ENERGY TECHNOLOGY PERSPECTIVES

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1 A G E N Z I A I N T E R N A Z I O N A L E P E R L E N E R G I A ENERGY TECHNOLOGY PERSPECTIVES 2 oo 6 In supporto al piano d azione del G-8 SINTESI ED IMPLICAZIONI PER LE POLITICHE ENERGETICHE Scenari e strategie da oggi al 2050

2 ENERGY TECHNOLOGY PERSPECTIVES 2 oo 6 Scenari e strategie da oggi al 2050 In che modo la tecnologia può contribuire ad assicurare gli approvvigionamenti energetici a prezzi adeguati e a ridurre le emissioni di CO 2? Quali sono le tecnologie energetiche più promettenti? Quanto tempo ci vorrà per immetterle nel mercato energetico? Al vertice G-8 di Gleneagles nel luglio 2005, i leaders delle maggiori economie del mondo si sono confrontati su tali problematiche ed hanno deciso di agire con risoluzione ed urgenza. L Agenzia Internazionale per l Energia è stata incaricata di analizzare gli scenari e le strategie piú adeguati per un futuro energetico sicuro e sostenibile. Energy Tecnology Perspectives è la risposta a questa richiesta del G-8. Questa pubblicazione indica come le tecnologie energetiche possano modificare in modo sostanziale il futuro del sistema energetico ed offre una serie di scenari con un orizzonte temporale al Analizzando la situazione attuale e le prospettive future delle tecnologie per la generazione di energia elettrica, per il settore residenziale e commerciale, per l industria ed i trasporti, lo studio individua un ventaglio di opzioni energetiche esistenti o innovative in grado di offrire sicurezza energetica e contenimento delle emissioni di CO 2. Tra queste, elementi strategici di rilievo sono l efficienza energetica, la cattura e lo stoccaggio della CO 2, le fonti rinnovabili, l energia nucleare. Affinche la tecnologia possa realizzare queste promesse, è necessario agire con urgenza sfruttando il notevole potenziale delle tecnologie esistenti per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili, e rendendo rapidamente disponibili tecnologie emergenti e innovative. Con l intento di offrire al decisore politico un supporto tecnico condiviso per le impegnative scelte da attuare nel prossimo futuro, Energy Tecnology Perspectives fornisce un quadro dettagliato e completo volto alla sostenibilità nel settore energetico. OECD/IEA, 2006 No reproduction, copy, transmission or translation of this publication may be made without written permission. Applications should be sent to: International Energy Agency (IEA), Head of Publications Service, 9 rue de la Fédération, Paris Cedex 15, France.

3 1 SINTESI E IMPLICAZIONI PER LE POLITICHE ENERGETICHE Questa pubblicazione é la risposta al vertice G8 di Gleneagles nel luglio 2005 ed alla riunione dei ministri dell Agenzia Internazionale per l Energia (AIE), svoltasi due mesi prima. Entrambi hanno invitato l AIE a sviluppare scenari energetici alternativi e ad individuare strategie volte ad ottenere un futuro energetico pulito, intelligente e competitivo. Fonti energetiche sicure, sostenibili e accessibili sono fondamentali per la stabilità e lo sviluppo economici. La minaccia di un rapido cambiamento climatico responsabile di gravi perturbazioni, l erosione della sicurezza degli approvvigionamenti energetici, l aumento della domanda di energia nei paesi emergenti, sono sfide determinanti per il decisore politico. Solo l innovazione, l utilizzo di nuove tecnologie efficaci ed economicamente accessibili ed un miglior impiego delle tecnologie per il risparmio energetico possono permetterci di trovare soluzioni. Energy Technology Perspectives presenta lo stato attuale e le prospettive delle tecnologie energetiche esistenti ed emergenti, valutandone il potenziale sviluppo da oggi al 2050 e le barriere che ne limitano la penetrazione nel mercato. Previsioni al 2050 e il ruolo della tecnologia nel settore energetico Il mondo si sta dirigendo verso un futuro energetico insostenibile. Il prezzo del petrolio, ai massimi storici, solleva preoccupazioni per l equilibrio a lungo termine tra domanda e offerta. Le emissioni di anidride carbonica sono aumentate di più del 20% nell ultimo decennio. Se l andamento attuale si mantenesse nel futuro, considerati anche i benefici dell efficienza energetica e i progressi tecnologici legati alle politiche attualmente in vigore (come presentato nello Scenario di Riferimento del World Energy Outlook 2005), le emissioni di CO 2 e la domanda di petrolio continuerebbero ad aumentare rapidamente durante i prossimi 25 anni. Estendendo questa previsione oltre il 2030, queste tendenze diventerebbero ancora più preoccupanti. Nello Scenario di Base preparato per questo studio, le emissioni di CO 2 saranno, nel 2050, due volte e mezzo superiori ai livelli attuali. La domanda crescente nel settore dei trasporti continuerà a far pressione sull offerta di petrolio. Su scala globale, l intensità di carbonio registrerà un aumento dovuto alla maggiore dipendenza dal carbone per la produzione di energia elettrica, (specialmente nei paesi emergenti in rapida espansione e con vasti giacimenti carboniferi), e ad una maggiore utilizzazione del carbone nella produzione di combustibili liquidi per il trasporto.

4 2 Tuttavia, questa previsione allarmante può essere modificata. Gli Scenari di Tecnologie Accelerate (ACT), asse portante di questo libro, dimostrano che usando le tecnologie esistenti o in fase di sviluppo, si può avanzare verso un percorso energetico molto più sostenibile. Gli scenari mostrano come le emissioni di CO 2, connesse all uso di energia, possano essere ricondotte ai loro livelli attuali entro il 2050, e in che modo si possa contenere l aumento della domanda di petrolio. Questi scenari, spiegano anche come, entro il 2050, adottando provvedimenti atti ad ottimizzare l efficienza energetica, si possa raggiungere una riduzione di un terzo della domanda di energia elettrica rispetto allo Scenario di Base. Il risparmio di combustibili liquidi sarebbe equivalente a più della metà dei consumi mondiali odierni di petrolio, compensando in tal modo circa il 56% dell aumento della domanda di petrolio prevista nello Scenario di Base. Le sostanziali modificazioni esposte negli scenari ACT si basano su: Forti guadagni in termini di efficienza energetica ottenuti nei settori dei trasporti, dell industria e degli edifici. Approvvigionamento di energia elettrica sempre più decarbonizzata grazie ad un maggior uso di energia nucleare, fonti rinnovabili, gas naturale e carbone con cattura e confinamento della CO 2 (CCC). Incremento dei biocombustibili per il trasporto su gomma. Ciò nonostante, anche negli scenari ACT, i combustibili fossili continueranno a fornire la maggior parte dell energia mondiale nel La domanda di petrolio, carbone (tranne in uno scenario) e gas naturale sarà maggiore nel 2050 rispetto ad oggi. Gli investimenti per le fonti di energia convenzionali continueranno, quindi, a rimanere essenziali. In tutti e cinque gli scenari ACT, la domanda per i servizi energetici crescerà rapidamente, specialmente nei paesi emergenti. Gli scenari non presuppongono limitazioni alla crescita della domanda dei servizi energetici nei paesi emergenti o in quelli industrializzati. Dimostrano, piuttosto, come tale domanda possa essere soddisfatta in maniera più intelligente e con minori emissioni di CO 2, attuando una serie di politiche, fra cui l aumento della ricerca, sviluppo e dimostrazione (RSD), il potenziamento di programmi di diffusione e gli incentivi economici per il progresso delle tecnologie a basso contenuto di carbonio. Le politiche considerate sono le stesse per tutti e cinque gli scenari ACT. Variano, invece, le ipotesi sul tempo necessario per ottenere i benefici dell efficienza energetica, sulla velocità di riduzione dei costi delle tecnologie più importanti quali la CCC, le rinnovabili e l energia nucleare, e sulla rapidità della loro disponibilità sul mercato. Un sesto scenario, TECH Plus, analizza le conseguenze di presupposti più ottimistici sul progresso delle tecnologie per la produzione dell energia elettrica da fonti rinnovabili e nucleare, dei biocombustibili avanzati e delle celle a combustibile nel settore dei trasporti. I costi per raggiungere un futuro energetico più sostenibile non sono sproporzionati negli scenari ACT, ma richiederanno sforzi ed investimenti sostanziali sia nel settore pubblico che in quello privato.

5 3 Nessuna delle tecnologie necessarie, una volta pienamente commercializzata, dovrebbe costare più di 25 dollari per ogni tonnellata di emissioni di CO 2 evitata. Questa stima é valida in tutti i paesi, compresi quelli emergenti. Per fare un paragone, secondo il sistema dei permessi di emissione dell Unione Europea, questo costo è inferiore al prezzo medio dei permessi per le emissioni di CO 2 per il primo quadrimestre del Un prezzo di 25 dollari per tonnellata di CO 2 aumenterebbe di circa 0,02 dollari per kilowattora il costo dell elettricità prodotta da una centrale a carbone, e di circa 0,07 dollari per litro (0,28 dollari per gallone) il costo della benzina. Il costo medio per tonnellata della riduzione di emissioni di CO 2, per tutte le tecnologie pienamente commercializzate, é inferiore a 25 dollari. Tuttavia, importanti costi di transizione, relativi ai programmi di RSD e a quelli di diffusione, saranno necessari per commercializzare molte tecnologie nei prossimi 20 anni. Il prezzo di importazione del petrolio sarà minore, poiché una domanda inferiore ridurrà la pressione su soluzioni di approvvigionamento più costose. Questa riduzione del costo, però, potrebbe non essere avvertita dai consumatori, essendo per la maggior parte bilanciata dall aumento dei costi per l incentivazione delle tecnologie a basso contenuto di carbonio. Le incertezze sulle proiezioni per i prossimi cinquanta anni sono comunque numerose. Gli scenari ACT presentano una serie di possibili risultati basati su ipotesi che sono tutte, più o meno, ottimistiche per quanto riguarda la riduzione dei costi raggiunti dalle tecnologie legate alla produzione di energia elettrica, quali le rinnovabili, il nucleare e la CCC. Nonostante tutte queste incertezze, due conclusioni principali emergono dal presente studio. La prima è che esistono tecnologie che possono fare la differenza nell arco dei prossimi 50 anni. La seconda è che nessuna di queste tecnologie può incidere sufficientemente operando da sola. Lo sfruttamento di una gamma di tecnologie contribuirà a ridurre significativamente i rischi e potenzialmente i costi, anche se una o più tecnologie non dovessero raggiungere i risultati attesi. Il testo seguente riassume le tecnologie chiave identificate negli scenari ACT che possono aiutare a costruire un portafoglio per un futuro energetico sostenibile. Efficienza energetica negli edifici, nell industria e nei trasporti Accelerare il progresso dell efficienza energetica è indispensabile. Il recente rallentamento del risparmio energetico nei paesi OCSE deve essere capovolto. Questo è senza dubbio possibile dal momento che esiste ancora un margine significativo per adottare tecnologie più efficienti negli edifici, nell industria e nel settore dei trasporti. Nei paesi non OCSE, il potenziale per il miglioramento è anche maggiore, in quanto le economie in rapida espansione offrono grandi opportunità per investimenti in tecnologie che promuovono il risparmio energetico. In molti paesi, i nuovi edifici potrebbero essere costruiti in modo tale da consumare il 70% di energia in meno di quelli esistenti. Alcune delle tecnologie moderne che potrebbero contribuire a questa trasformazione non sono ancora state commercializzate, benché la maggior parte lo sia. I modelli di finestre attualmente sul mercato hanno una capacità di isolamento tre volte superiore

6 4 a quelli disponibili in passato. Le moderne caldaie a petrolio e a gas hanno raggiunto il 95% di efficienza. I moderni condizionatori consumano dal 30% al 40% in meno rispetto ai modelli del decennio scorso. Il teleriscaldamento, le pompe di calore e l energia solare possono contribuire al risparmio energetico. Miglioramenti nei sistemi di illuminazione porterebbero ad un risparmio di energia compreso fra il 30% e il 60%. I progressi maggiori sono stati ottenuti per frigoriferi, i boiler, le lavatrici e le lavastoviglie. L energia elettrica sprecata nelle apparecchiature in stand-by rappresenta circa il 10% dell energia elettrica consumata nel settore residenziale dei paesi appartenenti all AIE, ma esistono tecniche che possono ridurre in maniera sostanziale questo inutile consumo. Nuove tecnologie, quali i contatori intelligenti, le micro centrali a cogenerazione, le celle a combustibile e il fotovoltaico stanno aprendo nuove vie per fornire servizi energetici. Nell industria esiste un potenziale enorme per ridurre la domanda di energia e le emissioni di CO 2 attraverso il miglioramento dell efficienza di motori, pompe, caldaie e impianti di riscaldamento, l aumento di energia recuperata nei processi di produzione dei materiali, un maggior riciclo dei materiali utilizzati, l uso di nuovi e più avanzati processi e materiali e un utilizzo più efficiente di questi ultimi. I maggiori responsabili delle emissioni di CO 2 nel settore industriale sono l industria metallurgica e delle acciaierie (26%); la produzione di altri materiali quali il cemento, il vetro e la ceramica (25%) e l industria chimica e petrolchimica (18%). Le tecnologie d avanguardia nell industria hanno potenzialità importanti di risparmio energetico e di riduzione di emissioni di CO 2. Esse includono membrane avanzate che possono sostituire la distillazione in alcuni processi petrolchimici; il direct casting (fusione diretta) di ferro e acciaio e l utilizzo di biocombustibili nell industria petrolchimica in sostituzione del petrolio e del gas naturale. Il miglioramento dell efficienza energetica nel settore dei trasporti è di fondamentale importanza, poiché questo settore consuma la maggior parte dei prodotti petroliferi ed é caratterizzato dalla più rapida crescita delle emissioni di CO 2. L efficienza dei veicoli convenzionali a benzina e diesel può essere nettamente migliorata. Tecnologie promettenti includono veicoli ibridi e motori diesel avanzati. Turbocompressori, sistemi d iniezione diretta e metodi elettronici avanzati di controllo del motore possono aiutare a ridurre il consumo di carburante. Nuovi materiali e motori più compatti portano a veicoli più puliti ed efficienti. Ampi guadagni in termini d efficienza si possono ottenere per gli optional, in particolare per i condizionatori. Alcune misure pratiche, come un controllo sistematico della pressione dei pneumatici, possono essere sorprendentemente efficaci. Una migliore efficienza é la principale priorità per un futuro energetico più sostenibile. Negli scenari ACT, un miglioramento dell efficienza energetica negli edifici, nell industria e nei trasporti porta ad una diminuzione dei consumi compresa tra il 17% e il 33% rispetto allo Scenario di Base nel L efficienza energetica rappresenta tra il 45% e il 53% della riduzione totale delle emissioni di CO 2 relative allo Scenario di Base nel 2050, a seconda dello scenario considerato. In uno scenario in cui i guadagni di efficienza globale, relativi allo Scenario di Base, sono solo del 20% nel 2050, le emissioni di CO 2 aumentano di più del 20% rispetto agli altri scenari ACT.

7 5 Tecnologie di carbone pulito e di cattura e stoccaggio della CO 2 Le Tecnologie di cattura e stoccaggio della CO 2 (CCC) possono ridurre significativamente le emissioni di CO 2 legate alla generazione di energia elettrica, all industria e alla produzione di carburanti sintetici per i trasporti. La CCC potrebbe ridurre le emissioni di CO 2 del carbone e di gas naturale utilizzati in questi settori portandole quasi a zero. I costi della CCC sono elevati, ma potrebbero scendere sotto i 25 dollari per tonnellata di CO 2 entro il Quando la CO 2 catturata viene usata per processi di estrazione avanzata del petrolio (EOR), i costi possono essere più bassi ed in alcuni casi addirittura negativi. Ciò nonostante, il potenziale globale a lungo termine della CCC é relativamente piccolo rispetto alle emissioni mondiali date dalla produzione di energia elettrica. Tutti i singoli elementi necessari per la CCC sono stati controllati, ma è necessaria una centrale dimostrativa che integri tutti gli elementi. In modo particolare, quando vengono usate a carbone, è importante che le centrali siano le più efficienti possibili, per limitare l aumento del costo dato dall uso di tecnologie di CCC. Sono già disponibili, o in uno stadio avanzato di sviluppo, tecnologie più efficienti di combustione del carbone, tra le quali, centrali ad alta temperatura che utilizzano carbone polverizzato e centrali integrate a ciclo combinato con gasificazione del carbone (IGCC). Negli scenari ACT, le tecnologie di CCC contribuiscono tra il 20% e il 28% del totale della riduzione delle emissioni di CO 2, rispetto allo Scenario Base nel Le tecnologie di carbone pulito che utilizzano tecniche di CCC, offrono un opportunità particolarmente importante di limitare le emissioni nelle economie in rapida crescita dotate di cospicue riserve di carbone, quali la Cina e l India. Le tecnologie di CCC sono indispensabili per il ruolo del carbone nel fornire energia elettrica a basso costo in paesi con emissioni di CO 2 vincolate. Questo è illustrato in uno scenario dove l impiego delle tecnologie di CCC non è considerato come opzione. In tal caso, la domanda globale di carbone sarebbe di quasi il 30% inferiore agli scenari che tengono conto di tecnologie di CCC, e l aumento delle emissioni di CO 2 si situerebbe tra il 10% e il 14%. Produzione di energia elettrica dal gas naturale La percentuale del gas per produzione di energia elettrica rimane significativa in tutti gli scenari ACT, oscillando tra il 23% e il 28% della produzione totale nel Questo rappresenta più del doppio della produzione di elettricità dal gas rispetto ai livelli del Ampie riserve di gas sono disponibili per soddisfare la domanda, ma le quantità effettivamente disponibili e il prezzo dipenderanno da diversi fattori. Le emissioni di CO 2 dovute al gas naturale sono circa la metà per ogni kilowattora prodotto rispetto al carbone. L aumento del rendimento delle centrali elettriche a gas rappresenta uno dei successi delle moderne tecnologie per la generazione di energia elettrica. Le più recenti centrali a gas a ciclo combinato raggiungono un efficienza di circa il 60%. Un utilizzo più esteso di questa tecnologia può ridurre le emissioni in maniera significativa. Per raggiungere rendimenti sempre più alti, saranno necessari nuovi materiali che possano resistere a temperature molto elevate.

8 6 Produzione di elettricità dall energia nucleare L energia nucleare non produce emissioni di CO 2 e la tecnologia è migliorata attraverso varie generazioni. La terza generazione è stata sviluppata negli anni 90, includendo una serie di miglioramenti economici e di sicurezza, quali soluzioni di sicurezza passiva. Undici paesi, tra cui quelli dell OCSE con i maggiori impianti di energia nucleare, si sono associati per sviluppare la quarta generazione di centrali nucleari. Tre sono gli elementi principali che rappresentano gli ostacoli maggiori per un ulteriore sfruttamento dell energia nucleare: l ingente costo di capitale delle centrali, l opposizione di vasti settori dell opinione pubblica ai rifiuti radioattivi e agli incidenti nucleari (percepiti come minacce), e la possibile proliferazione delle armi nucleari. Lo sviluppo dei reattori di quarta generazione punta a risolvere questi ostacoli. Se questi problemi saranno risolti, un impiego maggiore dell energia nucleare potrà portare ad una sostanziale diminuzione delle emissioni di CO 2. Negli scenari ACT, nel 2050, l energia nucleare rappresenta tra il 16% e il 19% della produzione mondiale di elettricità. Il maggior utilizzo del nucleare porta ad una riduzione delle emissioni nel 2050 compresa tra il 6% e il 10% rispetto allo Scenario di Base. In uno scenario con prospettive più pessimistiche, la percentuale del nucleare nel mix di generazione elettrica scende al 6,7%: lo stesso livello dello Scenario di Base. Nello scenario più ottimistico chiamato Tech Plus, l energia nucleare rappresenta il 22,2% della produzione di energia elettrica nel Produzione di energia elettrica dalle fonti rinnovabili Nel 2050, il maggior utilizzo delle fonti rinnovabili, quali l energia idroelettrica, l energia eolica, l energia solare e la biomassa per la produzione di energia elettrica, contribuisce alla riduzione delle emissioni di CO 2 con una percentuale compresa tra il 9% e il 16% nei diversi scenari ACT. La percentuale di rinnovabili nel mix di generazione di elettricità aumenta dal 18% odierno fino al 34% nel In uno scenario con ipotesi meno ottimistiche per quanto riguarda la riduzione del costo di queste tecnologie, il contributo delle rinnovabili nel 2050 scenderebbe al 23%. Al contrario, nello scenario Tech Plus, che prevede ipotesi più ottimistiche per nucleare e rinnovabili, la quota di queste ultime supera il 35% nel L energia idroelettrica è già stata largamente sfruttata e, in molti paesi, è la fonte di energia più economica per la produzione di elettricità. Esiste un potenziale notevole per un suo ulteriore sviluppo, in particolar modo per centrali idroelettriche di piccole dimensioni. L energia idroelettrica rimane la più importante delle fonti rinnovabili in tutti gli scenari ACT. I costi dell energia eolica onshore ed offshore sono diminuiti drasticamente negli ultimi anni, grazie ad un suo maggiore impiego, all uso di pale più grandi e di sistemi di controllo più sofisticati. I costi variano a seconda dell ubicazione. I migliori siti onshore, in grado di produrre energia a circa 0,04 dollari per kilowattora, sono già competitivi rispetto ad altre fonti di energia. Le installazioni offshore sono più costose, soprattutto in acque profonde, ma dovrebbero

9 7 diventare pienamente competitive dopo il In situazioni nelle quali l energia eolica produrrà una percentuale molto elevata di energia elettrica, essa richiederà reti sofisticate, sistemi di back-up, o di immagazzinamento, per risolvere i problemi legati alla sua intermittenza. Negli scenari ACT, la produzione di elettricità data dalle turbine eoliche crescerà rapidamente. Nella maggior parte degli scenari, l energia eolica è la seconda fonte rinnovabile più importante dopo l idroelettrica. La combustione della biomassa per la produzione di energia elettrica è una tecnologia consolidata. Commercialmente competitiva laddove la qualità del combustibile è disponibile e conveniente, la combustione di biomassa nelle centrali a carbone in proporzioni limitate non richiede sostanziali modificazioni e può essere economicamente vantaggiosa contribuendo alla riduzione delle emissioni di CO 2. I costi delle fonti geotermiche ad alte temperature per la produzione di elettricità sono scesi enormemente dagli anni 70. Il potenziale delle fonti geotermiche è immenso, ma l energia geotermica è presente in siti specifici e si può sfruttare soltanto in alcune parti del mondo. Le fonti geotermiche a bassa temperatura per usi diretti, quali il teleriscaldamento e le pompe di calore, sono disponibili in maniera più diffusa. Programmi di RSD possono ridurre ulteriormente i costi ed aumentare lo sfruttamento dell energia geotermica. Le tecnologie solari fotovoltaiche stanno crescendo rapidamente in applicazioni di nicchia. I costi sono scesi grazie al continuo sviluppo e a programmi di RSD. Anche l energia solare termica (che sfrutta la concentrazione del calore solare) presenta delle prospettive promettenti. Nel 2050, comunque, la percentuale dell energia solare (fotovoltaica e termica a concentrazione) nella produzione mondiale di energia elettrica rimarrà al di sotto del 2% in tutti gli scenari ACT. Biocombustibili e celle a combustibile per il trasporto su gomma Trovare alternative senza emissioni per il settore dei trasporti è una sfida maggiore che per la produzione di energia elettrica. L etanolo derivato da materiale vegetale è un combustibile con buone caratteristiche e qualità di combustione. L etanolo è stato mescolato frequentemente con la benzina in miscele che ne contenevano fino al 10%, ma il Brasile ha introdotto, con successo, miscele con concentrazioni più alte, associate a modificazioni minime dei veicoli. L etanolo derivato dalla canna da zucchero è prodotto in grandi quantità in Brasile, ed è già pienamente competitivo rispetto alla benzina, dati gli attuali prezzi del petrolio. La produzione di etanolo al giorno d oggi utilizza prevalentemente canna da zucchero o cereali, ed é associata ad una limitata disponibilità di materie prime. Tuttavia, lo sviluppo tecnologico offre la possibilità di usare anche (oppure soltanto) la parte delle piante costituita principalmente da cellulosa. Questo sviluppo è attualmente uno dei punti chiave della ricerca sulle tecnologie energetiche. L utilizzo dell idrogeno da fonti a basso contenuto di carbonio, o da fonti che non generano emissioni di CO 2, per le celle a combustibile dei veicoli

10 8 potrebbe portare ad una decarbonizzazione del settore del trasporto a lungo termine. Il passaggio all idrogeno, tuttavia, richiederà massicci investimenti per le infrastrutture. In più, nonostante i notevoli recenti progressi, le celle a combustibile continueranno a rimanere molto costose. Il maggior uso dei biocombustibili nel settore del trasporto rappresenta circa il 6% della riduzione delle emissioni di CO 2 in tutti gli scenari ACT, mentre il contributo dato dall idrogeno rimane molto modesto. Solo nello scenario Tech Plus il consumo di idrogeno supera i 300 milioni di tep nel 2050, permettendo di evitare circa 800 milioni di tonnellate di CO 2, mentre l impatto dell alto rendimento delle celle a combustibile porta ad un risparmio di altri 700 milioni di tonnellate. L idrogeno ed i biocombustibili soddisfano il 35% della domanda totale di energia per il settore del trasporto nel 2050 nello Scenario Tech Plus, rispetto al 13% circa degli scenari ACT e al 3% dello Scenario di Base. Questa prospettiva riporterebbe la domanda di petrolio nel 2050 ai livelli attuali. Oltre il 2050 Il ritorno delle emissioni di CO 2 nel 2050 ai livelli attuali, come illustrato negli scenari ACT, offrirebbe una via per stabilizzare la concentrazione di CO 2 nell atmosfera. Affinché ciò possa accadere, occorre che il trend di declino delle emissioni di CO 2 raggiunto entro il 2050 continui nella seconda metà del ventunesimo secolo. In termini generali, gli scenari ACT mostrano come la produzione di energia elettrica possa essere significativamente decarbonizzata entro il La decarbonizzazione dei trasporti, obiettivo più impegnativo, dovrebbe essere conseguita nei decenni seguenti. Le ipotesi tecnologiche più impegnative previste nello scenario Tech Plus porterebbero, nel 2050, ad una riduzione delle emissioni di CO 2 del 16% rispetto ai livelli attuali. Benché questo risultato sia possibile, sarebbe rischioso contare su un ritmo di progresso tecnologico rapido come quello ipotizzato in questo scenario. Per questo motivo, lo scenario Tech Plus potrebbe anche essere interpretato come un indicazione delle tendenze che potrebbero svilupparsi in modo più determinante, e forse con maggiore probabilità, nella seconda metà del secolo. Come applicare gli scenari ACT: implicazioni per le politiche energetiche Raggiungere i risultati descritti negli scenari ACT richiederà uno forzo notevole e coordinato a livello internazionale. La collaborazione del settore pubblico e di quello privato sarà essenziale e sarà necessaria una cooperazione senza precedenti tra paesi industrializzati e paesi emergenti, ma anche tra il settore industriale e gli enti governativi. Si tratta di un impegno urgente di cui ci si deve occupare prima che una nuova generazione di infrastrutture non efficienti e ad alto contenuto di carbonio sia messa in opera. Questo sforzo impiegherà

11 9 decenni per essere produttivo e richiederà investimenti significativi. I benefici, tuttavia, saranno sostanziali, e non solo per l ambiente. Minori consumi energetici, minore inquinamento ed emissioni di CO 2 ridotte allevierebbero le possibili limitazioni della crescita economica che potrebbero derivare da preoccupazioni legate all approvvigionamento di energia ed al degrado ambientale. Per rendere effettivi gli scenari ACT sarà necessario cambiare il modo di produrre energia elettrica, la maniera in cui si costruiscono e si usano case, uffici e fabbriche e modificare le tecnologie utilizzate per i trasporti. In ultima istanza, sarà il settore privato che dovrà farsi carico dei cambiamenti richiesti. Ma il mercato, da solo, non sempre raggiungerà i risultati desiderati. I governi avranno un ruolo chiave nel sostenere programmi innovativi di Ricerca e Sviluppo e nell aiutare le nuove tecnologie a sormontare alcuni ostacoli importanti. Enti governativi, industria e consumatori dovranno lavorare duramente insieme. L efficienza energetica è una delle priorità principali Il miglioramento dell efficienza energetica è spesso il modo più economico, rapido ed eco-compatibile per soddisfare la domanda mondiale di energia. L ottimizzazzione dell efficienza riduce inoltre la necessità di investimenti per gli approvvigionamenti energetici. Molti provvedimenti volti all efficienza energetica sono già economicamente vantaggiosi e si autofinanzieranno grazie alla riduzione della domanda di energia. Ci sono però ancora ostacoli importanti da superare. I consumatori sono spesso male informati. Pochi sono interessati all efficienza energetica quando acquistano elettrodomestici, case o automobili e spesso la classe dirigente non considera prioritaria l efficienza energetica al momento di prendere decisioni. Ci sono, inoltre, opportunità per il riparmio di energia che i consumatori ignorano perché i fabbricanti di frigoriferi, televisori ed automobili non approfittano pienamente delle tecnologie esistenti che renderebbero più efficienti i loro prodotti. Un largo ventaglio di politiche energetiche è disponibile, fra cui campagne pubblicitarie, linee guida non vincolanti, etichette di conformità e target, leadership del settore pubblico per la gestione dei processi di acquisto ed approvvigionamento, regole vincolanti, standard, incentivi fiscali e di altra natura. I governi dovrebbero aiutare l industria ed i consumatori ad adottare ed a richiedere le nuove tecnologie che erogheranno gli stessi, se non migliori, servizi a costi più bassi. Sono essenziali programmi mirati di Ricerca e Sviluppo È necessario stabilizzare la contrazione dei budget per i Programmi di Ricerca e Sviluppo per l energia e successivamente aumentarli. È indispensabile un maggior numero di programmi di Ricerca e Sviluppo nel settore privato. Alcune compagnie che mirano al futuro si stanno impegnando maggiormente, ma questa tendenza deve continuare ad espandersi. Per quanto riguarda le tecnologie che sono già commercializzate, il settore privato si trova nella miglior posizione per adottare programmi di Ricerca e Sviluppo adatti alle necessità del mercato.

12 10 Ciò nonostante, gli investimenti governativi per la Ricerca e Sviluppo rimarranno essenziali, soprattutto per quelle tecnologie promettenti che non sono ancora commercializzate. I budget statali dei paesi dell AIE per questi programmi sono ben al di sotto dei livelli che hanno raggiunto in risposta agli shock petroliferi degli anni 70, e nell ultimo decennio sono rimasti invariati, se non in declino. I budget per i programmi Ricerca e Sviluppo e di diffusione debbono essere rivisti, se si vuole che i risultati degli scenari ACT si realizzino. Alcuni dei settori con il maggior potenziale sono: biocombustibili di seconda generazione, idrogeno e celle a combustibile, stoccaggio dell energia e rinnovabili avanzate. Ci sono anche dei settori interessanti nel campo delle scienze, quali le bio e le nanotecnologie, e le tecnologie dei materiali, che potrebbero aprire delle notevoli prospettive per l energia a lungo termine. La transizione dalla Ricerca e Sviluppo alla fase di diffusione delle tecnologie é fondamentale La fase di diffusione può richiedere una quantità di fondi superiore rispetto alla fase di Ricerca e Sviluppo. Varie tecnologie che sono attualmente presenti sul mercato necessitano di sostegni statali se vogliono essere utilizzate in maniera massiccia. Molte tecnologie per lo sfruttamento delle fonti rinnovabili si trovano in questa situazione. La valle della morte, di fronte alla quale si trovano nuove tecnologie prima della piena commercializzazione, deve essere superata. L esperienza mostra come nuove tecnologie beneficino della riduzione dei costi attraverso l apprendimento tecnologico, quando ne aumenta la diffusione. Programmi statali finalizzati alla diffusione di nuove tecnologie possono anche stimolare programmi di Ricerca e Sviluppo da parte dell industria privata, attraverso la creazione di nuovi mercati. È particolarmente urgente la necessità di commercializzare moderne centrali a carbone che utilizzino tecniche di cattura e confinamento della CO 2. Se questo verrà realizzato, il carbone continuerà ad avere un ruolo importante nel mix energetico fino al 2050, con una riduzione significativa dei costi di transizione verso un energia più sostenibile. Per accelerare l introduzione della CCC servono, entro il 2015, almeno dieci centrali dimostrative a carbone con CCC. Centrali di questo tipo avranno un costo compreso tra 500 milioni e un miliardo di dollari ciascuna. Progetti di questo genere si potranno realizzare solamente se i governi aumenteranno il loro impegno per lo sviluppo e la diffusione della CCC, e se lavoreranno a stretto contatto con il settore privato. Il coinvolgimento in questo processo dei paesi emergenti con ampie riserve di carbone, come la Cina, avrà un importanza cruciale. Iniziative simili saranno necessarie per commercializzare la quarta generazione delle centrali nucleari. I governi devono creare un sistema stabile che promuova le opzioni energetiche a basso contenuto di carbonio Le nuove tecnologie energetiche potrebbero essere più costose, anche dopo aver pienamente conquistato i mercati, di quelle che devono sostituire. Le tecnologie di CCC, per esempio, non avranno un impatto significativo a meno che non vengano messi in opera incentivi economici durevoli per ridurre le

13 11 emissioni di CO 2. Gli scenari ACT prevedono un ampio sviluppo di tecnologie con un costo aggiuntivo di 25 dollari per tonnellata di CO 2 nel Questo risultato potrebbe essere raggiunto in varie maniere, come con schemi di limiti massimi e di scambio nazionali ed internazionali ( cap-and-trade ), ma anche attraverso provvedimenti fiscali o normativi su scala nazionale. Sono necessari incentivi sia nelle nazioni industrializzate che in quelle in via di sviluppo. Gli incentivi per le industrie ad alta intensità energetica devono essere coordinati a livello internazionale per evitare che le fabbriche vengano dislocate in paesi con regimi regolatori meno severi, aumentando di conseguenza le emissioni globali di CO 2. Anche le barriere non economiche devono essere considerate con attenzione Ci sono vari ostacoli, non economici o di carattere tecnico, che possono ritardare od impedire l innovazione e lo sviluppo nel mercato delle nuove tecnologie energetiche. Si possono presentare sotto forma di regole di pianificazione o rilascio di licenze, carenza d informazione di educazione e di formazione, norme per la salute e la sicurezza, o la mancanza di coordinamento tra i differenti settori. Tutti questi elementi devono essere valutati attentamente se si vuole che il potenziale delle nuove tecnologie sia pienamente sviluppato. È necessaria una stretta collaborazione tra paesi industrializzati e paesi emergenti Entro il 2050, la maggior parte dell energia mondiale sarà utilizzata nei paesi emergenti, molti dei quali stanno registrando un rapido aumento dei consumi energetici in tutti i settori. Per questo motivo, i paesi emergenti dovranno vagliare politiche per la sicurezza energetica e per la riduzione delle emissioni di CO 2. L economia mondiale dell energia deve subire una profonda trasformazione per rispondere alle legittime aspirazioni degli abitanti dei paesi emergenti al riguardo dei servizi energetici, e per assicurare gli approvvigionamenti e la sostenibilità del sistema. I paesi industrializzati hanno un importante ruolo da svolgere nell aiutare i paesi emergenti a superare il gap del processo di sviluppo tecnologico e ad impiegare regole ed apparecchiature efficienti attraverso il trasferimento di tecnologie e la creazione di competenze e sforzi collaborativi per mettere in opera programmi di Ricerca e Sviluppo. I paesi emergenti in rapida crescita offrono l occasione di accelerare l apprendimento tecnologico e di ridurre i costi delle nuove tecnologie, quali l utilizzo di apparecchiature a risparmio di energia. This document was originally published in English. While the IEA has made every effort to ensure that this Italian translation is true to the original English text, there may be some slight differences.

14 The Online Bookshop International Energy Agency All IEA publications can be bought online on the IEA website: You can also obtain PDFs of all IEA books at 20% discount. Books published before January with the exception of the statistics publications - can be downloaded in PDF, free of charge, from the IEA website. IEA BOOKS Tel: +33 (0) Fax: +33 (0) books@iea.org International Energy Agency 9, rue de la Fédération Paris Cedex 15, France CUSTOMERS IN NORTH AMERICA Turpin Distribution The Bleachery 143 West Street, New Milford Connecticut 06776, USA Toll free: +1 (800) Fax: +1 (860) oecdna@turpin-distribution.com You can also send your order to your nearest OECD sales point or through the OECD online services: CUSTOMERS IN THE REST OF THE WORLD Turpin Distribution Services Ltd Stratton Business Park, Pegasus Drive, Biggleswade, Bedfordshire SG18 8QB, UK Tel.: +44 (0) Fax: +44 (0) oecdrow@turpin-distribution.com