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Risulta ormai chiaro che per risolvere alla base la causa scatenante il riscaldamento globale e, di conseguenza, la crisi climatica in corso, bisogna intervenire radicalmente sulla riduzione dei gas cosiddetti climalteranti, riportandoli a livelli accettabili per la vita sulla Terra così come la conosciamo. Stiamo parlando di elementi presenti in natura, ma che l’uomo ha contribuito ad aumentare considerevolmente attraverso le proprie azioni, divenendo oggi la causa principale del problema.

Poiché ciò che alimenta queste emissioni è la stessa cosa che alimenta la nostra necessità di energia (elettricità, motori, riscaldamento), si è ben compreso che bisogna modificare con urgenza come produciamo questa energia. Abbiamo capito che i combustibili fossili non sono più la strada da percorrere e abbiamo iniziato ad ingegnarci con nuove soluzioni, sapendo anche che tali soluzioni devono potersi rinnovare nel tempo, senza esaurirsi, come invece accade con le risorse fossili.

Il sole, il vento, l’acqua, il vapore acqueo sono tutte risorse che non sono esauribili — quantomeno, finché il nostro Sole e il nostro sistema solare rimarranno in questa condizione stabile — e possiamo sfruttarle per convertirle in energia utile, senza il timore di ripetere l’errore fatto nel passato di alterazione del clima e inquinamento diretto dell’atmosfera.

Quali macro requisiti richiede la produzione energetica

Oltre alla necessità di soddisfare questi nuovi requisiti produttivi, esiste anche un’altra necessità sempre più pressante: l’aumento esponenziale della domanda di fornitura energetica proveniente dal relativo aumento della popolazione umana e dello sviluppo di altre zone del pianeta, che a buona ragione desiderano raggiungere uno stato di benessere maggiore. A questo va sommata anche la necessaria stabilità di rete, cioè un’erogazione di energia stabile, capillare e senza interruzioni, che possa assorbire anche i picchi di richieste, come l’aumento di condizionatori accesi durante le giornate più calde dell’anno.

Il tutto all’interno di uno scenario presente e futuro che lo stesso cambiamento climatico sta via via modificando: l’aumento in intensità e in frequenza degli eventi estremi, comprese maggiori e più intense ondate di calore in maggiori zone del pianeta. Quindi più condizionatori accesi, per più tempo, con più potenza e in più zone del pianeta.

In pratica, un circolo vizioso e pericoloso che dobbiamo spezzare.

È possibile, quindi, soddisfare questo complesso scenario con l’utilizzo di energie provenienti dalle sole fonti rinnovabili, permettendo così il definitivo abbandono dei combustibili fossili?

Campo eolico offshore New Shoreham - USA (Shaun Dakin, Unsplash)

Il punto sulle energie rinnovabili

Per le attuali caratteristiche conosciute in termini di impatto sulla qualità dell’aria e sulle emissioni di climalteranti e inquinanti, il settore energetico basato su risorse rinnovabili è la soluzione a cui dobbiamo arrivare. Sono sempre più le tecnologie innovative che ci permettono di garantire una produzione energetica sostenibile, a basso impatto ambientale e utilizzabile ovunque (anche in aree critiche come le isole oceaniche, ad esempio), il cui costo va esponenzialmente riducendoci e la cui efficienza va aumentando.

Alcune di queste tecnologie, come la forza idrica e il geotermico, sono considerate già mature, altre emergenti, come il solare, l’eolico e l’energia prodotta sfruttando gli oceani. Altre ancora sono a livello di prototipo, come le turbine a idrogeno o l’utilizzo di biomasse.

Il solare e l’eolico, che ormai tutti conosciamo, sono dipendenti da due anelli deboli importanti: i raggi solari non sono sempre garantiti, in caso di maltempo o di cielo nuvoloso, e il vento non sempre soffia con la stessa intensità e con regolarità in tutte le aree del pianeta. Parlando, quindi, della singola tecnologia, entrambe non garantiscono la stabilità di rete necessaria su larga scala. Cioè non possono essere installate e sfruttate ovunque, con regolarità, sul pianeta, anche se le attuali tecnologie di stoccaggio dell’energia prodotta (= mega batterie) evolve con crescente velocità

Altre tecnologie, come la forza idrica e il geotermico, che dipendono rispettivamente dall’acqua e dal vapore e dal calore del sottosuolo, non permettono di essere installate a piacimento.

Ecco allora che si parla di mix energetico. Una miscela di fonti energetiche che, insieme, permettono di garantire quella stabilità necessaria affinché tutto funzioni con regolarità e renda possibile la vita come la conosciamo, specialmente per i settori critici, come quello produttivo e ancora di più quello sanitario.

Allo stato attuale, però, queste fonti rinnovabili non permettono di garantire la piena stabilità a livello globale e questo aspetto è diventato un punto focale su cui è in corso un dibattito acceso: per poter uscire dai combustibili fossili e garantire stabilità durante la transizione alle sole rinnovabili, è necessario l’uso di energia nucleare?

L'impianto nucleare a Gösgen, in Svizzera (Patrick Federi, Unsplash)

Il punto sul nucleare

Il nucleare, oltre alla forza idrica e al geotermico, è l’altra fonte energetica matura attualmente a disposizione che non influisce direttamente sul riscaldamento globale. Ma è anche una fonte energetica vista con negatività e grandi timori da parte di molte persone e molti governi. Un timore alimentato da due episodi molto importanti, riconducibili a due nomi: Chernobyl e Fukushima. Il secondo timore è dettato dalle scorie radioattive e dal relativo stoccaggio dei residui di lavorazione.

Nel mondo esistono più di 400 reattori nucleari e altri sono in costruzione. Nel tempo il panorama dell’energia nucleare si è ampliato, non collegato più alle sole grandi centrali dell’immaginario collettivo. Il nucleare oggi si suddivide in tre grandi classi: grandi reattori (750-1800 Megawatt), piccoli reattori modulari (SMRs, Small Modular Reactors — fino a 300MW) e microreattori (che si prevede possano produrre fino a circa 10MW di energia elettrica), un sottoinsieme degli SMR.

I grandi reattori sono la tecnologia oggi considerata matura, standard, disegnati per operare almeno 60 anni e in alta efficienza. SMR e microreattori sono considerati le tecnologie nucleari di prossimo rilascio e potenziale utilizzo. I microreattori possono competere con i normali generatori diesel. Reattori minori che, di fatto, sono già sperimentati nella marina militare, come nei sottomarini.

Anche il modo con cui viene gestito il ciclo del carburante nucleare è soggetto a continua innovazione e una delle caratteristiche uniche della tecnologia nucleare è la possibilità di riprocessare il carburante utilizzato per impiegarlo in impianti esistenti e futuri. Una tecnologia che viene dichiarata dall’UNECE come altamente allineata con i principi dell’economia circolare.

L’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA) nel suo recente rapporto “World Energy Outlook 2021” dichiara che una nuova economia energetica sta emergendo, ma non ancora così velocemente per raggiungere lo zero netto entro il 2050.

I provvedimenti identificati dall’Agenzia per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione sono quattro:

  • un'enorme spinta aggiuntiva per un'elettrificazione pulita
  • un’attenzione incessante all’efficienza energetica
  • un ampio impulso per ridurre le emissioni di metano dalle operazioni combustibili fossili
  • un grande impulso all’innovazione dell’energia pulita

Rispetto al primo punto (un'enorme spinta aggiuntiva per un'elettrificazione pulita), l’Agenzia scrive:

richiede un raddoppio dell'utilizzo del solare fotovoltaico e dell'eolico rispetto all'APS (Announced Pledges Scenario, Scenario di impegni annunciati), un'importante espansione di altra generazione a basse emissioni, compreso l'utilizzo dell'energia nucleare ove accettabile, un enorme sviluppo di infrastrutture elettriche e di tutte le forme di flessibilità del sistema, anche dall'energia idroelettrica, una rapida eliminazione del carbone e una spinta per espandere l'uso di elettricità per i trasporti e il riscaldamento. L'accelerazione della decarbonizzazione del mix elettrico è la leva più importante a disposizione dei decisori politici: colma più di un terzo del divario di emissioni tra APS e scenario NZE. Con una migliore progettazione del mercato dell'energia e di altre condizioni abilitanti, i bassi costi dell'eolico e del solare fotovoltaico implicano che oltre la metà delle ulteriori riduzioni di emissioni potrebbe essere ottenuta senza alcun costo per i consumatori di elettricità.

Anche nel documento “Energy Systems” dell’IPCC, all’interno dell’AR5 (Fifth Assesment Report, Quinta Relazione di Valutazione), viene dichiarato che:

Multiple options exist to reduce energy supply sector GHG emissions (robust evidence, high agreement). These include energy efficiency improvements and fugitive emission reductions in fuel extraction as well as in energy conversion, transmission, and distribution systems; fossil fuel switching; and low-GHG energy supply technologies such as renewable energy (RE), nuclear power, and carbon dioxide capture and storage (CCS).

L’IPCC è l’agenzia delle Nazioni Unite dedicata ai cambiamenti climatici che ha posto il famoso limite da non superare di 1.5° di temperatura globale, oltre il quale il nostro futuro diventa sempre più inabitabile.

L'impianto di cattura diretta del carbonio di Climate Works (Climate Works)

Il punto sulla decarbonizzazione

Decarbonizzare significa ridurre drasticamente le parti per milione (PPM) in eccesso di carbonio e gas alteranti, presenti nell'atmosfera.

Per riuscire a farlo è necessario produrre energia pulita con il minor impatto ambientale possibile, adottare tecnologie per la rimozione attiva del carbonio nell’atmosfera (come quelle che supportiamo attraverso Venipedia Virtuosa), ricreare un equilibrio degli ecosistemi naturali, marini e di terra, con la loro biodiversità.

Decarbonizzare permette anche di ridurre il numero di decessi prematuri dovuti alla scarsa qualità dell'aria.

Le energie rinnovabili sono il traguardo a cui dobbiamo arrivare nel più breve tempo possibile, tuttavia attualmente non sembrano offrire ancora quella stabilità di cui abbiamo bisogno. Durante questa transizione dai carburanti fossili a quelli rinnovabili risulta strategico adottare un mix energetico che includa anche il nucleare, dove i rifiuti radioattivi e i problemi di sicurezza devono essere affrontati, così come dichiarato da Cornel Feruta, il direttore generale facente funzione dell'International Atomic Energy Agency (IAEA).

Più velocemente siamo in grado di realizzare un'erogazione energetica rinnovabile stabile, più velocemente l'approvvigionamento da carbone, petrolio, gas e anche nucleare apparterrà al passato.

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