Si è abituati a pensare che l’energia sia qualcosa di molto semplice e ovvio: quando se ne ha bisogno, basta inserire la spina o premere un interruttore, e quasi magicamente la luce si accende o un motore si avvia. La disponibilità di combustibili fossili a basso costo ha portato le persone a ritenere che l’energia sia così abbondante che non ci sia bisogno di preoccuparsene, un po’ come non ci si preoccupa della quantità di ossigeno nell’aria che respiriamo. Sembra anche che non ci si renda conto di quanto l’energia a basso costo renda la vita più facile.
L’energia serve per l’economia e per la crescita, specialmente nella fase di industrializzazione di massa che è in corso nei grandi Paesi emergenti. L’energia è anche legata ad altri settori dell’economia in maniera non del tutto ovvia. Per esempio ha un ruolo molto importante nella produzione di cibo e nella sua distribuzione. In un interessante Rapporto di circa 1000 pagine, che è stato pubblicato alla fine del 2021 dal GTK – Geological Survey of Finland l’autore Simon Michaux fornisce molti dati sugli usi dell’energia, ma soprattutto si occupa di spiegare se e come i sistemi di produzione di energia basati sui combustibili fossili possano essere sostituiti – in tempi brevi – da sistemi alternativi basati sulle energie rinnovabili (o “sulle cosiddette energie rinnovabili”, perché dal punto di vista, ad esempio, del consumo di risorse anche il solare e l’eolico non sono rinnovabili). Alcuni punti del Rapporto sono molto importanti.
Il petrolio e i motori a combustione interna hanno giocato un ruolo cruciale nel progresso economico nelle ultime decine di anni. Centinaia di milioni di persone hanno potuto ottenere dei miglioramenti notevoli nel loro benessere materiale. Questo è avvenuto in particolare nei cosiddetti Paesi emergenti, quelli che vengono chiamati BRICS (Brasile, Russia, India, Cina, SudAfrica). Da un po’ di tempo però ci si rende conto che l’uso indiscriminato dell’energia da combustibili fossili provoca anche una serie di problemi: l’inquinamento che aumenta, le risorse a disposizione che si esauriscono, le conseguenze sull’economia e sul debito. Anche qui interviene la tendenza a considerare che l’energia sia a disposizione senza limiti e a costi irrisori. Circola l’idea che tutti i problemi si risolveranno facilmente, quasi magicamente, sostituendo le automobili a combustione interna con auto elettriche, e le centrali elettriche a gas e a carbone con impianti solari oppure con turbine a vento. Il Rapporto del GTK prova a fare un po’ di conti, e purtroppo i risultati non sono molto rassicuranti. Sono conti abbastanza complessi, ma non difficili: vengono esaminati diverse possibilità, o scenari; per esempio cosa significa sostituire tutte le automobili a combustione interna che circolano al mondo, con automobili elettriche.
La stima, che riguarda principalmente il 2018, è stata fatta partendo dal numero di veicoli che circolano a livello mondiale. Si parla di circa 1.416 milioni di veicoli circolanti; in piccola percentuale si tratta già di veicoli elettrici, ma la maggioranza (1,39 miliardi) sono ancora a combustione interna e utilizzano combustibili fossili. Per sostituirli con veicoli elettrici, occorre almeno una batteria per ogni veicolo; attualmente la migliore tecnologia a disposizione è quella delle batterie al Litio. Quanto metallo occorrerebbe per fabbricare le batterie necessarie? Circa il 48% delle riserve mondiali di Nichel e il 44% delle riserve di Litio. Le riserve mondiali di Cobalto non sarebbero sufficienti. Se poi si considera che la batteria di un’auto elettrica deve essere sostituita dopo circa 10 anni, la quantità necessaria di questi metalli aumenta ancora, anche se dopo 10 anni sarà possibile riciclarne almeno una parte. Un altro limite delle batterie è il peso e il volume che occupano. Questo fa sì che non possano essere utilizzate per gli aerei. Un loro utilizzo di motori elettrici e batterie per le navi cargo causerebbe una grossa diminuzione dello spazio a disposizione per il carico, facendo aumentare i costi e richiedendo un grosso aumento delle navi necessarie per mantenere il traffico al livello attuale.
Se poi si vuole caricare tutte queste batterie con energia elettrica proveniente da solare e eolico, ne occorrerà molta, di più di quella che viene prodotta attualmente in tutto il mondo. Le centrali di questo tipo possono essere costruite soltanto in taglie molto più piccole rispetto alle centrali a gas o a carbone, perciò ne occorreranno un grandissimo numero. Solare ed eolico inoltre sono intermittenti, richiedono di avere dei sistemi di accumulo, ancora batterie che si aggiungerebbero a quelle in uso per i trasporti. Cosa sono i sistemi di accumulo di energia? Quando stavo per iscrivermi al Politecnico, nel 1970, alcuni amici più grandi mi avevano portato con loro a una lezione di ingegneria elettrica. Ricordo ancora che il professore parlava di centrali idroelettriche, e spiegò come l’energia prodotta di notte – o negli altri momenti in cui c’è poca richiesta – venisse utilizzata per pompare l’acqua verso l’alto, nei bacini delle dighe, in modo da recuperarla nei momenti di maggiore richiesta. Ebbene, nel 2018 questo sistema di accumulo è stato ancora il più utilizzato a livello mondiale. Il 98% di dell’energia elettrica che viene accumulata – sempre poca rispetto a quella prodotta – usa gli impianti idroelettrici.
Il rapporto esamina anche la possibilità di puntare sull’energia nucleare, e dimostra che se si aumentasse molto il numero di centrali, – quanto necessario per il consumo previsto dallo sviluppo delle auto elettriche – le riserve di uranio e di altri materiali fissili avrebbero una durata relativa, limitandosi a spostare il problema di qualche decina di anni. Un altro importante fattore infatti è il tempo. Ci si aspetta che l’industria globale possa in breve tempo sostituire un sistema di produzione e uso dell’energia che ha richiesto almeno un centinaio di anni per essere sviluppato. Il sistema attuale è sostenuto da almeno tre fattori importanti:
- disponibilità di una fonte energetica estremamente densa (il petrolio), abbondante e a basso costo
- disponibilità di finanziamenti facili da ottenere
- disponibilità di riserve di metalli apparentemente illimitate.
La sostituzione viene richiesta in un momento in cui invece le fonti energetiche hanno costi molto superiori rispetto al secolo scorso, e una minore efficienza. Il sistema finanziario è diventato fragile, molti Paesi hanno un debito molto alto, e le riserve di metallo ormai non sono sufficienti a coprire la richiesta sempre crescente. Oltre a questo, la popolazione mondiale ha raggiunto livelli mai toccati prima, e l’ambiente si sta deteriorando, in modo tale che la prevista sostituzione andrebbe realizzata in tempi brevi. Ma se una centrale a carbone o a gas richiede circa cinque anni per essere costruita e messa in esercizio, una centrale nucleare ne richiede almeno dieci o quindici. La costruzione delle centrali eoliche o solari può essere in parte accelerata, ma si tratta di impianti di piccola taglia che vanno costruiti in gran numero.
In conclusione, questo rapporto suggerisce che – considerando le attuali conoscenze e tecnologie a disposizione – non sarà possibile sostituire il sistema esistente, alimentato a combustibili fossili (petrolio, gas e carbone) utilizzando tecnologie rinnovabili, come pannelli solari o turbine eoliche, nei tempi richiesti dagli accordi internazionali, e per l’intera popolazione umana mondiale. Semplicemente non c’è abbastanza tempo, né risorse per farlo rispetto all’attuale obiettivo fissato dalle nazioni più influenti del mondo. Potrebbe essere quindi più realistico puntare a una significativa riduzione della domanda di tutte le risorse, di tutti i tipi. Questo però implica un contratto sociale molto diverso e una diversa azione politica: in altre parole, riuscire a evitare i conflitti, cosa che non sembra così facile per gli esseri umani… È comunque inevitabile prendere coscienza che l’energia a disposizione e le materie prime non sono inesauribili. Le soluzioni che attualmente abbiamo a disposizione, i veicoli elettrici e gli altri sistemi tecnologici disponibili attualmente possono essere solo soluzioni temporanee, trampolini di lancio verso qualcos’altro, piuttosto che la soluzione magica che molti si aspettano.