ENERGIA SCENARIO MONDIALE

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1 Università degli Studi di Perugia ENERGIA SCENARIO MONDIALE Ing. Andrea Nicolini

2 UNITA DI MISURA NEL SISTEMA INTERNAZIONALE SI L'UNITÀ DI MISURA DELL'ENERGIA È IL Joule (IN SIMBOLO J ). Altre unità di misura kilowattora (consumo di energia elettrica) 1 kwh = 3, J Tep = Tonnellata equivalente di petrolio, indica la quantità di energia termica ottenibile bruciando una tonnellata di petrolio (1 Tep = J) Caloria (o piccola caloria) = unità utilizzata in termodinamica (1 cal = 4,186 J) CALORIA (o grande caloria) = unità di energia riferita solitamente ai cibi, ma molto usata anche in termoidraulica (1 CAL = 4186 J) Btu = British thermal unit, utilizzata nel Regno Unito e per le macchine frigorifere (1 Btu = 1055 J) ev = utilizzata in Fisica atomica e subatomica (1eV = 1, x J)

3 INDICE FATTORI DOMINANTI DEL PANORAMA ENERGETICO MONDIALE CRESCITA ECONOMICA CRESCITA DELLA POPOLAZIONE PREZZI CO2 PRICING DOMANDA E OFFERTA DI ENERGIA PRIMARIA RISERVE PRODUZIONE CONSUMO DOMANDA DI ENERGIA FUTURA NUCLEARE COMBUSTIBILI FOSSILI FONTI RINNOVABILI

4 CRESCITA ECONOMICA La crisi economica del ha segnato profondamente il panorama energetico mondiale Dopo qualche anno dall inizio della crisi finanziaria: Dubbi sulla sostenibilità del recupero dell economia globale I governi si sono allontanati dalle scelte in merito di politica energetica e ambientale La domanda di energia segue marcatamente l andamento del PIL (Prodotto Interno Lordo) Variazioni economiche riduzione o aumento dell uso dell energia

5 CRESCITA ECONOMICA GDP = Gross Domestic Product * Mexico and Turkey included in Key Growth Countries Fonte: ExxonMobil 2015 Outlook for Energy

6 CRESCITA ECONOMICA Intensità Energetica Globale PIL (Prodotto Interno Lordo) Intensità energetica globale (MJ/$) Quantità di energia necessaria per produrre un unità di PIL Tra il 2009 e il 2035: Riduzione dell intensità energetica % (senza applicare o modificando parzialmente le politiche energetiche attuali ) 44% (se verrà raggiunto l obiettivo di contenere il riscaldamento globale entro i 2 C) Diminuzione accertata del 32% tra il 1971 ed il 2012

7 CRESCITA ECONOMICA Trend della domanda di energia primaria Current Policies Scenario = politiche al 2011 rimangono costanti New Policies Scenario = si tiene in conto le intenzioni dei governi 450 Scenario = politica in grado con il 50% di possibilità di limitare l incremento di temperatura di 2 C Fonte: IEA World Energy Outlook 2011

8 CRESCITA ECONOMICA Variazione Percentuale dell intensità di energia primaria tra il 2009 e il 2030 Fonte: IEA World Energy Outlook 2011

9 CRESCITA ECONOMICA Crisi Finanziaria prima ripresa Il consumo di energia primaria è sceso dell 1,1% tra il 2008 e il 2009 la prima significativa riduzione dal 1981 Poi segnale di ripresa nel 2010: + 5,6% (dal 2009) nel 2014 c è stata una crescita del 0.9%. Questo è il tasso più lento di crescita dal 1998 a parte il declino dovuto al picco di crisi finanziaria. La crescita 2014 è stata inferiore alla media in tutte le regioni ad eccezione del Nord America e Africa. Tutti i carburanti, eccetto il nucleare, sono cresciuti anche se a tassi inferiori alla media. Il petrolio rimane il combustibile più utilizzato a livello mondiale. Idroelettrico e altre fonti rinnovabili hanno raggiunto quote record del consumo globale di energia primaria (6.8% e 2.5%, rispettivamente). Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

10 CRESCITA ECONOMICA World consumption Million tonnes oil equivalent Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

11 CRESCITA ECONOMICA

12 CRESCITA DELLA POPOLAZIONE Livello della popolazione : effetto diretto sull entità della domanda di energia effetto indiretto sulla crescita economica e lo sviluppo tecnologico Popolazione in età da lavoro (18-65 anni) è alla base della crescita economica La crescita della popolazione interessa i Paesi Non-OECD, soprattutto Asia e Africa La popolazione dell OECD cresce, ma solo dello 0,6% annuo Popolazione mondiale: 2015: 7,3 miliardi 2035: 8,7 miliardi Tasso di crescita annua: circa 1%

13 CRESCITA DELLA POPOLAZIONE Tasso di urbanizzazione É un fattore determinante della domanda di energia Gli abitanti delle città nei paesi sviluppati tendono ad avere redditi più alti e migliori accessi ai servizi energetici Ad oggi: chi risiede nelle aree del mondo meno sviluppate (più del 20% della popolazione mondiale) non ha ancora accesso ai servizi energetici (es. energia elettrica) L energia destinata alle città trasformerà l uso stesso dell energia. Nel tempo si ridurrà la differenza tra zone urbane e rurali (tenderanno a fruire degli stessi servizi energetici)

14 CRESCITA DELLA POPOLAZIONE Popolazione Urbana Mondiale 1950,2010,2050 (proiezione)

15 CRESCITA DELLA POPOLAZIONE Tasso di urbanizzazione ,8 miliardi di famiglie nel mondo (+50% del 2010) Bisogno di energia per consumi domestici (illuminazione, riscaldamento, cottura, acqua calda e refrigerazione) La crescita sarà particolarmente forte in Africa, Cina, India e America Latina La crescita globale delle famiglie sarà compensata dai miglioramenti nell efficienza energetica residenziale

16 CRESCITA DELLA POPOLAZIONE Tasso di urbanizzazione

17 CRESCITA DELLA POPOLAZIONE Non è quella residenziale la richiesta primaria Domanda di Energia Primaria per settore (10 15 Btu) Fonte: ExxonMobil 2015 Outlook for Energy

18 PREZZI DELL ENERGIA Gli attuali prezzi dell energia influenzano: 1. Quanto combustibile verrà consumato 2. Quanto vale la pena investire nel miglioramento dell efficienza energetica di una particolare tecnologia

19 PREZZI DELL ENERGIA: PREZZO DEL PETROLIO I prezzi sono cresciuti a partire dalla metà del Causa: Perdita della produzione in Libia Preoccupazioni che le rivolte nel MENA si estendano ad altri maggiori Paesi produttori E previsto che i prezzi continueranno a crescere «più o meno» costantemente fino al 2035 Fonte: IEA Oil Market Report 2012

20 PREZZI DELL ENERGIA: PREZZO DEL PETROLIO Anomalia: nel 2014 croilo dei prezzi. Possibili cause: Aumento produzione (soprattutto USA con produzione da sabbie bituminose) Riduzione generale dei consumi (anche da paesi come la Cina da cui si aspettava un boom) Fonte: IEA Oil Market Report 2015

21 PREZZI DELL ENERGIA: PREZZO DEL GAS NATURALE L attuale prezzo del gas è condizionato dalla differenza nei meccanismi di pricing nei vari Paesi. Paesi OECD: è correlato al prezzo del petrolio Clausole di indicizzazione nei contratti di fornitura a lungo termine Concorrenza tra i produttori di gas e petrolio nella produzione di potenza Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

22 CO 2 PRICING Influenza le decisioni sugli investimenti nel settore energetico (influenza i costi dei combustibili): EU ETS (Emission Trading System), in via di riforma Prezzi dei certificati più bassi del previsto (media 5,90 euro nel 2014, comunque in aumento del +34% rispetto all anno precedente) Fonte: GSE

23 CO 2 PRICING Influenza le decisioni sugli investimenti nel settore energetico (influenza i costi dei combustibili): Carbon Tax (per settori dove non si applica ETS, quindi non a impianti di combustione oltre 20 MW, raffinerie, cokerie, impianti di produzione e trasformazione dei metalli ferrosi, industria dei prodotti minerali di particolare taglia e quanto non compreso nell all.1 della Direttiva 2003/87/CE) Tassa pari a 20/tonCO2 emessa nel 2010 in Europa (Finlandia prima ad introdurla). La tassa dove applicata potrebbe aumentare (dipende dalle politiche energetiche)

24 CO 2 PRICING Le politiche di sensibilizzazione all efficienza energetica dovrebbero comunque produrre una riduzione delle emissioni. Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

25 CO 2 PRICING (EMISSIONI ATTUALI)

26 SCENARIO ATTUALE Eventi che hanno influenzato il panorama energetico mondiale: Instabilità e rivolte nel Medio-Oriente e Nord Africa (MENA) del 2011 Incidente nucleare di Fukushima e dubbi sul nucleare I combustibili fossili mantengono un ruolo dominante nel settore energetico Parziale allontanamento dalle politiche ambientali Dubbi sull affidabilità delle forniture energetiche Trend crescente di Cina e Russia

27 DOMANDA E OFFERTA DI ENERGIA PRIMARIA Riserve, Produzione e Consumo 1. PETROLIO 2. CARBONE 3. GAS NATURALE 4. URANIO 5. RINNOVABILI

28 1. PETROLIO: LA DOMANDA E I CONSUMI Il consumo globale è aumentato di b/d, con le economie emergenti in prima fila; la Cina ha registrato un aumento inferiore alla media, ma ha ancora rappresentato il più grande incremento di consumi (+392 kb/d). Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

29 1. PETROLIO: LA DOMANDA E I CONSUMI Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

30 1. PETROLIO: LA DOMANDA E I CONSUMI Fonte: IEA Oil Market Report 2015

31 1. PETROLIO: LE RISERVE Le riserve mondiali accertate di petrolio ammontano a miliardi di barili a fine 2014 (sufficienti alla produzione mondiale per 52.5 anni). Incrementi significativi dall'arabia Saudita (1,1 miliardi di barili), maggior calo dalla Russia, dove le riserve sono diminuite di 1,9 miliardi di barili. I Paesi OPEC continuano a detenere la maggioranza delle riserve mondiali, che rappresenta il 71,6% del totale mondiale. Sud e Centro America continuano a tenere il più alto rapporto R/P (Riserve/Produzione), più di 100 anni. Nell ultimo decennio, le riserve certe mondiali sono aumentate del 24%, con oltre 330 miliardi di barili. Stato Riserva accertata Anno 2014 (migliaia Mb) % sul totale Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015 Venezuela % Ar.Saudita % Canada %

32 1. PETROLIO: LE RISERVE Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

33 1. PETROLIO: LE RISERVE Rapporto R/P (in anni) Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

34 1. PETROLIO: LA PRODUZIONE La produzione di petrolio ha superato il consumo nel 2014 ed è cresciuta di 2,1 Mb/d. La crescita ha riguardato i paesi non-opec (in particolare USA con 1,6 Mb/d, record storico). Produttore Produzione Anno 2014 (kb/d) % incremento rispetto 2013 USA % Ar.Saudita % Russia % Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

35 1. PETROLIO: GLI SCAMBI kb/d importati, di cui in Europa, 9221 in USA, 4333 in Giappone. Tra gli esportatori, kb/d dal Medio Oriente (34.8% del totale). Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

36 2. CARBONE: LA DOMANDA E I CONSUMI Il consumo globale nel 2014 è aumentato di appena 14.8 Mtep (+0.4%), con il maggiore incremento per l India (+11.1%) e la maggiore riduzione per l Ucraina (-20.2%). Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

37 2. CARBONE: LA DOMANDA E I CONSUMI Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

38 2. CARBONE: LE RISERVE Le riserve mondiali accertate di carbone ammontano a Mton a fine 2014 (sufficienti alla produzione mondiale per 110 anni, il maggior valore R/P per tutti i combustibili). L'Europa e Eurasia detengono le maggiori riserve certe e hanno il più alto rapporto R/P (268 anni), a fronte di 248 anni per il Nord America. Il più basso rapporto R/P è in Asia-Pacifico (51 anni). Stato Riserva accertata Anno 2014 (Mton) % sul totale USA % Russia % Cina % Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

39 2. CARBONE: LE RISERVE Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

40 2. CARBONE: LE RISERVE Rapporto R/P (in anni) Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

41 2. CARBONE: LA PRODUZIONE La produzione di carbone è scesa del 0.7% nel L India ha avuto il maggior incremento di produzione (+6.4%), la Cina (-2.6%) il maggior decremento. Produttore Produzione Anno 2014 (Mtep) % incremento rispetto 2013 Cina % USA % Indonesia % Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

42 3. GAS NATURALE: LA DOMANDA E I CONSUMI La crescita dei consumi nel 2014 è stata inferiore alla media in tutte le regioni ad eccezione del Nord America e Medio Oriente. Gli Stati Uniti (+ 2.9%) hanno registrato la maggiore crescita dei consumi nel mondo, mentre l'unione europea ha avuto il più grande declino (-11,6%, record). Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

43 3. GAS NATURALE: LA DOMANDA E I CONSUMI Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

44 3. GAS NATURALE: LE RISERVE Le riserve mondiali accertate di gas naturale ammontano a m 3 a fine 2014 (sufficienti alla produzione mondiale per 54.1 anni). Le riserve certe sono aumentate del 0,3% rispetto a fine L aumento in Russia ( m 3 ), Azerbaigian ( m 3 ) e Stati Uniti ( m 3 ) ha rappresentato tutto l'aumento lordo delle riserve certe mondiali nel Stato Riserva accertata Anno 2014 (10 12 m 3 ) % sul totale Iran % Russia % Qatar % Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

45 3. GAS NATURALE: LE RISERVE Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

46 3. GAS NATURALE: LE RISERVE Rapporto R/P (in anni) Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

47 3. GAS NATURALE: LA PRODUZIONE La produzione mondiale di gas naturale è aumentata del 1.6% nel 2014, quattro volte il tasso di crescita dei consumi globali (+0.4%). La crescita della produzione è stata inferiore alla media in tutte le regioni tranne il Nord America. Produttore Produzione Anno 2014 (Mtep) USA % % incremento rispetto 2013 Russia % Qatar % Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

48 3. GAS NATURALE: GLI SCAMBI Mm 3 importati per gasdotto, Mm 3 importati come LNG. Maggior esportatore per gasdotto la Russia (187.4 Mm 3 ), come LNG il Qatar (103.4 Mm 3 ). Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

49 4. URANIO: RISERVE Fonte: World Nuclear Association

50 4. URANIO: PRODUZIONE Produzione (tonnellate di Uranio) Il 64% della produzione mondiale di uranio deriva dalle miniere di Kazakistan (38%), Canada (15.5%) e Australia (10.5%) Australia Brazil Canada China Czech Rep Germany India Kazakhstan Malawi Namibia Niger Pakistan Romania Russia South Africa Ukraine USA Uzbekistan Total Fonte: World Nuclear Association

51 4. URANIO: CONSUMO La produzione di energia nucleare mondiale nel 2014 è aumentata del 1.8%, significativamente maggiore rispetto alla media degli ultimi 10 anni di -0.8%. Aumenti in Corea del Sud, Cina, Francia e Nord America più che compensato i cali in Giappone, Belgio e Regno Unito. Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

52 4. URANIO: CONSUMO Nel mondo, vengono consumate circa tonnellate di uranio all anno, destinate soprattutto ai reattori convenzionali. Si stima che le attuali riserve di uranio potranno soddisfare la richiesta per altri 80 anni. Il mercato dell'uranio si sta riprendendo: dopo il crollo in seguito all'incidente di Fukushima, la conferma dei grandi programmi nucleari in India e in Cina fa prevedere che la richiesta aumenterà nel prossimo futuro: La produzione nucleare dell'india aumenterà di 13 volte entro il 2030 Notevoli anche le previsioni per la Corea del Sud: entro il 2024 la potenza nucleare sarà almeno raddoppiata, arrivando a MW

53 5. ENERGIA RINNOVABILE: CONSUMO La produzione idroelettrica globale è cresciuta del 2.0% nel 2014, una crescita più lenta rispetto ai due anni precedenti e al di sotto della media a 10 anni del 3.3%. Quasi tutta la crescita globale è dovuta alla Cina (aumento del 15.7%). Ciò è stato parzialmente compensato da grandi declini in Brasile, Turchia, Nord America e Russia. Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

54 5. ENERGIA RINNOVABILE: CONSUMO Le altre energie rinnovabili in potenza sono cresciute del 12.0%, il tasso più basso di crescita dal Tuttavia le energie rinnovabili hanno continuato ad aumentare la loro quota di produzione di energia elettrica, pari al 6.0% dell'energia elettrica mondiale. L area Asia-Pacifico ha contribuito al più grande incremento di crescita, guidata dalla Cina, mentre l'africa ha registrato il tasso di crescita più veloce. Europa e Eurasia continuano a guidare in termini di quota di produzione di energia elettrica, con fonti rinnovabili non idroelettriche ora pari a quasi il 17% della produzione di energia dell'ue. Fonte: BP Statistical Review of World Energy 2015

55 DOMANDA DI ENERGIA FUTURA NUCLEARE COMBUSTIBILI FOSSILI RINNOVABILI

56 LO SVILUPPO DEL NUCLEARE

57 LA POTENZA NUCLEARE OGGI Reattori operativi a Giugno 2015: 438 in 31 paesi con una potenza elettrica cumulata di 379 GW. Forniscono oltre l'11% dell'energia elettrica mondiale. Gli impianti operativi in USA (100), Francia (58) e Giappone (48) sono 206. Reattori in costruzione: 67 con una potenza elettrica cumulata di 65 GW. Di questi ben 24 in Cina, 9 in Russia, 6 in India. Tempo di vita medio degli impianti: 30 anni Fonte: IAEA Pris Information System

58 PRIMA DI FUKUSHIMA: PREVISIONI AL 2050 Consumo di uranio (ton): 5,6 milioni Potenza installata (GW) Ipotesi 1. Senza introdurre nuove politiche energetiche: 610 Ipotesi 2. Riduzione delle emissioni di CO2 della metà rispetto al livello registrato nel 2005: 1200

59 INCIDENTE DI FUKUSHIMA Giappone: Perdita di 9.7 GW di potenza nucleare Viene bloccato anche l impianto di Hamaoka: persi altri 3.6 GW di potenza Aumenta la dipendenza a breve termine dalle altre fonti fossili (carbone, gas, petrolio) Domanda di petrolio in Giappone per il settore della potenza nel 2011: 230 barili al giorno Domanda di GNL in Giappone per il settore della potenza nel 2011: 10 miliardi di metri cubi Nel Mondo: L impatto sul mercato del gas e petrolio è stato limitato perché i volumi coinvolti non sono così elevati rispetto alla fornitura totale mondiale L incidente di Fukushima ha contribuito ad incrementare la pressione sui prezzi dell energia, ma non così tanto come altri fattori (es. le rivolte nel MENA, stop dell importazione libica ecc.)

60 PREVISIONI Come cambierebbe lo scenario energetico mondiale se ci fosse un basso contributo del nucleare? Scenario previsto ( ): Paesi OECD: non vengono costruiti ulteriori reattori dopo quelli già realizzati I reattori costruiti prima del 1980 vengono ritirati dopo un tempo di vita di 45 anni I reattori costruiti dopo il 1980 vengono ritirati dopo un tempo di vita di 50 anni

61 TENDENZE FUTURE (2040) Petrolio +30 % della domanda rispetto al 2010 (soprattutto diesel e jet fuel) Rimane la fonte di energia principale Verso l Età dell Oro del Gas naturale Spostamento verso tecnologie low-carbon Il gas naturale diventa il secondo combustibile più richiesto Carbone La domanda raggiunge il picco nel 2025 per poi diminuire in risposta al miglioramento delle tecnologie low-carbon (anche in Cina) Soprattutto nei paesi OECD Nucleare + 2.3% all anno Tale incremento è condizionato dall incidente di Fukushima del 2011 Crescita notevole di rinnovabili (limitata per solare e eolico da intermittenza e costi)

62 TENDENZE FUTURE Crescita annua Fonte: ExxonMobil 2015 Outlook for Energy

63 IL FUTURO DEL GAS NATURALE Oggi: il gas non convenzionale ammonta al 50% delle riserve disponibili di gas naturale È geograficamente più diffuso del gas convenzionale. 2040: la quota di gas non convenzionale sulla produzione complessiva di gas aumenta sino a rappresentare 1/5 del totale, nonostante la velocità di sviluppo vari significativamente da regione a regione. Un età dell oro del gas (domanda prevista in crescita anche del 65% rispetto al 2010) richiederà un elevato livello tecnologico. É la più pulita tra le fonti fossili ma il suo maggiore consumo (senza il supporto di tecnologie di stoccaggio e cattura dell anidride carbonica - CCS) non sarà di per sé sufficiente ad indirizzare il mondo lungo un percorso di emissioni coerente con l obiettivo di limitare l aumento della temperatura media mondiale entro i 2 C.

64 IN CONCLUSIONE Scenari futuri ( ) Cresce la domanda di energia nonostante le variazioni nel panorama economico. I paesi non-ocse (guidati da Cina e India) rappresentano il 90% della domanda futura. Un futuro senza nucleare comporterebbe un maggiore sfruttamento delle fonti rinnovabili, con un conseguente miglioramento di efficienza delle attuali tecnologie. Allo stesso tempo però aumenterebbe anche il consumo di fonti fossili per compensare la maggiore richiesta di energia nel breve termine.

65 Politica energetica-ambientale UE (Pacchetto Clima-Energia ) % nei consumi energetici complessivi (rispetto al livello tendenziale) 2. 20% di fonti rinnovabili nei consumi energetici per usi finali % nelle emissioni di gas ad effetto serra (rispetto al 1990) Obiettivi al 2020: (già praticamente raggiunti) Obiettivi al 2030 definiti a ottobre 2014: