Economia dei cambiamenti climatici e Carbon Capture and Storage

INTRODUZIONE 
 
 
È sempre complicato motivare il perché della scelta di un determinato argomento 
sviluppato nella tesi. A maggior ragione lo è per una tesi magistrale, che richiede 
un lavoro di analisi non indifferente nelle discipline socio-economiche. Ho scelto 
un argomento nuovo e sperimentale sul quale c’è scarsa letteratura e grande 
incertezza sugli sviluppi futuri: l’economia dei cambiamenti climatici ed il 
metodo di cattura e stoccaggio geologico della CO
2
, chiamato Carbon Capture and 
Storage (da qui in avanti CCS). La decisione dell’analisi di una materia che forse 
sarebbe più indicata per studenti di economia o ingegneria non deve trarre in 
inganno, poiché tale scelta è avvenuta in funzione del percorso in “Economia e 
Politiche dell’Ambiente” del corso di laurea di “Sviluppo, Ambiente e 
Cooperazione”. Gli studi a monte in “Scienze Internazionali” mi hanno portato a 
seguire una materia che, dai meno informati o dagli scettici, è considerata di 
nicchia, ma che in realtà sarà al centro delle relazioni internazionali nel futuro. 
Oggi sempre più sentiamo parlare di questione energetica e cambiamenti 
climatici. Quello di cui però poco si parla è la proporzione in cui tali problemi 
influenzeranno l’economia mondiale nei prossimi anni. Quali sono, dunque, le 
eventuali perdite che dovremo fronteggiare? Come potremo adattare lo stile di vita 
occidentale ai sacrifici economici che il cambiamento climatico imporrà? 
Ultimamente si sente spesso parlare di decrescita, senza sapere bene quali effetti 
tale decrescita possa avere e cosa richieda a livello di economia globale. 
Nella scelta della tesi sono stato in gran parte influenzato dalla mia esperienza di 
studi in Norvegia, Stato in cui la consapevolezza dei rischi derivanti dai 
cambiamenti climatici ha stimolato lo sviluppo di tecnologie a basso impatto 
ambientale o, per meglio dire, low-carbon. 
Il fine di questa tesi magistrale è quello di analizzare l’economia dei cambiamenti 
climatici e le tecnologie esistenti per mitigarne gli impatti. Una volta asserita 
l’effettiva esistenza di tali cambiamenti e verificato il loro impatto sull’economia, 
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si passerà allo studio dei metodi possibili per la riduzione dei gas ad effetto serra 
che provocano, secondo larga parte del mondo scientifico, tali mutamenti 
climatici. Per ragioni di spazio e di coerenza, sarà affrontato nello specifico un 
solo metodo di riduzione delle emissioni di CO
2 
in atmosfera, il CCS. 
L’argomento in questione ha grande rilevanza al giorno d’oggi, ma si prevede che 
la sua importanza possa crescere in maniera esponenziale con il passare degli 
anni. 
Data la complessità dell’argomento e l’incertezza scientifica sulla materia studiata 
ho cercato di seguire sempre i dati e le fonti ufficiali. Per fonti ufficiali si 
intendono i dati forniti da istituti ad hoc, legati ad organizzazioni internazionali. 
Ad esempio, la maggior parte dei dati riguardanti gli effetti dei cambiamenti 
climatici sono stati presi dall’IPCC (International Panel on Climate Change), un 
panel scientifico che si occupa di studi sul cambiamento climatico e che risponde 
direttamente alle Nazioni Unite. Un’altra fonte ufficiale di dati sui consumi di 
energia a livello globale è la IEA (International Energy Agency). 
In tutta la tesi sono partito dalle evidenze scientifiche (o almeno quelle condivise 
dalle fonti ufficiali) dei dati, per poi passare ad un’analisi economica di questi 
dati. Il passaggio in cui si quantificano economicamente i danni dei cambiamenti 
climatici o i costi delle tecniche per la riduzione delle emissioni è fondamentale 
per poter trarre delle conclusioni che non siano generiche. Poter trasformare dati 
scientifici in previsioni economiche garantisce un’uniformità di unità di misura in 
tutto il testo. In sostanza il metodo seguito è in ordine cronologico: 
• analisi dei dati scientifici; 
• analisi delle conseguenze economiche o analisi dei costi; 
• policy che potrebbero essere intraprese; 
• possibili soluzioni e conclusioni. 
Nella maggior parte dei casi questo schema sembra funzionare piuttosto bene, 
anche se, non essendo una tesi scientifica ma economica, viene dato maggior 
spazio agli aspetti economici. 
L’unico capitolo che fa eccezione a questo schema è il capitolo 1. La tesi parte 
infatti direttamente con uno studio dei cambiamenti climatici commissionato non 
a livello internazionale, ma a livello nazionale dal governo britannico a Sir 
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Nicholas Stern. Per la precisione il capitolo 1 parte con l’analisi critica dello Stern 
Review (2007), vera e propria pietra miliare dell’economia dei cambiamenti 
climatici, studio che ha suscitato un dibattito senza precedenti nei confronti degli 
effetti relativi ai cambiamenti climatici. Dopo un’accurata disamina delle 
posizioni di vari autori, si accettano sostanzialmente i risultati a cui Stern giunge. 
Si parte dunque da questo punto di vista: effetti dei cambiamenti climatici 
sull’economia e strumenti per fronteggiarli.  
Il secondo capitolo è una continuazione del primo, nel senso che è un’analisi 
approfondita dei danni che potrebbero causare i cambiamenti climatici e vengono 
studiati diversi possibili scenari di evoluzione dei mutamenti climatici. 
Ovviamente tali proiezioni sono direttamente proporzionali alla quantità di gas 
serra emessi in atmosfera. La possibilità di studiare diversi scenari garantisce 
anche un’analisi di policy differenti che possono essere intraprese a seconda della 
gravità della situazione. In generale il capitolo 2 serve a presentare una serie di 
politiche che possono essere in materia di mutamenti climatici. L’analisi di queste 
policy di mitigazione porta verso quello che è il tema centrale della tesi, ovvero la 
scelta di uno studio approfondito del Carbon Capture and Storage come 
tecnologia di mitigazione dei cambiamenti climatici. 
Il capitolo 3 è un po’ il centro della tesi. Vi è un ampio riferimento agli aspetti 
tecnici ed economici del CCS, con particolare riferimento alle fonti da cui si può 
isolare la CO
2
 e dei costi per ciascuna operazione compiuta (costi di cattura, costi 
di trasporto e costi di stoccaggio). Anche qui la fonte principale a cui si fa 
riferimento, data la varietà di soluzioni proposte in letteratura, sarà l’IPCC. 
Il quarto capitolo analizza quali siano le possibilità di implementazione del 
Carbon Capture and Storage da un punto di vista legale. Quali sono gli scogli da 
superare a livello normativo nazionale ed internazionale per uno sviluppo di 
questa tecnologia su scala globale? La risposta è molto complicata, data la 
generale situazione di incertezza che domina il diritto internazionale dell’ambiente 
in generale. Un ostacolo molto complicato da superare è anche l’accettabilità 
pubblica del CCS, data la scarsa conoscenza di tale tecnica al grande pubblico. 
Non mancano inoltre, sebbene solo in natura e non per cause antropiche, gli 
esempi negativi relativi alla pericolosità del rilascio di grandissime quantità di 
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CO
2 
altamente concentrata. Si studia inoltre una questione ancora aperta, ovvero 
come far rientrare il CCS tra i meccanismi di flessibilità proposti dal Protocollo di 
Kyoto. 
Il capitolo 5 consiste in uno studio dei progetti di Carbon Capture and Storage 
presenti a livello globale. In particolare vengono presi in considerazione due casi 
di CCS, uno relativo ad un impianto già in funzione da anni in Norvegia e l’altro 
ad un progetto che deve essere ancora implementato del tutto nella regione di 
Rotterdam in Olanda. Si cercherà insomma di coniugare esempi pratici con la 
teoria. 
 
Obiettivi della tesi 
 
La tesi segue un classico modello di ragionamento matematico che prevede in 
sequenza ipotesi, tesi (o problema) e dimostrazione. L’ipotesi in questo caso viene 
rappresentata dall’effettivo potenziale che i cambiamenti climatici possono avere 
sull’economia globale e dalla presenza di strumenti che possono mitigare tali 
effetti. Tra questi metodi vi è anche il CCS (capitoli 1 e 2). Questa è 
sostanzialmente la premessa sottesa al ragionamento. La tesi può essere 
sintetizzata in un enunciato come: “è possibile che il Carbon Capture and Storage 
possa rappresentare un’effettiva politica di mitigazione dei cambiamenti climatici 
su grande scala?” (capitoli 3-4-5). La risposta a questo quesito non è altro che la 
dimostrazione o lo svolgimento del problema. Ovviamente, non essendo le 
scienze sociali ed economiche scienze esatte come la matematica, non si può 
giungere ad un risultato numerico che permetta di accettare o rigettare il 
ragionamento, ma si possono ugualmente trarre delle conclusioni sulla base degli 
elementi proposti. 
Una volta accettata l’ipotesi relativa alla gravità dei cambiamenti climatici, le 
domande che verranno poste nello svolgimento della tesi saranno relative 
all’analisi di una possibile tecnica, come il CCS. L’effettiva validità economica, lo 
stato attuale della tecnologia, le difficoltà relative all’implementazione su larga 
scala, l’arco temporale in cui sarà possibile lo sviluppo del CCS e le difficoltà 
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legali e di accettazione pubblica saranno i temi principali della tesi. Per i risultati 
si rimanda, ovviamente alla conclusione. 
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CAPITOLO 1  
ECONOMIA DEI CAMBIAMENTI 
CLIMATICI: LO STERN REVIEW 
 
 
Nel 2003 il  Ministro del Tesoro e delle Finanze del Regno Unito, Gordon Brown, 
nominò Nicholas Stern, economista di Oxford, ex economista capo della Banca 
Mondiale e senior vice president della stessa, come secondo segretario 
permanente del Tesoro. Due anni più tardi, Brown chiese a Stern di elaborare una 
revisione ufficiale del governo degli aspetti economici del cambiamento 
climatico. Il Tesoro britannico pubblicò così il “Rapporto Stern” sull'economia del 
cambiamento climatico (Stern, 2007) il 30 ottobre 2006. Non era la prima analisi 
costi-benefici (CBA) sui cambiamenti climatici ad essere pubblicata (vedi, ad 
esempio, Cline, 1992; Mendelsohn et al., 1998; Nordhaus e Boyer, 2000), ma era 
la prima analisi diretta da uno dei governi delle potenze mondiali. Di 
conseguenza, lo Stern Review è stato di alta rilevanza politica e in grado di 
influenzare le decisioni dei policy-makers a livello internazionale. 
Non sorprende che politici e organizzazioni non governative che propendono per 
un'azione rapida e forte per mitigare le emissioni di gas a effetto serra abbiano 
accolto le quasi 600 pagine dello Stern Review con grande favore, mentre gli 
scettici del cambiamento climatico lo abbiano osteggiato con forza. Anche dal 
mondo accademico non hanno tardato ad arrivare critiche severe. Diversi 
economisti di indubbia fama (tra cui Nordhaus, 2006; Dasgupta 2007; Maddison 
2006; Mendelsohn 2006-7, Tol, 2006; Yohe, 2006 e Yohe e Tol, 2007) hanno 
sostenuto che alcune ipotesi, deduzioni e raccomandazioni del Review sono deboli 
o distorte. Altri (tra cui Quiggin, 2006; Arrow, 2007 e Sterner e Persson, 2007) 
hanno dato un giudizio  più generoso. Una delle analisi più interessanti può essere 
considerata quella di Weitzman che, pur sollevando alcune critiche alle ipotesi da 
cui parte Stern, afferma che il risultato a cui giunge il Review potrebbe essere 
 11
corretto. In particolare la critica di Weitzman è utile per comprendere le grandi 
implicazioni che esistono tra cost-benefit analysis e i cambiamenti climatici. Una 
volta affermato con sicurezza quali costi potrebbe causare il cambiamento 
climatico  e chi dovrebbe sopportarli, in questa sede si cercherà di capire quali 
siano i metodi per affrontarli e si vedrà nello specifico il metodo di cattura e 
stoccaggio dell’anidride carbonica (CCS).  
 
1.1 Punti salienti dello Stern Review 
 
Il rapporto Stern fa tre cose:  
• valuta i costi derivanti dal cambiamento climatico fino al 2200 nel quadro 
di una business as usual (BAU) policy, ovvero situazione in cui nulla è 
fatto per controllare i tassi di emissioni o le concentrazioni atmosferiche di 
gas a effetto serra (GHG); 
• valuta i costi dei benefici dei vari livelli di mitigazione delle emissioni e la 
stabilizzazione del clima; 
• valuta opzioni strategiche, alla luce delle analisi precedenti. 
1.1.1  Il modello utilizzato 
Valutare i costi del cambiamento climatico richiede un particolare tipo di modello 
che integra le informazioni scientifiche ed economiche sulle emissioni di gas 
serra, le concentrazioni atmosferiche e gli impatti. L'obiettivo di un “modello di 
valutazione integrata”, (Integrated Assessment Model o IAM) è quello di simulare 
il processo del cambiamento climatico a partire dalle concentrazioni atmosferiche 
di gas serra per ottenere gli effetti climatici e, infine, gli impatti socio-economici 
dettati dal cambiamento climatico. Il rapporto Stern usa uno IAM chiamato 
PAGE2002
1
, sviluppato da Chris Hope (2006). Il funzionamento di tale modello 
viene in parte spiegato dal Review nel capitolo 6, in particolare per ciò che 
riguarda il cambiamento climatico come funzione di diversi livelli di emissione di 
GHG (Fig. 1.1). 
                                                 
1
 PAGE è un acronimo di “Policy Analysis of the Greenhouse Effect” (vedi Stern, 2007) 
 12
Fig.  1.1  Struttura schematica di uno IAM circa i cambiamenti climatici (Bohringer et. Al. 2006) 
 
Il modello misura gli impatti socio-economici del cambiamento climatico in 
termini di variazione dei tassi di crescita del reddito pro capite sotto diversi 
scenari, con ad un estremo lo scenario ‘nessun cambiamento climatico’ e 
all’estremo opposto lo scenario di cambiamento climatico associato ad una 
traiettoria di emissioni business as usual (BAU). Tra questi due limiti si trova un 
continuum di punti in cui le emissioni di gas serra sono attenuate e le 
concentrazioni atmosferiche di CO
2
 vengono stabilizzate. I rapporti precisi tra 
emissioni di gas serra, livelli di concentrazione atmosferica, cambiamenti 
climatici, salute umana e effetti socio-economici di questi cambiamenti sono 
ovviamente soggetti ad elevati livelli di incertezza, che aumentano con il passare 
del tempo. Tra queste incertezze vi è anche la prospettiva di una funzione non 
lineare di danno derivante da eventi climatici estremi o in generale di eventi di 
larga scala che possono creare delle discontinuità.
2
  
Lo stesso IPCC nel 2001, nel Third Assessment Report, ha espresso grande 
preoccupazione per questo tipo di impatti e infatti il modello PAGE2002 
incorpora al suo interno questo tipo di eventi: vengono utilizzate ben 79 variabili 
                                                 
2
 In questo caso il termine discontinuità si riferisce ad eventi la cui portata causa un aumento dei 
costi non lineare nella funzione di danno (Posner, Risk and Response, Oxford Press, 2004).  
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come parametri chiave. Tali variabili includono (tra le altre) le principali 
emissioni di gas serra, le concentrazioni atmosferiche di gas a effetto serra, le 
concentrazioni di aerosol di solfato che raffreddano l'atmosfera, gli effetti delle 
temperature regionali per otto regioni del mondo, i danni non lineari e transitori, 
la crescita economica regionale, gli investimenti in misure di adattamento al 
cambiamento climatico e la possibilità di un futuro di eventi di discontinuità su 
larga scala. Il modello viene poi testato mille volte, al fine di generare un 
intervallo di possibili valori del PIL procapite calcolato al netto dei costi derivanti 
dai cambiamenti climatici. In seguito il modello econometrico produce una 
probability density function dei risultati del danno economico per vari livelli di 
emissione di GHG nel tempo. 
Sono stati proprio la capacità del modello PAGE2002 IAM di integrare funzioni 
non lineari di danno, compresi i possibili eventi catastrofici, e i costi non di 
mercato ad aver indotto gli autori del Review ad adottare tale modello, piuttosto 
che IAM alternativi. Varie dichiarazioni in tutto lo Stern Review segnalano una 
volontà di valutare non solo la media dei valori attesi dei danni dovuti al 
cambiamento climatico, ma anche scenari di danno più elevato (worst scenario). 
Ad esempio Stern e i suoi colleghi scrivono: “the science and economics are 
particularly sparse precisely where the stakes are highest – at the high 
temperatures we now know may be possible” (Stern, 2007, pag. 39)
3
. Più avanti 
affermano ancora: “the knowledge base on which the cost of climate change is 
calibrated - specialized studies on impacts on agriculture, ecosystems and so on - 
is particularly patchy at high temperatures. In principle, the gaps that remain may 
lead to underestimates or overestimates of global impacts. In practice, however, 
most of the unresolved issues will increase damage estimates” (Stern, 2007, pag. 
170). La critica generale che viene mossa da Stern nei confronti degli studi 
precedenti riguardanti il cambiamento climatico è quella di aver incorporato nelle 
loro analisi solamente gli impatti più conosciuti, ma per questo stesso motivo 
anche meno dannosi. Il fatto che negli studi precedenti gli impatti peggiori del 
cambiamento climatico fossero stati di fatto ignorati è dovuto in buona parte al 
fatto che essi sono circondati da un alone di incertezza scientifica. In questo modo 
                                                 
3
 I numeri delle pagine di riferimento sono presi dalla versione cartacea dello Stern Review, la 
quale ha un’impaginazione diversa da quella online. 
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