un chilogrammo di idrogeno , anziché in termini di codice colore.
Ma in che modo il Pacchetto Gas affronterà la questione delle importazioni di idrogeno per garantire che le soglie di emissioni di gas serra per le importazioni di vettori energetici puliti come l'idrogeno siano armonizzate con i criteri di accettazione dell'UE, su una base di uguale metodologia di calcolo dei gas serra? Forse con la certificazione dell'idrogeno e le garanzie di origine (GO). È necessario un solido schema di certificazione per dare fiducia alle parti interessate lungo tutta la catena del valore, mentre il livello di complessità dovrebbe essere bilanciato rispetto alle caratteristiche di un mercato dell'idrogeno nascente. La certificazione e i GO dovrebbero essere allineati tra i Paesi dell'UE e non UE per facilitare il commercio transfrontaliero e l'importazione/esportazione di idrogeno a basse emissioni di carbonio. Capire come tutto ciò funzionerebbe solleva questioni difficili (ad esempio, le emissioni di carbonio incorporate molto elevate associate ad alcuni pannelli fotovoltaici) che attualmente non sono state risolte.
Le questioni irrisolte frenano gli investimenti. Nessuno vuole sostenere la versione industriale di Betamax e vedere il proprio investimento andare in fumo a causa di vincoli o incoerenze politiche. Ma se non si riuscisse a risolvere il problema, probabilmente si ritarderebbe ulteriormente la decarbonizzazione industriale.
La tempistica è fondamentale. L'Europa è ancora in fase di decarbonizzazione della rete elettrica. Nel 2020, l'energia eolica e solare hanno generato circa un quinto dell'elettricità europea. La produzione di energia solare è aumentata del 9% e quella eolica del 15% rispetto al 2019. Nonostante l'incoraggiante crescita della quota di energia solare ed eolica, la crescita della generazione di rinnovabili deve quasi triplicare per raggiungere gli obiettivi europei al 2030. Alcuni studi prevedono la necessità di un aumento della produzione di elettricità di 2.070 TWh rispetto al 2015. Ciò rappresenta quasi quattro volte il consumo totale di energia elettrica in Germania nel 2019. Sebbene l'idrogeno verde al 100% sia considerato l'obiettivo finale della strategia europea per l'idrogeno, l'utilizzo di elettricità rinnovabile per produrre idrogeno mentre la rete non è completamente decarbonizzata potrebbe essere un approccio controintuitivo alla distribuzione delle risorse.
Il volume rimane la questione centrale. La conversazione sul clima a Bruxelles è stata tipicamente distratta da discussioni sui meriti delle energie rinnovabili rispetto a quelle a basso contenuto di carbonio o all'idrogeno blu. In realtà, la conversazione che dobbiamo tenere riguarda il modo in cui possiamo produrre abbastanza idrogeno per disintossicare il sistema energetico dai combustibili fossili. Le nostre discussioni politiche saranno molto più legate al compito di decarbonizzare l'industria una volta che questa sfida sarà adeguatamente compresa.
Conclusione
Per l'Europa, la decarbonizzazione delle attività industriali richiede un approccio olistico in cui le tecnologie della cassetta degli attrezzi per la decarbonizzazione siano impiegate nella giusta fase del percorso di transizione energetica nel settore più adatto. Il settore industriale ha un ruolo fondamentale nella trasformazione verso un'economia neutrale dal punto di vista climatico. Le politiche e il sostegno finanziario a livello di UE e di Stati membri sono necessari affinché l'industria riduca la propria impronta di carbonio e rimanga competitiva in un mondo globalizzato.
Il pacchetto Fit for 55 è stato presentato dalla Commissione europea nel luglio 2021. Sebbene rappresenti un passo significativo verso la creazione di un quadro legislativo per raggiungere gli obiettivi climatici europei, la strada da percorrere per raggiungere la decarbonizzazione industriale è lunga e piena di incertezze. Le istituzioni dell'UE e gli Stati membri dovranno concentrarsi su politiche adeguate alla complessità della sfida della decarbonizzazione e collaborare con gli operatori industriali per ottenere la riduzione delle emissioni desiderata.
È necessario creare il giusto quadro politico intorno all'idrogeno a basse emissioni di carbonio per fornire gli incentivi adeguati agli investimenti. Meccanismi politici come i contratti di carbonio per differenza potrebbero sostenere lo sviluppo di tecnologie industriali a basse emissioni di carbonio come l'idrogeno e la cattura e lo stoccaggio del carbonio per accelerare la decarbonizzazione del sistema industriale europeo.
Creando un quadro politico coerente, stabilendo meccanismi di finanziamento e fornendo un ambiente adatto agli investitori per concretizzare i progetti di decarbonizzazione, l'Europa sarà in grado di offrire un futuro sostenibile a più di tre milioni di persone impiegate nelle sue industrie ad alta intensità energetica e di esportare un modello di decarbonizzazione industriale nel mondo.
