Energia in Italia: problemi e prospettive (1990-2020) Enzo De Sanctis Società Italiana di Fisica - Bologna Con questo titolo, all inizio del 2008, la Società Italiana di Fisica (SIF) ha pubblicato un libro bianco che fotografa la situazione attuale e le prospettive delle varie fonti di energia in Italia, evidenzia le potenzialità della fisica per lo sviluppo delle tecnologie di produzione, trasformazione, trasmissione e risparmio dell energia e suggerisce alcune possibili linee guida per il breve periodo. Il documento (di cui in Fig. 1 sono mostrate le copertine delle edizioni in italiano e in inglese) è il frutto del lavoro di una Commissione di esperti di varie università, enti di ricerca (CNR, ENEA, INFN), enti energetici (ENEL, ENI), Parlamento Italiano e Unione Europea (UE) istituita dalla SIF per produrre un documento contenente dati di fatto oggettivi e verificabili a partire dai quali impostare uno studio serio e circostanziato sulle problematiche dell energia. Energia e ambiente vanno inquadrati a livello globale: in dieci anni la popolazione mondiale è cresciuta del 10%, i consumi di risorse energetiche primarie del 20% e quelli di elettricità del 30%. Oggi circa il 90% delle forniture mondiali di energia deriva dai combustibili fossili o minerari con forte impatto sull ambiente naturale: il petrolio pesa per il 36%, il gas naturale per il 24%, il carbone per il 28% e l uranio per il 6%. Le riserve, a seconda del prodotto, garantiscono ancora da 70 a 160 anni di estrazioni nelle attuali condizioni di impiego. L International Energy Agency (IEA) prevede che entro il 2030 i consumi di energia e le emissioni di gas serra cresceranno rispettivamente di circa il 60% e il 55%. La produzione di energia elettrica sarà sempre più importante e già ora contribuisce per il 40% alle emissioni di gas serra. In Cina negli anni 2006-2008 sono entrate in servizio ogni anno nuove centrali per una potenza pari al doppio del picco di carico italiano: si tratta per l 80% di centrali a carbone le cui emissioni annuali superano quelle di tutte le centrali dei 27 Stati dell Unione Europea (UE-27). L impegnativo obiettivo dell UE di ridurre del 20% le emissioni di CO 2 al 2020 equivale al 2% dell incremento delle emissioni nel resto del mondo e può portare a seri problemi di competitività per le industrie europee e alla loro rilocazione all estero. La Fig. 2 riporta i consumi di energia primaria (in milioni di tonnellate equivalenti di petrolio, Mtep 1 ) nelle varie aree del pianeta nel 2006; sono anche indicati i corrispondenti pesi percentuali dei consumi (in rosso) e della popolazione (in azzurro). La distribuzione dei consumi energetici appare enormemente squilibrata a vantaggio di una frazione relativamente limitata della popolazione mondiale: i paesi dell OCSE, con una popolazione pari a circa un sesto di quella mondiale, se ne appropriano oltre il 50%. L Europa sarà sempre più dipendente dalle importazioni. La Russia fornisce già il 40% del gas naturale destinato al mercato tedesco e i due terzi del petrolio consumato negli USA è importato. Nei prossimi quindici anni la Cina si trasformerà da puro esportatore di petrolio nel secondo più grande consumatore di greggio. Le tensioni geopolitiche sembrano inevitabili, così come le infrastrutture di trasporto e di stoccaggio di materie prime dovranno essere modernizzate o costruite ex novo in funzione delle nuove mappe dei consumi. È convinzione unanime che l innovazione tecnologica sia una delle chiavi fondamentali per vincere l impegnativa sfida energetica e ambientale che dobbiamo affrontare e per 1 Il tep è l unità convenzionale con la quale si esprime la potenzialità energetica di una qualsiasi fonte confrontandola con quella del petrolio greggio; 1 tep = 11.628 kwh = 41,86 miliardi di joule (41,86 10 9 J).
assicurare uno sviluppo sostenibile e duraturo. Solo investimenti in nuove tecnologie possono consentire di dare una risposta alle aspirazioni di sviluppo di oltre sei miliardi di persone, stabilizzando e progressivamente riducendo le emissioni di gas serra. Il fabbisogno energetico globale dell Italia nel 2006 è stato di 195,6 Mtep 2, pari a circa il 2% dei consumi mondiali. La ripartizione per fonti (vedi Fig. 3 (a)) è sostanzialmente simile a quella mondiale anche se, per certi aspetti, atipica poiché fra le sorgenti fossili sono favoriti il petrolio (43,3%) e il gas naturale (35,6%), è penalizzato il carbone (8,9%) ed è stata bandita la produzione dal nucleare, anche se viene importata energia elettronucleare da Francia, Svizzera e Slovenia. Il contributo delle fonti rinnovabili (7,2%) è dovuto in massima parte alle fonti rinnovabili classiche (idroelettrico e geotermico) e alla legna da ardere; le nuove fonti rinnovabili (solare termico, fotovoltaico, eolico e biocombustibili) hanno un ruolo marginale (0,2%). La Fig. 3 (b) mostra che il 30,9% dei consumi è destinato alla mobilità, il 28,3% all industria e il 30,9% al riscaldamento civile e industriale. Seguono gli usi non energetici con il 5,1%, i bunkeraggi con il 2,4% e l agricoltura con il 2,4%. Nella Fig. 4 sono riportati, per un utile confronto, i contributi percentuali delle varie fonti ai consumi primari di energia nell UE-27 e in Italia (dati relativi all anno 2004). I consumi di energia primaria in Italia si caratterizzano per un maggiore ricorso a petrolio (40% contro 24% dell UE-27) e gas (40% contro 38%), per una componente strutturale di importazioni di elettricità (circa il 6%), per un ridotto contributo del carbone (pari all 8% contro il 18%) e per l assenza di generazione elettronucleare (che contribuisce invece per il 14% ai consumi globali europei). Il fabbisogno di combustibili in Europa e in Italia è coperto rispettivamente al 51% e all 84,5% da importazioni, provenienti in massima parte da un numero limitato di paesi ad alto rischio geopolitico. Si stima che tali percentuali arriveranno rispettivamente al 65% e al 90% entro il 2030. È necessario dunque, per l Unione Europea, e per l Italia in particolare, differenziare il più possibile sia i paesi fornitori che le fonti energetiche e le modalità di trasporto, al fine di minimizzare il rischio geopolitico dell approvvigionamento, e aumentare l efficienza energetica dei consumi, per contenere il fabbisogno complessivo. Nella Fig. 5 sono riportati i contributi percentuali delle varie fonti energetiche alla produzione di energia elettrica in Italia, nei principali Paesi dell UE e nell UE-27 (dati relativi all anno 2004). Nella produzione di energia elettrica, in Italia compaiono esaltate le debolezze strutturali precedentemente evidenziate: nel mix energetico i fossili rappresentano la fonte prevalente (circa l 80% per l Italia rispetto a meno del 60% nell UE-27); la percentuale del carbone è ridotta (circa la metà di quella europea); il nucleare è assente, mentre contribuisce con più del 30% nella UE-27. Per contro è interessante osservare che, grazie all idroelettrico 3, il contributo delle fonti energetiche rinnovabili del nostro Paese è più elevata della media europea e che, nonostante i forti investimenti in Germania e in Spagna sull eolico e sul solare, l Italia è, tra i maggiori Paesi UE, quello con la più alta percentuale di rinnovabili. L Unione Europea si è dimostrata il soggetto politico più determinato a livello mondiale nel conseguimento delle politiche per il clima, approvando nel tempo diversi atti legislativi per indirizzare le politiche energetiche degli Stati membri. Per effetto di queste azioni, l Europa dei 15 Stati ha registrato, nel periodo 1990-2005, una diminuzione delle emissioni di gas serra dello 0,9%, a fronte di un incremento negli USA del 15,8%. La riduzione delle emissioni dell Europa dei 25 Stati ammonta invece al 4,9%. 2 La domanda di energia primaria si è ridotta negli anni 2007 e 2008 rispettivamente a 194,5 e 192 Mtep. 3 Con riferimento alla produzione di energia elettrica, le fonti rinnovabili classiche hanno contribuito complessivamente per circa il 16% (13,8% dall idroelettrico e 1,8% dal geotermico) e le nuove fonti rinnovabili per circa il 3%.
Nello stesso periodo, le emissioni di gas serra in Italia sono aumentate complessivamente del 10,5%. L aumento delle emissioni nel settore elettrico è stato ancora più consistente (+ 19%), ma questo si è verificato in corrispondenza a un ben più elevato aumento della produzione di elettricità (+ 40%). Al riguardo è interessante osservare che le emissioni specifiche attuali di anidride carbonica dagli impianti termoelettrici italiani sono mediamente tra le più basse di Europa, e quindi ogni ulteriore miglioramento della situazione non può che essere estremamente costoso oltre che tecnicamente difficile. Per quanto riguarda l efficienza energetica, infine, l Italia fino alla fine degli anni 90 ha fatto segnare valori dell intensità energetica finale (definita come il rapporto tra i consumi di energia primaria e il valore del prodotto interno lordo) più bassi della media dei paesi dell Unione Europea. Oggi, invece si trova ad avere un intensità energetica finale confrontabile (anche se di poco superiore) alla media UE e a quella della Francia e molto superiore a quelle della Germania (circa + 12%) e del Regno Unito (circa + 25%). Ciò evidenzia che negli ultimi anni l Italia non è riuscita a seguire il passo della maggior parte dei paesi europei che, anche in presenza di una maggiore crescita economica, hanno ridotto notevolmente le loro intensità energetiche. A fronte di questo scenario la Commissione Energia della SIF ritiene indispensabile che l Italia si doti rapidamente di un Piano Energetico Nazionale equilibrato e lungimirante, redatto con il coinvolgimento di un arco di forze politiche molto ampio in modo da rendere trascurabile il rischio di ripensamenti di parte o a livello locale. Per garantire la sicurezza degli approvvigionamenti, la difesa dell ambiente e la competitività dell industria e dell economia italiana e considerando i lunghi cicli di vita delle infrastrutture energetiche e gli sviluppi tecnologici, occorre considerare tutte le risorse energetiche e tutte le tecnologie disponibili; nessuna deve essere demonizzata o idolatrata. Ogni tecnologia dovrà trovare il proprio spazio in funzione dei suoi costi reali. Come proposta percorribile al 2020, la Commissione SIF propone uno scenario in cui trovano spazio un aumento consistente delle fonti energetiche rinnovabili e delle importazioni di energia elettronucleare, un utilizzo contenuto delle fonti fossili, intese soprattutto come carbone e gas, e una convinta riapertura all opzione nucleare con l acquisizione sul territorio nazionale di reattori di terza generazione e con una politica più decisa di inserimento nelle ricerche internazionali sui reattori di quarta generazione. In particolare: solare ed eolico sono considerate tecnologie importanti in futuro per una produzione pulita di energia elettrica, in virtù del loro enorme potenziale. Tuttavia, al momento, a meno di un break-through tecnologico, è difficilmente immaginabile che il solare possa raggiungere una diffusione di massa prima di almeno due decenni. Le politiche di incentivazione devono essere opportunamente calibrate in modo da garantire il raggiungimento entro il 2020 della quota del 20% di produzione da fonti rinnovabili fissata dalla UE e lo sviluppo di tecnologie innovative che consentano all industria italiana di recuperare posizioni a livello internazionale. Un eccessiva/esclusiva enfasi sulle rinnovabili potrebbe dare un segnale negativo agli investitori per lo sviluppo delle indispensabili centrali convenzionali, con possibili seri impatti sulla capacità di offerta di energia elettrica per servire la futura domanda. Il nucleare è un opzione fondamentale ora per l ambiente. Una sua ragionevole applicazione è l unica via per controllare nel medio termine le emissioni di CO 2, avere bassi costi per l elettricità (competitività) ed elevata sicurezza degli approvvigionamenti. Il settore del trasporto dipende sostanzialmente dagli idrocarburi. Nei tempi brevi, si può soltanto pensare di avviare un piano di razionalizzazione della mobilità e un oculata politica di miglioramento dell efficienza dei mezzi coinvolti.
Per il riscaldamento/condizionamento è opportuno sfruttare in modo ottimale le disponibilità locali di biomasse per impianti di cogenerazione di piccola taglia per la produzione di vapore e acqua calda di comunità montane e aree rurali. Nelle grandi aree urbane è fortemente auspicabile investire con alta priorità nella termoconversione dei rifiuti solidi urbani per la cogenerazione anche di vapore e acqua calda da integrare con reti di utilizzo industriale (soprattutto di piccole e medie e imprese) e civile (teleriscaldamento). Si tratta di una proposta ragionevole che ha prevenuto con largo, anticipo alcune delle recenti scelte del Governo Italiano (ripartenza del nucleare interno, potenziamento dei collegamenti internazionali, conversione a carbone di centrali esistenti). Nel documento trovano conferma l interesse della SIF per le questioni dell energia e la sua determinazione a voler affrontare la sfida energetica in modo scientifico, respingendo tesi catastrofistiche e appoggiando modelli energetici centrati sulla difesa dell ambiente, sull efficienza e sul risparmio energetici, e sulle fonti pulite, ivi compresa quella nucleare.
Fig. 1: Il libro bianco sull'energia in Italia, edito dalla SIF in italiano e in inglese. Fig. 2: Consumo di energia primaria nel mondo nel 2006 (fonte EUROSTAT).
(a) (b) Fig. 3: (a) Consumo di energia primaria per fonti e (b) impieghi di energia in Italia nel 2006 (fonte EUROSTAT). Fig. 4: Contributo percentuale delle varie fonti energetiche ai consumi primari di energia nell UE-27 e in Italia nel 2004 (fonte EU-SEC 2007, 12).
Fig. 5: Contributo percentuale delle varie fonti energetiche alla produzione di energia elettrica nell UE-27 e nei principali Paesi della UE nel 2004 (fonte EU-SEC 2007, 12).