Emission trading europeo e processi di eco-innovazione industriale

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1 Emission trading europeo e processi di eco-innovazione industriale S. Pontoglio, R. Zoboli Istituto di Ricerca sull'impresa e lo Sviluppo, CNR, Milano, Italia Università Cattolica, Milano, Italia SOMMARIO: L industria è responsabile in Italia di più di un terzo delle emissioni totali di anidride carbonica. L Unione Europea ha introdotto nel 2003 (Direttiva 2003/87/CE), rendendolo operativo dal 2005, un sistema di Emission Trading che per ampiezza geografica, ammontare di emissioni coperte (50% circa del totale UE) e numero di imprese industriali coinvolte ( circa) si qualifica come il più ambizioso schema di scambio dei permessi d emissione esistente al mondo. La teoria economica e le indagini empiriche concordano nel riconoscere in generale alle politiche ambientali, ed in particolare agli strumenti basati su meccanismi economici e di mercato come l emission trading, la capacità di stimolare complessi processi di eco-innovazione o efficienza dinamica, vale a dire di generazione e/o adozione di innovazioni tecnologiche rivolte a ridurre le emissioni. Il progetto di ricerca in corso presso CERIS-CNR è finalizzato ad esaminare se ed in quale misura lo schema di Emission Trading europeo (EU ETS) costituisce uno stimolo all introduzione ed allo sviluppo di tecnologie a bassa intensità carbonica e quali sono i fattori legati al design ed all applicazione nazionale della Direttiva che influenzano tali effetti dello strumento di scambio dei permessi. Oltre alla ricostruzione delle basi teoriche dei processi di innovazione indotta, la ricerca verte sullo sviluppo di uno specifico caso di studio riguardante il settore industriale italiano della produzione di carta e paste per carta, finalizzato ad individuare le strategie di risposta delle imprese all introduzione di un vincolo alle proprie emissioni e alla possibilità di commerciare permessi. 1 INTRODUZIONE Il sistema di scambio europeo dei permessi d emissione (EU ETS) introdotto dalla Direttiva Emission Trading e recepito in Italia con il Decreto-legge 12 novembre 2004, n. 273, è operativo dal gennaio 2005 (Fase I). Esso impone alle imprese di rispettare un limite alle proprie emissioni di CO 2, con la possibilità di scambiare i permessi di emissione relativi a quel limite. Si applica a circa impianti, in Europa, di cui più di in Italia, che emettono quasi il 50% delle CO 2 totale dell Unione e appartengono ai seguenti settori: (a) attività di produzione di energia (impianti di combustione con potenza superore a 20 MW; (b) raffinerie di petrolio e cokerie; (c) impianti di produzione e trasformazione dei metalli ferrosi; (d) industria dei minerali non metalliferi (cementiera, del vetro e della ceramica); (e) industria cartaria. Il limite di emissione (cap) imposto agli impianti è espresso dal numero di quote stabilite a livello nazionale con il Piano Nazionale di Assegnazione 1 (PNA). Applicando le categorie individuate dalla teoria economica, il sistema di emission trading europeo si definisce di tipo cap-and-trade, dal momento che la compravendita avviene tra quei permessi che sommati compongono i tetti (cap) nazionali definiti nei PNA, che a loro volta compongono il cap comunitario. Lo scopo dell EU ETS, come di tutti gli schemi di emission trading, è quello di ridurre i costi di realizzazione degli obiettivi di riduzio- 1 Decreto DEC/RAS/074/2006 del 23 Febbraio Nel complesso il PNA Italiano Fase I assegna un numero di quote pari a 669,34 MtCO 2 per l intero triennio (pari a 222,31 MtCO 2 per il 2005, 225,88 MtCO 2 per il 2006 e 221,15 MtCO 2 per il 2007). 859

2 Clima e cambiamenti climatici: le attività di ricerca del CNR ne delle emissioni (Kemp, 1997). Secondo le stime della Commissione, rispetto ad un costo stimato del target di Kyoto per la UE pari a circa 6 miliardi di /anno, l EU ETS potrebbe consentire di realizzare gli stessi obiettivi ad un costo di circa 3 miliardi di /anno. Le imprese/impianti assoggettati alla Direttiva, al fine di rispettare il limite alle emissioni imposti dalla normativa, hanno essenzialmente due alternative. La prima (to make) è operare interventi di riduzione delle emissioni attraverso il miglioramento dell efficienza energetica, l ottimizzazione dei processi produttivi o la riduzione dell intensità carbonica, ad esempio passando a fonti di energia rinnovabile. Tali interventi possono comportare la diffusione di tecnologie esistenti a minore intensità energetica/carbonica oppure indirizzare le attività di R&S verso quelle soluzioni tecnologiche che consentono un risparmio di CO2. La seconda alternativa (to buy, to sell) è quella di bilanciare l eventuale difetto/eccesso di emissioni rispetto ai permessi che hanno ricevuto (tenendo conto delle riduzioni di emissioni operate con delle innovazioni tecnologiche di cui sopra) attraverso l acquisto/vendita di permessi di emissione di CO 2 sulle piattaforme strutturate di scambio a livello nazionale ed europeo, oppure attraverso scambi diretti tra operatori. Sulla base delle stime di PointCarbon (2007), il pur giovane mercato internazionale dei permessi di CO 2 ha realizzato nel 2006 transazioni per un totale di 1,6 miliardi di tonnellate di CO 2 (contro i 94 e 799 milioni registrati rispettivamente nel 2004 e 2005), per un valore complessivo di circa 22,5 miliardi di Euro. 2 OBIETTIVI E METODO DELLE RICERCA La ricerca CERIS-CNR ha lo scopo principale di far emergere se e in che misura l EU ETS realizza nella realtà le proprietà teoriche degli schemi di emission trading di stimolare innovazione più di altri strumenti di politica ambientale. La ricerca parte quindi parte dalla comparazione tra teoria economica dei permessi negoziabili d emissione, definita da una vastissima letteratura, e realtà della policy attuata nella UE (design, previsioni e implementazione nazionale) attraverso quanto emerge dai documenti legislativi ufficiali, il monitoraggio del processo di applicazione nazionale, le serie storiche dei dati delle emissioni, le informazioni sulle quote assegnate e verificate contenute nel Registro Nazionale delle quote (CITL Community Independent Transaction Log), i primi dati e analisi sul comportamento effettivo delle imprese partecipanti a livello europeo e nazionale. Il tema specifico dell influenza dell EU ETS sulle decisioni di investimento e sull attività innovativa è inoltre sviluppato attraverso un analisi della risposta del settore cartario all introduzione di un tetto alle proprie emissioni e, più in generale, dell impatto dello schema sugli altri attori del sistema d innovazione. Tale indagine utilizza anche questionari strutturati sottoposti alle imprese cartarie, interviste agli operatori principali e analisi specifiche del coinvolgimento del sistema di innovazione sia del settore cartario che, più in generale, dell industria. 3 ALCUNI RISULTATI PRELIMINARI Il progetto di ricerca è in corso, ed i risultati qui esposti sono preliminari e parziali. L esame della struttura dello schema di scambio europeo EU ETS evidenzia preliminarmente i seguenti elementi come quelli maggiormente influenti sull innovazione tecnologica (Mazzanti, Pontoglio, Zoboli, 2004): (a) grado di severità o stringency del sistema (ammontare dei permessi); (b) principi settoriali di allocazione delle quote; (c) ampiezza del sistema (gas e settori inclusi); (d) linking con altri sistemi di scambio esterni; (e) orizzonte temporale/durata dello schema; (f) trattamento degli impianti nuovi entranti/chiusure. Per quanto riguarda il fattore (e), l articolazione temporale dell EU ETS in due fasi (I a : , Fase II a : , corrispondente al compliance period di Kyoto) che coprono nel complesso un orizzonte di otto 860

3 Mitigazione dei cambiamenti climatici ed adattamento anni può considerarsi, in assenza di un quadro definito per il post-2012, un orizzonte temporale troppo breve per orientare decisioni d investimento caratterizzate da cicli di capitale ventennali, quali quelli osservabili nei i settori industriali ad alta intensità di capitale, come il cartario. Quanto al fattore (b), cioè i principi di allocazione delle quote, è stata osservata a livello europeo una scarsa armonizzazione, anche a causa della caratteristica di decentralizzazione del sistema, nel quale le autorità nazionali hanno ampia discrezionalità (seppure nell ambito dei principi e guidelines uniformi a livello europeo). La teoria riconosce all assegnazione delle quote/permessi tramite asta i maggiori potenziali stimoli all innovazione, ma questo criterio ha trovato scarsa applicazione per il primo periodo , in cui la maggior parte dei permessi è stato assegnato a titolo gratuito (cosiddetto grandfathering). Il fattore (a), cioè il grado di severità dell obiettivo di riduzione, può essere considerato come condizione essenziale affinché il sistema di scambio posso essere da stimolo al processo di eco-innovazione. La stringency può essere calcolata come distanza dell ammontare dei permessi allocati dalle emissioni Business-asusual. Questa distanza (emissions-to-the-cap) può essere considerata un indicatore del grado di ambizione imposto da un Piano Nazionale di Allocazione. Al fine di misurare questa distanza, è necessario distinguere tra livello nazionale/settoriale/gruppi di impianti e, per ciascun livello esaminare il trend delle emissioni storiche, le quote allocate e le emissioni verificate. L esame delle combinazioni tra i due criteri individuati fornisce un quadro di dettaglio; il posizionamento in aggregato dell Italia, nasconde infatti posizionamenti settoriali differenziati, a loro volta scomponibili per categorie di impianti, che vedono alcuni settori/impianti con abbondanti permessi ed altri con carenza di permessi. In complesso, dal confronto tra quote allocate ed emissioni verificate a livello nazionale (anno 2005) è emerso che l Italia per l anno 2005 è risultata essere insieme a Spagna, Austria, Irlanda e Gran Bretagna fra i paesi nei quali il numero di quote/permessi distribuiti dal PNA sono risultate inferiori rispetto alle emissioni prodotte e verificate. Tale condizione caratterizza, a livello aggregato, l Italia come compratore netto di quote/permessi sul mercato internazionale. Ma non tutti i settori (o impianti nello stesso settore) sono compratori, da un esame più approfondito si evince come tale condizione sia differenziata sia per settore che tra piccoli e grandi impianti. Il livello d indagine nazionale non consente ancora di identificare le cause del difetto di quote in aggregato, che potrebbero risultare dall applicazione di un target di riduzione più ambizioso rispetto a quello degli altri paesi europei oppure dall aumento delle emissioni nei settori industriali interessati al di sopra dello scenario BaU, oppure dagli scarsi interventi realizzati per abbattere le emissioni da parte degli impianti. In linea teorica nessuna di queste ipotesi può, per ora, essere esclusa. 4 L INDUSTRIA CARTARIA E L EMISSION TRADING Il processo di fabbricazione della carta richiede significative quantità di energia, sotto forma sia di calore che di energia elettrica. Considerando che gli approvvigionamenti di fonti energetiche rappresentano generalmente per le cartiere la seconda voce di costo, con un incidenza valutabile in media nell ordine del 20% dei costi di produzione, si comprende perché esso sia annoverato tra i settori energyintensive. Rispetto al trend storico, si è osservata una diminuzione costante dell intensità energetica per unità di prodotto. Secondo le stime Assocarta (2006), negli ultimi 11 anni si è verificato infatti un miglioramento dell efficienza energetica pari al 20%. Questo andamento è stato, ai fini del consumo energetico e delle emissioni, più che compensato dalla crescita della produzione cartaria, che negli ultimi 10 anni è stata di circa il 3% medio annuo. Le emissioni di gas serra del settore cartario provengono principalmente dalle attività di produzione energetica e solo in minima parte si tratta di emissioni di processo. 861

4 Clima e cambiamenti climatici: le attività di ricerca del CNR All industria cartaria sono state assegnate dal PNA italiano 5,02 MtCO 2 per il 2005, 5,09 per il 2006 e 5,16 per il 2007, comprensivi di 0,58 MtCO 2 di riserva per gli impianti nuovi entranti, valida per l intero primo triennio. Le quote sono state allocate secondo il principio delle emissioni storiche (grandfathering), utilizzando la media del periodo come base storica (Ministero dell Ambiente e della Tutela del Territorio, 2006). Tabella 1: Confronto fra allocazione ed emissioni dell industria cartaria. N impianti Quote allocate PNA, tco2 (2005) Emissioni verificate, tco2 Deficit/eccesso di quote, tco (4,023%) Il 55% delle emissioni è prodotto da 25 grandi impianti che emettono più di tco 2. I piccoli impianti, che emettono meno di tco2 sono 57 e contribuiscono nel complesso solo al 5,75% dell anidride carbonica prodotta dal settore. Nel sistema di scambio europeo, l industria cartaria italiana si posiziona tra i settori compratori (deficit di quote al 2005 pari a tco 2 ) e costituisce un eccezione a livello europeo in quanto, negli altri 24 paesi dell Unione (a parte per la Lituania), il medesimo settore è risultato essere venditore di quote 3. Quest indicazione per l aggregato cela in realtà posizioni differenziate fra i diversi impianti, che costituiscono il punto di partenza per identificare le strategie di risposta innovativa o meno delle singole imprese. Sul totale dei 163 impianti del cartario, 46 risultano avere registrato un eccesso di quote per l anno 2005, i restanti sono invece stati caratterizzati da un difetto di quote. Un ulteriore distinguo opportuno riguarda la diversa condizione 2 I dati delle emissioni verificati provengono dal CITL, per 7 impianti manca l indicazione delle emissioni verificate e si è quindi supposto che siano equivalenti a quelle allocate. 3 Vedi Ellerman e Buchner (2006). Nel contesto italiano, gli altri settori in difetto di quote sono il settore di generazione energetica ed il cementiero. dei piccoli/grandi impianti. La distinzione degli impianti per dimensione evidenzia come sia particolarmente numerosa la categoria degli impianti di piccole dimensioni che costituiscono il 37%. Questo dato riflette caratteri strutturali del tessuto industriale italiano. L identificazione delle posizioni differenziate tra gruppi di impianti consente di individuare alcune delle caratteristiche delle imprese che possono influenzarne la risposta strategica e innovativa. L effetto dell applicazione della Direttiva è infatti influenzato dalla dimensione d impresa e dalle risorse interne. Tabella 2 Disaggregazione degli impianti cartari per dimensione ed eccesso/deficit di quote Impianti Piccoli (< tco2/a) Unità Eccesso di quote Deficit di quote N.a.* 60 37% 15 25% 40 36% 5 Medi 94 58% 26 28% 66 60% 2 Grandi (> tco2/a) 9 5% 5 55% 4 4% - Totale % 46 28% % 7 * Impianti per i quali mancano le informazioni sulle emissioni verificate. Il 67% degli impianti si trova in difetto di quote per un totale di tco 2 che costituisce la domanda di quote del settore cartario per l anno L offerta, proveniente dal 28% degli impianti, ammonta a tco 2. Da tale combinazione deriva il deficit complessivo. In generale, qualora un impresa si trovi in difetto di quote, le alternative a sua disposizione per rispettare il cap imposto dalla normativa sono (a) il ricorso al mercato (acquisto di quote), (b) l introduzione/programmazione di soluzioni tecnologiche che comportano una riduzione delle emissioni. Accanto a queste due alternative make-or-buy si affianca la possibilità di anticipare (borrowing) le quote assegnate per gli anni successivi, valida per il ma non per il Il ricorso al mercato può avvenire attraverso il trasferimento diretto da altri operatori o acquistando quote tramite le piattaforme di 862

5 Mitigazione dei cambiamenti climatici ed adattamento scambio strutturate che richiedono l intermediazione di consulenti finanziari o brokers, o attraverso l adesione a Carbon Funds. Quanto alla realizzazione di interventi di riduzione, le opzioni tecnologiche in grado di ridurre le emissioni carboniche variano a seconda del processo produttivo adottato, e in generale possono ricondursi alle seguenti categorie: (1) ottimizzazione dei processi produttivi; (2) aumento dell efficienza energetica dei processi; (3) aumento dell efficienza energetica nell auto-produzione di energia; (4) aumento del ricorso alle energie rinnovabili; (5) conversione (fuel-switch) a fonti energetiche a minore intensità di carbonio (6) variazione dell offerta di prodotti. L esistenza di un tetto alle emissioni di CO 2 e di un prezzo internazionale del carbonio costituiscono inoltre un fattore di stimolo in mezzo a molti altri, i cui effetti di modulazione dell innovazione ambientale vanno valutati in un orizzonte temporale lungo, che tenga conto dei cicli di capitale fisso. L esame dell influenza delle politiche del clima sull innovazione ambientale non può inoltre prescindere dall integrazione nel campo di indagine delle altre politiche ambientali (in particolare per le rinnovabili e Direttiva IPPC) che interessano il settore cartario e dalla considerazione specifica delle opzioni tecnologiche di riduzione attualmente disponibili. Oltre ad essere un fenomeno multi-stimolo, l eco-innovazione è inoltre un processo multiattore. Pur essendo l industria cartaria il destinatario diretto del vincolo alle emissioni, l elaborazione di soluzione tecnologiche coinvolge anche gli altri attori del cluster industriale e del sistema di innovazione, di cui fanno parte i fornitori di materie prime (settore forestale e riciclo) e prodotti chimici, i produttori di impianti e macchinari, i consulenti, gli istituti ed enti di ricerca, i fornitori di energia, i fornitori di servizi ed i consumatori. Il processo di innovazione ha natura sistemica, e questo è particolarmente vero per l industria cartaria, che si qualifica per un basso tasso di innovazione e ricerca interna, ma che è in grado di beneficiare dell attività innovativa e degli avanzamenti tecnologici realizzati all interno del proprio cluster (Autio et al., 1997). In tale ambito, di particolare importanza risulta essere il ruolo dei fornitori di impianti e macchinari, che sono oggetto di indagine della ricerca CERIS-CNR. 5 CONCLUSIONI E POSSIBILI SVILUPPI La relazione intercorrente tra politiche ambientali e innovazione ambientale quali risposta strategica all imposizione di un vincolo alle esternalità ambientali è stata scarsamente analizzata, soprattutto dal punto di vista empirico. L emergenza del problema dei cambiamenti climatici, che richiede una soluzione soprattutto tecnologica per la mitigazione, fanno dello schema europeo di emission trading un caso di studio rilevante per validare empiricamente questa relazione, identificarne i fattori di influenza, contestualizzarla alla realtà industriale italiana ed elaborare proposte per i decisori pubblici per migliorare l efficienza dinamica delle politiche per il clima. L esame dello schema europeo e delle fasi che hanno caratterizzato l implementazione nazionale, ha consentito di individuare quei fattori e principi che possono limitare il potenziale impatto innovativo di questa politica ambientale. Anche se la teoria economica riconosce all emission trading un efficienza dinamica, cioè una capacità di stimolare innovazione, maggiore rispetto a quella attribuibile a strumenti di politica ambientale basati sulla regolamentazione diretta (commandand-control), lo stimolo all innovazione di questo strumento dipende in modo cruciale dal grado di ambizione delle riduzione imposte e da diversi elementi di design del meccanismo di distribuzione delle quote ai singoli impianti, nonché dal prezzo del carbonio sui mercati internazionali. A soli due anni dall entrata in vigore del sistema di scambio europeo, è possibile cominciare ad esaminare la risposta strategica degli impianti all applicazione della direttiva, per verificare l entità del ricorso al mercato e l in- 863

6 Clima e cambiamenti climatici: le attività di ricerca del CNR fluenza sulle decisioni d investimento in nuove tecnologie e sulle attività di ricerca. I dati raccolti con il questionario e le interviste alle imprese consentiranno di analizzare nel dettaglio il posizionamento ed il comportamento del settore cartario. Lo studio del sistema d innovazione dell industria cartaria, l identificazione degli attori e delle opzioni tecnologiche in grado di ridurre l intensità carbonica del settore consentirà inoltre di verificare il ruolo delle politiche ambientali quali fattore di stimolo al processo di eco-innovazione e di elaborare proposte per favorire lo sviluppo e la diffusione di tecnologie a minore intensità di carbonio. 4 BIBLIOGRAFIA ESSENZIALE Assocarta, Rapporto Ambientale dell industria cartaria, Roma. Autio E., Dietrichs E., Führer K., Smith K., Innovation Activities in Pulp, Paper and Paper Products in Europe, STEP Group Report , Report to European Commission, DG-XIII, Oslo. Direttiva 2003/87/CE del Parlamento europeo e del Consiglio, del 13 ottobre 2003 che istituisce un sistema per lo scambio di emissioni dei gas a effetto serra nella Comunità e che modifica la direttiva 96/61/CE del Consiglio. Ellerman D., Buchner B., Over- Allocation or Abatement? A Preliminary Analysis of the Eu Ets based on the 2005 Emissions data. Nota di Lavoro , Feem, Milano. Kemp R., Environmental Policy and Technical Change: A Comparison of the Technological Impact of Policy instruments, Edward Eldgar, Cheltenham, UK. Mazzanti M., Pontoglio S., Zoboli R., Emission Trading in Lombardia: Studio per una ipotesi di azione a scala regionale. Rapporto di ricerca IRER, Milano. Ministero dell Ambiente e della Tutela del Territorio, Assegnazione e rilascio delle quote di CO 2 per il periodo ai sensi di quanto stabilito dall articolo 11, paragrafo 1 della direttiva 2003/87/CE del parlamento europeo e del Consiglio, DEC/RAS/074/2006 del PointCarbon, Carbon A new climate for carbon trading, Memo, 13 March

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