PROSPETTIVE DELLE TECNOLOGIE ENERGETICHE MONDIALI 2050 (WETO-H2) MESSAGGI FONDAMENTALI

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1 PROSPETTIVE DELLE TECNOLOGIE ENERGETICHE MONDIALI 2050 (WETO-H2) MESSAGGI FONDAMENTALI Lo studio WETO-H2 ha elaborato una proiezione di riferimento del sistema energetico mondiale e due scenari di variazione, uno impostato sulla limitazione del carbonio e l altro sullo sviluppo dell idrogeno. Questi scenari sono stati utilizzati per esaminare le opzioni possibili in materia di politiche tecnologiche e climatiche nei prossimi cinquant anni. Tutte le proiezioni al 2050 sono state elaborate grazie ad un modello di simulazione del settore energetico mondiale il modello POLES che descrive l evoluzione dei sistemi energetici nazionali e regionali e le loro interazioni con i mercati dell energia internazionali, tenendo conto delle risorse limitate e delle politiche climatiche. L evoluzione del sistema energetico mondiale nella proiezione di riferimento La proiezione di riferimento La proiezione di riferimento delinea un proseguimento delle attuali tendenze economiche e tecnologiche, con vincoli a breve termine sullo sviluppo della produzione di petrolio e di gas e politiche climatiche moderate, per le quali l Europa dovrebbe mantenere un ruolo guida. Consumo energetico mondiale Si prevede che il consumo totale di energia a livello mondiale passi dagli attuali 10 Gtep all anno a 22 Gtep all anno nel I combustibili fossili rappresentano il 70% del totale (il carbone e il petrolio il 26% ciascuno e il gas naturale il 18%) e quelli non fossili il 30%; quest ultima percentuale è ripartita quasi esattamente fra energie rinnovabili ed energia nucleare. Miglioramento dell efficienza energetica Nel 2050 le dimensioni dell economia mondiale sono quadruplicate rispetto a quelle attuali, mentre il consumo energetico mondiale è poco più che raddoppiato (fattore 2,2). Tale significativo miglioramento dell efficienza energetica è riconducibile in parte ai cambiamenti tecnologici o strutturali che hanno luogo autonomamente nell economia, in parte alle politiche di efficienza energetica e in parte alle conseguenze del forte aumento dei prezzi dell energia. Equilibrio nord-sud in materia di consumo energetico La domanda di energia aumenta nettamente nelle regioni del mondo in via di sviluppo, dove al momento le esigenze energetiche di base sono lungi dall essere soddisfatte. Poco dopo il 2010 il consumo energetico in questi paesi supera quello del mondo industrializzato, per arrivare ai due terzi del consumo mondiale nel 2050.

2 Profili di produzione del petrolio e del gas La produzione di petrolio convenzionale si stabilizza dopo il 2025 intorno a 100 Mbl/g. Il profilo tende ad appiattirsi più che a formare il picco attualmente al centro di numerosi dibattiti. Gli idrocarburi liquidi aumentano fino a circa 125 Mbl/g nel 2050 grazie alla produzione di petroli non convenzionali. La stessa tendenza, con un ritardo di quasi dieci anni, si riscontra per il gas naturale. Prezzi del petrolio e del gas I prezzi del petrolio e del gas naturale sul mercato internazionale continuano ad aumentare e nel 2050 raggiungono, rispettivamente, 110$/bl e 100$/bep 1. I prezzi elevati riflettono principalmente la scarsità crescente della risorsa. Elettricità: ritorno del carbone, decollo delle energie rinnovabili e ripresa dell energia nucleare L aumento del consumo di elettricità procede di pari passo con la crescita dell economia e nel 2050 la produzione totale di energia elettrica è quadruplicata rispetto a quella attuale. Il carbone ridiventa un importante fonte di elettricità ed è convertito sempre di più utilizzando nuove tecnologie avanzate. Si prevede che il prezzo del carbone raggiunga circa 110 $/t nel Le energie rinnovabili e l energia nucleare conoscono una crescita veloce dopo il 2020 e si affermano ulteriormente dopo il 2030, con un rapido spiegamento delle nuove tecnologie energetiche, da ampi parchi eolici in mare a centrali nucleari di quarta generazione 3. Emissioni di CO 2 Il ricorso a fonti di energia non fossili compensa in parte la reintroduzione del carbone per quanto riguarda le emissioni di CO 2, che aumentano quasi proporzionalmente al consumo energetico totale. Il profilo di emissioni risultante corrisponde, per il 2050, a una concentrazione atmosferica di CO 2 compresa fra 900 e 1000 ppmv. Tali valori superano ampiamente quello che oggi è considerato un intervallo accettabile ai fini della stabilizzazione della concentrazione. Il sistema energetico europeo nella proiezione di riferimento Tendenze della domanda di energia Il consumo totale di energia primaria in Europa aumenta solo leggermente, passando dagli attuali 1,9 Gtep/anno a 2,6 Gtep/anno nel Fino al 2020 il mix di combustibili primari rimane sostanzialmente stabile, fatta eccezione per un aumento sensibile del consumo di gas naturale. Successivamente lo sviluppo delle fonti di energia rinnovabili conosce un accelerazione e si assiste 1 In dollari O circa 22$ per barile di equivalente petrolio. 3 Lo scenario presuppone che gli ostacoli economici e sociali al nucleare possano essere superati.

3 a una ripresa dell energia nucleare. Nel 2050 le fonti di energia non fossili, ossia nucleari e rinnovabili, coprono il 40% del consumo di energia primaria, con un notevole aumento rispetto all attuale 20%. Il consumo di elettricità procede di pari passo con la crescita economica; il mercato dell elettricità conserva il suo dinamismo grazie ai nuovi impieghi dell energia elettrica, soprattutto nell ambito delle tecnologie dell informazione e della comunicazione. Emissioni di CO 2 Le politiche climatiche moderate, associate alle nuove tendenze nella fornitura di elettricità, riescono a mantenere quasi stabili le emissioni di CO 2 fino al 2030 e a ridurle fino al A tale data le emissioni di CO 2 in Europa sono inferiori del 10% a quelle attuali. Produzione di energia elettrica Grazie a politiche climatiche relativamente rigorose, nel 2050 la produzione di energia elettrica in Europa è decarbonizzata per il 70%; le fonti di energia nucleare e rinnovabili forniscono il 60% della produzione totale di energia elettrica e un quarto dell energia termica è prodotta in impianti dotati di sistemi di cattura e immagazzinamento della CO 2. Produzione di idrogeno L idrogeno si sviluppa a partire dal 2030, con risultati modesti, ma non trascurabili: nel 2050 esso assicura l equivalente del 10% del consumo finale di elettricità. Il sistema energetico mondiale a carbonio limitato Lo scenario a carbonio limitato Questo scenario esplora gli effetti di politiche più ambiziose in materia di riduzione delle emissioni di CO 2, il cui obiettivo è una stabilizzazione a lungo termine della concentrazione atmosferica di CO 2 intorno a 500 ppmv entro il Questo scenario presuppone un azione rapida nei paesi dell allegato B, mentre un periodo più lungo è concesso ai paesi emergenti e in via di sviluppo. Una riduzione della metà in Europa Secondo lo scenario a carbonio limitato, le emissioni globali di CO 2 restano stabili fra il 2015 e il 2030 (all incirca a un livello superiore del 40% a quello del 1990), per diminuire successivamente; nel 2050, tuttavia, esse sono ancora superiori del 25% al livello del Nell UE-25 le emissioni nel 2050 sono ridotte della metà rispetto al 1990; esse diminuiscono in media del 10% ogni decennio. Sviluppo accelerato dei combustibili non fossili Nel 2050 la domanda mondiale di energia è inferiore di 3 Gtep/anno rispetto allo scenario di riferimento. Nello stesso anno le energie rinnovabili e nucleare soddisfano ciascuna più del 20% della domanda complessiva; le fonti rinnovabili forniscono il 30% della produzione di energia

4 elettrica e l elettricità nucleare quasi il 40%. Il consumo di carbone ristagna, nonostante la disponibilità di tecnologie per la cattura e l immagazzinamento della CO 2. Nel 2050 l accumulo di CO 2 immagazzinata dai nostri giorni al 2050 è pari a sei volte il volume annuale di emissioni attuale. Tendenze energetiche in Europa In Europa il consumo energetico totale rimane pressoché stabile fino al 2030 per poi cominciare ad aumentare 4. Questo è in un certo senso un fenomeno statistico, dovuto al forte apporto di calore primario necessario alla produzione di energia nucleare. Nel 2050 le fonti rinnovabili coprono il 22% della domanda di energia in Europa e il nucleare il 30%, riducendo la quota dei combustibili fossili a meno del 50%. I tre quarti della produzione di energia elettrica derivano dal nucleare e da fonti rinnovabili e la metà della produzione di elettricità termica ha luogo in impianti dotati di sistemi di cattura e immagazzinamento della CO 2. L idrogeno produce una quantità di energia equivalente al 15% di quella fornita dall elettricità. Nel 2050 il patrimonio edilizio è composto per metà da edifici a basso consumo energetico e per un quarto da edifici con un consumo energetico molto basso 5. Più della metà dei veicoli sono a emissioni basse o molto basse (ad es., auto elettriche o ad idrogeno). Il sistema energetico mondiale nello scenario idrogeno Lo scenario idrogeno Lo scenario idrogeno deriva dallo scenario a carbonio limitato, ma presuppone anche una serie di innovazioni tecnologiche atte a migliorare significativamente la convenienza economica delle tecnologie dell idrogeno, in particolare per l utilizzo finale. Le ipotesi relative al progresso delle più importanti tecnologie dell idrogeno sono deliberatamente molto ottimiste. Domanda totale di energia Benché la domanda totale di energia nel 2050 sia inferiore solo dell 8% allo scenario di riferimento, nel mix di carburanti intervengono cambiamenti significativi. La parte di combustibili fossili nel 2050 è inferiore al 60%; nell ambito di questa percentuale, la domanda di carbone si riduce di quasi la metà rispetto allo scenario di riferimento, nonostante si preveda un costo inferiore per la cattura e l immagazzinamento della CO 2. La quota delle energie nucleare e rinnovabili aumenta, soprattutto fra il 2030 e il 2050; questa tendenza è dovuta in parte ai valori elevati di CO 2 in tutto il mondo e in parte all aumento della domanda di idrogeno. 4 Questo incremento è dovuto principalmente al forte aumento dell importanza del nucleare; a causa dell efficienza relativamente bassa delle centrali nucleari, l elettricità di origine nucleare richiede un apporto di energia primaria superiore rispetto all elettricità ottenuta da combustibili fossili o da energie rinnovabili. 5 Edifici il cui consumo energetico è ridotto di un fattore da 2 (basso) a 4 (molto basso) rispetto al consumo degli edifici attuali.

5 Produzione di energia elettrica Il passaggio a un economia dell idrogeno induce altri cambiamenti nella struttura di produzione e la quota del nucleare raggiunge il 38%. La produzione di elettricità termica continua ad aumentare, associata a sistemi di cattura e immagazzinamento della CO 2 ; nel 2050 il 66% dell energia elettrica da combustibili fossili è ottenuta in impianti dotati di sistemi di cattura e immagazzinamento della CO 2, rispetto al 12% dello scenario di riferimento. Produzione e utilizzo dell idrogeno L utilizzo dell idrogeno cresce rapidamente a partire dal 2030, sostenuto da riduzioni sostanziali nel costo delle tecnologie di produzione e dalla domanda del settore dei trasporti. Dal 2030 al 2050 la produzione decuplica fino a raggiungere 1 Gtep/anno. Nel 2050 l idrogeno copre il 13% del consumo finale di energia, a fronte del 2% dello scenario di riferimento. La quota di energie rinnovabili nella produzione di idrogeno è il 50% e quella dell energia nucleare è il 40%. Il 90% circa dell idrogeno è utilizzato per i trasporti. Nel 2050 il consumo di idrogeno in questo settore è cinque volte più alto rispetto allo scenario di riferimento e rappresenta il 36% del consumo settoriale. L idrogeno è utilizzato nel 30% delle autovetture, l 80% delle quali funziona con celle a combustibile; il 15% dei veicoli sono ibridi ad idrogeno e il 5% sono dotati di motori a combustione interna ad idrogeno. Il sistema energetico europeo nello scenario idrogeno Domanda totale di energia L energia nucleare soddisfa un terzo della domanda totale di energia in Europa. Il petrolio, il gas naturale e le fonti rinnovabili contribuiscono, ciascuno, intorno al 20% e il carbone il 6%. Produzione di energia elettrica Il ruolo dei combustibili fossili nella produzione di energia elettrica diminuisce costantemente e sensibilmente. Il ricorso a sistemi di cattura e immagazzinaggio della CO 2 si fa sempre più frequente; nel 2050 più del 50% dell elettricità termica è prodotta in impianti dotati di sistemi di cattura e immagazzinaggio della CO 2. Produzione e utilizzo dell idrogeno La produzione di idrogeno aumenta rapidamente a partire dal 2030 per raggiungere 120 Mtep nel 2050, pari al 12% della produzione mondiale. L idrogeno copre il 7% del consumo finale di energia

6 in Europa, a fronte del 3% dello scenario di riferimento. In Europa l idrogeno è prodotto principalmente dall elettrolisi dell acqua utilizzando elettricità nucleare. Anche la percentuale di idrogeno prodotta a partire da fonti di energia rinnovabili è considerevole (40% nel 2050). Circa tre quarti dell idrogeno prodotto in Europa sono destinati al settore dei trasporti.