Cosa serve per un sistema energetico a impatto climatico zero in Svizzera?

L'emissione nette pari a zero è un obiettivo che il sistema energetico svizzero dovrebbe raggiungere entro il 2050. Significa che l'intera catena del valore dell'energia (generazione, distribuzione, stoccaggio e utilizzo) non emette più gas serra climalteranti nell'atmosfera e funziona complessivamente a impatto climatico zero. La sostituzione dei combustibili fossili svolge un ruolo fondamentale in questo senso, che in Svizzera può essere raggiunto con l'elettrificazione dei settori dei trasporti e del riscaldamento. "La ricerca ci dimostra che è tecnicamente ed economicamente possibile che il sistema energetico svizzero funzioni senza combustibili fossili nel 2050".

? quanto ha affermato Vanessa Wood, Vicepresidentessa dell'ETH per il trasferimento del sapere e i rapporti economici, in occasione del simposio pubblico della "Settimana dell'energia 2021", la conferenza annuale dell'ETH sull'energia. Monika Krüsi, Presidente del Consiglio di Amministrazione di Repower, società svizzera di vendita e servizi nel settore energetico, ha fatto eco a questa tesi. L'industria energetica e le sue soluzioni sono ancora oggi molto eterogenee. Per il futuro sono necessarie soluzioni pragmatiche, un ambiente di mercato favorevole agli investimenti, cooperazione, flessibilità e digitalizzazione.

Nelle ultime settimane, i ricercatori dell'ETH hanno calcolato possibili scenari energetici per mostrare le varie opzioni di sviluppo per un sistema energetico a impatto climatico zero in Svizzera entro il 2050. Sono emerse cinque tendenze principali, come ha spiegato al simposio Gabriela Hug, professoressa di Sistemi energetici elettrici e presidente dell'Energy Science Center (ESC):

• In futuro, le importazioni di elettricità saranno probabilmente più elevate nei mesi invernali rispetto ad oggi, almeno nel medio termine, poiché la Svizzera sta eliminando gradualmente l'energia nucleare e la domanda di elettricità aumenta a causa dell'elettrificazione dei sistemi di riscaldamento (pompe di calore) e delle automobili (mobilità elettrica).
• Se l'elettrificazione della mobilità e dei sistemi di riscaldamento progredirà più rapidamente di oggi nel prossimo futuro, la dipendenza della Svizzera dalle importazioni di elettricità dall'estero aumenterà ulteriormente nel medio termine (intorno al 2040). Da un punto di vista tecnico ed economico, tuttavia, ciò sarebbe fattibile, per cui le centrali elettriche flessibili a gas (compresa la cattura e lo stoccaggio dei gas serra) potrebbero diventare un'opzione o un obbligo, a seconda dello scenario.
• I cambiamenti climatici e l'aumento delle condizioni meteorologiche estreme modificheranno la disponibilità stagionale di energia idroelettrica. Ciò avrà un impatto sull'espansione possibile o necessaria del sistema energetico: in anni estremamente secchi, la produzione di elettricità dall'energia idroelettrica diminuirà e i picchi di produzione di elettricità delle centrali idroelettriche si sposteranno probabilmente dall'estate alla primavera. Questa riduzione significa che in generale sarà disponibile meno energia, il che aumenterà la necessità di investimenti. D'altra parte, l'energia tenderà a essere disponibile quando è necessaria. Tuttavia, le maggiori differenze tra anni molto umidi e molto secchi rendono più difficili le decisioni di investimento.
• Lo sviluppo ottimale dei costi del sistema elettrico svizzero dipende in larga misura dagli sviluppi nei Paesi vicini: Più la Francia, la Germania, l'Austria e l'Italia si affidano alle fonti di energia rinnovabile e creano sovraccapacità in questo settore, più efficiente dal punto di vista dei costi sarebbe un'espansione della produzione di energia elettrica flessibile (ad es. centrali a gas, stoccaggio con pompaggio) in Svizzera.
• Se il commercio transfrontaliero di energia elettrica tra la Svizzera e l'Europa dovesse essere fortemente limitato a lungo termine (ad esempio del 50% negli scenari), sarebbe possibile scambiare molta meno elettricità con altri Paesi e la Svizzera dovrebbe aumentare la propria capacità di produzione di energia elettrica interna.

Gli scenari energetici non sono previsioni. Non prevedono il futuro, ma mostrano quali tendenze sono possibili con determinate ipotesi e posizioni di partenza.

Espansione del fotovoltaico

Il confronto tra i vari scenari conferma l'importanza dell'espansione del fotovoltaico in Svizzera. Nello scenario "pagina esternaNexus-e Nello "scenario di riferimento", che è per così dire lo scenario principale dei ricercatori dell'ETH e si basa sull'ottimizzazione economica, l'elettricità prodotta da impianti idroelettrici e fotovoltaici (PV) coprirà la maggior parte della domanda futura di elettricità, mentre altre energie rinnovabili come la biomassa e l'energia eolica avranno un ruolo minore. Questo risultato è paragonabile alle emissioni nette pari a zero della Confederazione Svizzera, che "pagina esternaProspettive energetiche 2050+".

Negli scenari comparativi, tuttavia, in cui il fotovoltaico non viene ampliato quanto sarebbe tecnicamente ed economicamente possibile, sarà difficile per la Svizzera coprire la futura domanda di elettricità con la propria produzione. Se il tasso di espansione dell'energia solare dovesse rimanere al livello attuale, la domanda di elettricità nel 2050 non sarebbe chiaramente soddisfatta a causa della graduale eliminazione dell'energia nucleare e la Svizzera dovrebbe importare molta elettricità.

Anche nello "scenario di riferimento pagina esternaNexus-e", la forte espansione degli impianti fotovoltaici compenserà solo a lungo termine la graduale eliminazione dell'energia nucleare. Ciò significherebbe che sarebbero necessarie elevate importazioni di elettricità, soprattutto intorno al 2040, quando le centrali nucleari non saranno più in funzione. Verso il 2050, l'energia eolica, gli impianti di pompaggio e le centrali a gas (compreso lo stoccaggio dei gas serra emessi) potrebbero fare la differenza per garantire che la Svizzera possa coprire il suo fabbisogno di elettricità.

Commercio di elettricità con l'Europa

Infine, ma non meno importante, l'approvvigionamento elettrico sarà influenzato anche dalle condizioni quadro per lo scambio di elettricità con l'Europa: "Le restrizioni a lungo termine sullo scambio di energia elettrica potrebbero indebolire la sicurezza dell'approvvigionamento in Svizzera, per cui potrebbe essere sensato investire nell'energia eolica e nelle centrali a gas a partire dal 2040", ha dichiarato Hug. Le centrali a gas potrebbero fungere da unità di produzione di energia elettrica flessibile, in grado di generare elettricità anche con breve preavviso e a livello stagionale, ad esempio in inverno. A seconda dello scenario, sono un'opzione o una necessità. Le loro emissioni di CO₂-Tuttavia, le emissioni dovrebbero essere separate e conservate in ogni caso.

Cooperazione e accoppiamento settoriale

Per ridurre effettivamente le emissioni di gas serra nel lungo periodo e ottimizzare in modo olistico il sistema energetico - hanno concordato i rappresentanti del mondo scientifico e industriale - la cooperazione intersettoriale e le catene del valore giocheranno un ruolo decisivo in futuro. La diffusione delle energie rinnovabili va di pari passo con l'accoppiamento dei settori", ha dichiarato Annegret Stephan, economista del gruppo di ricerca dell'ETH "Staffnet".Sostenibilità e tecnologia".

Kristina Orehounig, responsabile del Laboratorio sui sistemi energetici urbani dell'Empa, ha usato l'esempio della pianificazione energetica, che esamina l'elettrificazione degli edifici e la mobilità insieme, per mostrare come funziona questo accoppiamento settoriale a livello di quartiere. I ricercatori del consorzio di ricerca guidato dall'ETH di Zurigo stanno studiando come l'accoppiamento settoriale e la flessibilità possano contribuire a un sistema energetico svizzero a impatto climatico zero. pagina esternaPATHFNDR,che è stato lanciato a maggio. Il simposio ha dimostrato in modo evidente ciò che Vanessa Wood aveva detto all'inizio: un futuro energetico sostenibile è affare di tutti e ha bisogno di tutti.