Risorse energetiche: produzione, impiego e aspetti socioeconomici

L’enorme sviluppo della nostra società a partire dalla rivoluzione industriale è strettamente legato alla disponibilità di grandi quantità di energia, prodotta principalmente da fonti fossili: carbone, petrolio e gas naturale.

Bruciando questi combustibili, riscaldiamo gli edifici, mettiamo in moto i veicoli e produciamo elettricità, essenziale per gli usi industriali e domestici. Ognuno di questi usi rappresenta circa un terzo del totale. A livello globale, nel 2020, le percentuali stimate erano: riscaldamento 40%, mobilità 37%, elettricità 23%.

Carbone, petrolio e gas naturale – insieme all’energia nucleare, ottenuta dall’uranio – sono fonti non rinnovabili: la natura non riproduce queste risorse, che sono quindi destinate a esaurirsi.

Negli ultimi decenni le fonti non rinnovabili sono state criticate: l’energia nucleare per il pericolo di incidenti nelle centrali e per la complessità della gestione delle scorie radioattive; il carbone, il petrolio e il gas naturale perché la loro combustione produce anidride carbonica, il gas a effetto serra che contribuisce maggiormente al riscaldamento globale, argomento ormai passato dalle riviste specializzate ai mass media per i suoi effetti ormai tangibili, ad esempio sotto forma di siccità eccezionali e bombe d’acqua.

La figura mostra le emissioni globali di anidride carbonica derivanti dalla combustione di combustibili fossili dal 1959 al 2021: a parte piccole e brevi diminuzioni legate a periodi di crisi, il loro valore è costantemente aumentato.

Qual è la ragione di questa crescita inarrestabile? Se da un lato l’umanità si è allontanata dalle fonti fossili – sostituendole con quelle rinnovabili che, sfruttando le forze della natura, non producono anidride carbonica – dall’altro solo un quinto dell’energia è prodotto da fonti rinnovabili. Il resto proviene in parti più o meno uguali da carbone, petrolio e gas naturale, come mostra la figura.

Ma quali sono le principali fonti di energia rinnovabile? Le elenco in ordine di contributo percentuale (dati mondiali 2019):

• bioenergia e biocarburanti: 46%,
• idroelettrico: 32%,
• eolico: 11%,
• solare: 6%,
• altre rinnovabili (geotermiche, marine, ecc.): 5%.

Quando si parla di bioenergia e biocarburanti, si intende che l’energia viene generata bruciando biomassa (solida) o biocarburanti (liquidi o gassosi). Il loro vantaggio è che sono a emissioni zero: le materie prime vegetali da cui derivano assorbono – crescendo – la stessa quantità di anidride carbonica che viene emessa bruciandoli. Lo svantaggio è che sottraggono terreno agricolo all’uso alimentare. Ecco perché oggi l’attenzione si concentra sui biocarburanti di seconda generazione, ottenuti in terreni non coltivabili o come sottoprodotti di colture principali o, infine, da rifiuti agricoli, industriali e domestici (biogas). Naturalmente, per un uso corretto delle bioenergie è necessario evitare la deforestazione e l’emissione di sostanze inquinanti come il particolato.

Nelle centrali idroelettriche non viene generato calore, ma un flusso d’acqua mette in moto le turbine che generano energia. Il flusso può essere naturale (fiume) o creato facendo scorrere l’acqua da un lago (spesso artificiale) alla centrale attraverso una condotta forzata. Le Alpi sono piene di questi impianti, che sono stati criticati per il loro impatto sul paesaggio.

Per produrre energia eolica non si usano nemmeno le turbine: il vento mette in movimento delle pale giganti collegate a un generatore elettrico. Nonostante l’imprevedibilità del vento, le turbine eoliche sono convenienti grazie al loro basso costo di manutenzione. Anche questi impianti sono criticati per il loro impatto sul paesaggio.

L’energia solare è la quintessenza dell’energia inesauribile: si stima che il Sole ci illuminerà per altri 4,5 miliardi di anni. Esistono principalmente due strategie per catturare la radiazione che la nostra stella ci dona generosamente. Nel “solare fotovoltaico” i raggi solari generano elettricità in appositi pannelli, mentre nel “solare termico” riscaldano un fluido: tipicamente l’acqua, per un immediato uso domestico. Il principale svantaggio dell’energia solare è il costo elevato dell’installazione.

L’energia geotermica è da tempo consolidata e sfrutta il calore del sottosuolo. Il termine “energia marina”, invece, indica diverse tecnologie relativamente recenti, più o meno sperimentali, che trasformano l’energia cinetica dell’acqua in elettricità sfruttando correnti, maree e onde.

E l’Italia, come si approvvigiona di energia? Più o meno in linea con la media mondiale, a parte la rinuncia – fatta decenni fa – al nucleare e l’abbandono – quasi totale – del carbone: il mix energetico del 2019 è stato per il 78% fossile (di cui carbone 5%, petrolio 47% e gas naturale 48%) e per il 22% rinnovabile (di cui bioenergie e biocarburanti 34%, idroelettrico 26%, eolico 12%, solare 14% e altre rinnovabili 14%).

Quindi, il primo aspetto della sfida energetica è la necessità di aumentare l’uso delle fonti rinnovabili, abbandonando i combustibili fossili entro il 2050 per evitare la catastrofe climatica, come richiesto dall’Accordo di Parigi, che ha ascoltato il grido d’allarme dei climatologi. Secondo uno studio finlandese (Ram M. et al., Global Energy System Based on 100% Renewable Energy – Power, Heat, Transport and Desalination Sectors, LUT, Lappeenranta, 2019) «Una transizione globale verso l’energia rinnovabile al 100% in tutti i settori […] è fattibile entro il 2050 […]. Il sistema energetico sostenibile è più efficiente ed economico rispetto al sistema esistente […]. La transizione energetica non è un problema di fattibilità tecnica o redditività economica, ma una questione di volontà politica».

Dobbiamo chiedere a gran voce questa transizione nei prossimi decenni. Per la seconda metà del secolo, gli scienziati sognano di sviluppare una fonte di energia virtualmente illimitata riproducendo la fusione nucleare, il meccanismo che fornisce energia al Sole. In questo caso, il combustibile è l’idrogeno, abbondantemente presente nell’acqua di mare. La difficoltà sta nel manipolare il plasma, un gas a milioni di gradi. Cina, Corea del Sud, Giappone, Gran Bretagna, India, Russia, Stati Uniti e Unione Europea si sono accordati per costruire ITER, nel sud della Francia, sperando che sia il primo sistema a produrre più energia di quella necessaria per riscaldare il plasma. L’Italia è in prima linea in questo sforzo, sia con ITER che con DTT, una macchina in costruzione presso il centro ricerche ENEA di Frascati che fornirà informazioni chiave per la realizzazione di future centrali a fusione nucleare.

Il secondo aspetto della sfida energetica è legato all’efficienza energetica: prima ancora di cambiare il modo di produrre energia, dobbiamo imparare a non sprecarla, con lo stesso buon senso che ci fa controllare che un secchio non sia bucato prima di preoccuparci di quale fonte d’acqua useremo per riempirlo.

Uno studio statunitense (Gowrishankar V. & Levin A., America’s Clean Energy Frontier: The Pathway to a SaferClimate Future, NRDC, New York, 2017) afferma che l’efficienza energetica consentirebbe la più grande riduzione dell’uso di combustibili fossili e, di conseguenza, delle emissioni di anidride carbonica negli Stati Uniti: quasi cinque miliardi di tonnellate nel 2050. Le azioni che consentirebbero questo importante risultato sono elencate di seguito, insieme al loro contributo, in termini di percentuale della riduzione totale:

• efficienza energetica (elettrodomestici e illuminazione più efficienti, isolamento degli edifici, innovazioni nell’industria e nei trasporti, cambiamenti nello stile di vita e riduzione del chilometraggio dei veicoli leggeri): 42%,
• rete elettrica pulita (generazione di energia rinnovabile diffusa sul territorio e cattura e stoccaggio del carbonio prodotto dalle centrali elettriche a combustibili fossili): 24%,
• elettrificazione (elettrificazione di edifici, industria e trasporti: ferrovie, veicoli leggeri e medi): 23%,
• decarbonizzazione (produzione di biocarburanti, cambio di combustibile nell’industria e nei trasporti: veicoli medio-pesanti, produzione di gas sintetico o idrogeno e cattura e stoccaggio del carbonio prodotto dall’industria): 11%.

Le tecnologie verdi esistono. Perché allora tanta inerzia nell’implementarle? Perché il nostro sistema economico è eccessivamente basato sulla crescita del PIL, un indicatore utile ma molto parziale per descrivere le prestazioni delle nostre società. Come ha efficacemente sintetizzato papa Francesco il 3 maggio 2019 nel suo discorso ad alcuni rappresentanti dell’industria mineraria: «Le precarie condizioni della nostra casa comune sono dovute principalmente a un modello economico che è stato seguito per troppo tempo. È un modello vorace, orientato al profitto, con un orizzonte limitato, e basato sull’illusione della crescita economica illimitata. Sebbene noi assistiamo spesso al suo disastroso impatto sul mondo naturale e sulla vita della gente, siamo ancora restii al cambiamento». In altre parole, è necessaria una conversione economica dell’ecologia. Finché sarà conveniente bruciare carbone, petrolio e gas naturale, continueremo a farlo e la conversione ecologica dell’economia sarà solo un’operazione di facciata (greenwashing). La politica deve emanare norme e imposte che rendano convenienti le attività economiche rispettose della natura e impediscano che esse generino costi ambientali a carico della collettività (esternalità).

Un terzo aspetto della sfida energetica – non meno importante e applicabile a tutte le risorse, energetiche e non – è l’urgenza di una loro più equa distribuzione a livello planetario. Basta guardare la figura per rendersi conto che l’energia è vittima della stessa ingiustizia che si riscontra nell’uso di altri beni, ampiamente sfruttati dai Paesi ricchi.

Dobbiamo quindi allargare lo sguardo oltre la crisi energetica e climatica. È inaccettabile che nel mondo il 10% della popolazione possieda più del 50% della ricchezza e che il Mediterraneo continui a essere la tomba di persone disperate in fuga da guerre, povertà e disastri climatici. I muri non fermeranno gli inquinanti, i migranti e le risorse. Ispirandoci alla “destinazione universale dei beni”, una delle proposizioni chiave della Dottrina sociale della Chiesa, dovremo condividere le risorse con gli altri abitanti del pianeta, come ha affermato Benedetto XVI nella Caritas in veritate: «Le società tecnologicamente avanzate possono e devono diminuire il proprio fabbisogno energetico sia perché le attività manifatturiere evolvono, sia perché tra i loro cittadini si diffonde una sensibilità ecologica maggiore. Si deve inoltre aggiungere che oggi è realizzabile un miglioramento dell’efficienza energetica ed è al tempo stesso possibile far avanzare la ricerca di energie alternative. È però anche necessaria una ridistribuzione planetaria delle risorse energetiche, in modo che anche i Paesi che ne sono privi possano accedervi».

Per realizzare questa conversione ecologica è necessaria una nuova cultura che ci spinga ad adottare stili di vita meno consumistici e più solidali, come indicato da Francesco nella Laudato si’: «La sobrietà, vissuta con libertà e consapevolezza, è liberante […] si trova soddisfazione negli incontri fraterni, nel servizio, nel mettere a frutto i propri carismi, nella musica e nell’arte, nel contatto con la natura, nella preghiera».

Fermiamoci un attimo a osservare la nostra vita: siamo sempre di corsa, anche il tempo libero diventa uno stress, senza un momento per noi stessi e per il nostro rapporto con la natura, gli altri, Dio. Non pagheremmo un prezzo alto per avere un po’ più di tempo in cui essere veramente liberi? Non varrebbe la pena avere qualcosa in meno, magari dimenticato in un armadio, per vivere pienamente il momento presente, dedicandolo a ciò che nutre il nostro spirito, come l’amicizia e la bellezza?