Posizionarsi nella corsa alle tecnologie pulite
Per raggiungere gli obiettivi climatici dell'Accordo di Parigi, è necessario uno spostamento coerente verso le energie rinnovabili. Tuttavia, la decarbonizzazione richiede un sostegno tecnologico mirato da parte dei governi, come dimostrano le analisi.
Tobias Schmidt ricorda ancora con chiarezza la Conferenza delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici di Copenaghen, a cui ha partecipato come dottorando nel 2009. Un po' "ingenuamente", come dice oggi, credeva che i politici si fossero recati lì soprattutto per salvare il mondo dall'imminente crisi climatica. Tuttavia, i negoziati di Copenaghen sono stati deludenti. Alla fine è stato concordato un consenso minimo non vincolante. "A un certo punto ho capito", dice Schmidt, oggi professore assistente di politica energetica all'ETH di Zurigo. "Ho capito che la politica climatica non riguarda solo il clima, ma soprattutto la competitività industriale".
Schmidt attribuisce il fiasco diplomatico di Copenhagen principalmente alla paura di perdite economiche. Nel 2009, la società di consulenza McKinsey ha pubblicato per la seconda volta la tanto citata "curva dei costi marginali di abbattimento". Essa mostrava quanto costava evitare una tonnellata di CO2-equivalente con diverse tecnologie nel 2030. "Alcune previsioni erano molto più pessimistiche rispetto agli sviluppi reali", afferma Schmidt.
Ad esempio, gli autori hanno ipotizzato che la mobilità elettrica sarebbe rimasta una nicchia almeno fino al 2030. Tuttavia, Chi siamo ha venduto oltre 8,5 milioni di veicoli elettrici, con una forte tendenza all'aumento. E i costi degli impianti fotovoltaici nel 2030, calcolati all'epoca, sono da tempo inferiori.
Mentre negli anni '90 la riduzione di una tonnellata di CO2 Se un tempo il fotovoltaico costava diverse migliaia di franchi svizzeri, oggi l'evasione spesso fa risparmiare anche sulla produzione di elettricità, per cui in alcuni casi i costi di evasione sono già negativi. "L'innovazione nel settore cleantech è stata molto sottovalutata", afferma Schmidt. Con conseguenze di vasta portata: "Nel 2009, nessun politico voleva impegnarsi a espandere tecnologie presumibilmente costose che avrebbero potuto mettere il proprio Paese in una posizione di svantaggio competitivo".
La tecnologia come motore della politica
Schmidt osservò l'effetto esattamente opposto sei anni dopo, alla conferenza sul clima di Parigi. Nel frattempo, molti Paesi avevano introdotto programmi di promozione per la ricerca e lo sviluppo nel campo delle tecnologie per le energie rinnovabili. La "legge tedesca sulle energie rinnovabili" e le tariffe di alimentazione avevano favorito l'espansione del fotovoltaico e delle turbine eoliche. La Cina ha costruito la propria industria fotovoltaica investendo miliardi. "A Parigi, molti politici hanno riconosciuto che le emissioni di CO2-"Crediamo che le tecnologie a basse emissioni di carbonio diventeranno sempre più competitive e che potrebbero essere create nuove industrie con migliaia di posti di lavoro".
Questo è stato uno dei motivi più importanti per cui 195 Paesi sono riusciti ad accordarsi a Parigi sull'obiettivo di limitare il riscaldamento globale a ben meno di due gradi Celsius rispetto all'era preindustriale, ha poi sostenuto Schmidt in un commento molto apprezzato su "Nature Energy". In questo senso, l'innovazione tecnologica è sempre un motore delle ambizioni politiche.
Per avvalorare ulteriormente questa tesi, il gruppo di Schmidt ha analizzato il discorso politico del Bundestag tedesco sulla "svolta energetica". Chi siamo ha sottoposto oltre 800 pagine di testo provenienti da dibattiti sulla politica energetica tra il 1983 e il 2013 a un'analisi di rete del discorso ed è stato in grado di mostrare come le argomentazioni dei partiti sulla svolta energetica siano cambiate nel tempo. Il risultato principale: accanto alla sicurezza dell'approvvigionamento, all'efficienza dei costi e alla riduzione dell'impatto ambientale, lo sviluppo di un'industria forte e competitiva per le nuove tecnologie energetiche è stato uno degli argomenti più importanti nel discorso politico.
Schmidt è convinto che questa constatazione abbia un potenziale di superamento delle divisioni politiche: "Quanto più i governi capiranno che una riduzione delle emissioni di CO2-"Quanto più le politiche energetiche a basse emissioni di carbonio creano nuove opportunità economiche, tanto più sono disposte ad aumentare le loro ambizioni climatiche per dare alle aziende un vantaggio competitivo".
"Quasi tutte le parti in causa lo hanno ormai riconosciuto: Ora si tratta di una corsa alle tecnologie pulite".Tobias Schmidt
La Cina, il Paese con il più alto tasso annuo di emissioni di CO2-è un buon esempio del ciclo di retroazione politica-tecnologia che il suo gruppo ha descritto in diversi articoli. Negli ultimi anni il governo centrale ha continuamente inasprito gli obiettivi climatici, facilitando al contempo lo sviluppo della più grande industria fotovoltaica del mondo con prestiti a basso costo. Pechino ha anche annunciato l'obiettivo di convertire completamente il trasporto su strada alla mobilità elettrica nel medio termine e ha incrementato la produzione di celle a batteria con sovvenzioni mirate per vari sistemi. A settembre, inoltre, la Cina ha sorpreso il mondo annunciando l'intenzione di decarbonizzare completamente la propria economia entro il 2060.
Secondo Schmidt, gli obiettivi ambiziosi non sono solo legati a una nuova consapevolezza ambientale, ma anche alla motivazione di diventare la principale potenza industriale nel settore cleantech. "Pechino sta adottando un approccio molto abile alla promozione della tecnologia e sta perseguendo una "politica intelligente dal punto di vista tecnologico", ovvero una politica che promuove tecnologie diverse - a seconda della loro complessità, delle curve di innovazione e dell'andamento dei prezzi - con strumenti politici diversi. In Europa, invece, si applica spesso il principio dell'annaffiatoio.
La sfida dell'accumulo
In Svizzera, la svolta energetica è stata finora promossa da una tariffa di alimentazione orientata ai costi (KEV) e da pagamenti una tantum per le energie rinnovabili. Inoltre, c'è stato un programma per la ristrutturazione degli edifici e la promozione della ricerca e dell'innovazione. Tuttavia, la quota di energie rinnovabili nel mix elettrico (esclusa l'energia idroelettrica) è attualmente solo del quattro per cento circa. Secondo la Confederazione Svizzera, questa quota è destinata ad aumentare significativamente nei prossimi anni, per compensare sia l'eliminazione dell'energia nucleare sia la domanda aggiuntiva di elettricità dovuta all'elettrificazione della mobilità.
Gli esperti vedono nel fotovoltaico il maggior potenziale di espansione in Svizzera. Tuttavia, l'integrazione di grandi quantità di energia solare pone nuove esigenze alla rete di distribuzione elettrica. Con il supporto dell'Ufficio federale dell'energia, i ricercatori dell'ETH stanno utilizzando la piattaforma di simulazione "Nexus-e" per simulare come dovrebbe essere progettata una rete di questo tipo in futuro e quali fattori politici ed economici potrebbero influenzarne l'implementazione. "Il problema principale è che l'immissione di elettricità deve corrispondere esattamente al consumo di elettricità in ogni momento", spiega Gabriela Hug, project manager di Nexus-e e professoressa del Power Systems Laboratory. "A causa della dipendenza dal tempo del fotovoltaico, abbiamo quindi bisogno di tecnologie che permettano di immagazzinare l'energia a lungo termine e a basso costo".
Il fotovoltaico fornisce molta più elettricità in estate che in inverno. Senza stoccaggio stagionale, sarebbe necessario importare molta più elettricità dopo la chiusura delle centrali nucleari in inverno, quando il consumo di elettricità da parte delle famiglie è massimo. Le centrali idroelettriche con laghi artificiali, come già esistono in Svizzera, potrebbero fungere da impianti di stoccaggio stagionale; eventualmente anche in luoghi in cui i ghiacciai si stanno ritirando dalle valli a causa dell'attuale riscaldamento climatico. Oppure "Power-to-X", cioè la conversione dell'elettricità in fonti di energia, tra cui idrogeno o combustibili sintetici come il metano.
Tuttavia, tali tecnologie spesso non sono ancora completamente sviluppate e sono costose. I consumatori di elettricità potrebbero anche diventare essi stessi delle "batterie", utilizzando le loro auto e lavatrici elettriche in base ai requisiti di una rete elettrica stabile. I rapidi sviluppi delle tecnologie dell'informazione e della comunicazione e la crescente disponibilità di dati degli utenti aprono nuove possibilità in questo senso. Tuttavia, le automobili e le lavatrici possono immagazzinare l'energia in eccesso solo a breve termine e non possono risparmiarla dall'estate all'inverno. Hug è quindi convinto che una buona integrazione della Svizzera nella rete elettrica europea sia fondamentale per una rete stabile con un'alta percentuale di energia rinnovabile.
Un'altra sfida è rappresentata dalla tecnologia di controllo: la generazione di elettricità tramite macchine sincrone, come nel caso delle centrali nucleari, idroelettriche e a carbone, consente di avere più tempo per compensare le differenze a breve termine tra immissione e consumo. Il fotovoltaico, invece, genera variazioni di frequenza più rapide, aumentando il rischio di interruzioni di corrente. Il gruppo di ricerca di Hug è attualmente alla ricerca di nuove soluzioni anche per questo problema.
Cambiamenti nello spettro politico
Tobias Schmidt è cautamente ottimista sulla svolta energetica globale, nonostante le sfide tecniche e la minaccia di battute d'arresto dovute a una recessione economica indotta dal coronavirus. "L'accordo sul clima di Parigi, cinque anni fa, ha dato il via a una vera e propria corsa alle tecnologie energetiche verdi. Anche il ritiro degli Stati Uniti dall'accordo da parte di Donald Trump non ha potuto cambiare le cose". Riconosce anche i crescenti cambiamenti nello spettro politico, anche in Svizzera: "Nel 2018, l'FDP ha sostenuto la nuova direttiva sulle emissioni di CO2-La legge è stata bocciata dal Consiglio nazionale", ricorda Schmidt. Quest'autunno, il Parlamento (con l'eccezione del gruppo parlamentare SVP) l'ha approvata all'unanimità. Per Schmidt, questo dimostra che: "Quasi tutti i partiti hanno ormai riconosciuto la necessità di una transizione energetica pulita: Ora è tutta una questione di corsa alle cleantech!".
Questo testo è stato pubblicato nel numero 20/04 della rivista l'ETH Il globo pubblicato.
Informazioni sulla persona
Gabriela Hug è professoressa presso l'Istituto per la trasmissione di energia elettrica. ? specializzata nell'integrazione delle energie rinnovabili nella rete di distribuzione elettrica esistente. Su questo tema dialoga regolarmente con politici e imprenditori.
Tobias Schmidt è professore assistente di politica energetica presso il Dipartimento di scienze umane, sociali e politiche e ha studiato inizialmente elettrotecnica. Oggi fornisce consulenza a politici, imprenditori e organizzazioni delle Nazioni Unite sulle strategie per la svolta energetica.