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1.1 Domanda e offerta di energia: il cambiamento climatico e l'accesso
alle risorse
1.1.1 Evoluzione del clima terrestre: evidenze empiriche
L'attenzione che negli ultimi anni i media hanno dedicato alle problematiche ambientali è
stata accompagnata da una parallela preoccupazione dei principali organi governativi
internazionali. L’istituto cui è delegata la sorveglianza dei fenomeni climatici è
l’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), istituito dalla United Nations
Environment Programme (UNEP) e dalla World Meteorological Organization (WMO); tale
istituto pubblica periodicamente un rapporto di valutazione circa l’andamento del clima
terrestre e le sue implicazioni ambientali e socio-economiche, l’Assessment Report.
In questi rapporti, la temperatura globale viene calcolata sulla base di osservazioni della
temperatura dell'atmosfera, degli oceani, nonché sull'osservazione dello scioglimento dei
ghiacciai e dell'innalzamento del livello del mare. L’ultimo rapporto disponibile, l’AR-41
pubblicato nel 2007, evidenzia una serie di dati poco confortanti.
Per quanto riguarda, anzi tutto, l’evidenza empirica del riscaldamento globale, viene reso noto
come l’innalzamento della temperatura, negli ultimi 50 anni, abbia subito una brusca
accelerata rispetto al trend degli ultimi 100. A parità di radiazione solare incidente, le
principali cause di tale mutamento risultano essere l’aumento delle emissioni di gas serra e
degli areosol in atmosfera, nonché l’alterazione della superficie terrestre causata dalle attività
umane. La causa principale dei fenomeni in questione risulta essere, dunque, con probabilità
superiore al 90%, di natura antropica. In particolare, la concentrazione dei gas serra, misurati
in termini di biossido di carbonio, supera attualmente i valori preindustriali di circa il 35 %.
Le conseguenze di un tale mutamento sono innumerevoli: innalzamento del livello degli
oceani, estinzione di specie animali e vegetali, con conseguenze disastrose per interi
ecosistemi; l’interazione di questi fattori, inoltre, finisce per alterare ulteriormente i complessi
meccanismi che sono alla base degli equilibri termici globali. La riduzione dell’estensione del
ghiaccio del Polo Nord, ad esempio, determina immissione di acqua dolce negli oceani,
modificando l’andamento delle correnti marine che sono alla base del trasporto di calore
dall’Equatore alle alte latitudini.
Le stesse ricerche rendono evidente come, anche se le emissioni dovessero stabilizzarsi,
l'aumento della temperatura terrestre continuerebbe secondo le scale temporali associate ai
1 IPCC (2007)
9
cambiamenti climatici e per effetto di processi di feedback.
Il grafico 1.1 evidenzia parte di questi risultati. Notiamo anzitutto la correlazione esistente tra
i risultati dei modelli e le osservazioni sperimentali delle anomalie di temperatura nell'ultimo
secolo (il grafico rappresenta separatamente la situazione della temperatura globale, della
temperatura terrestre e degli oceani). Le zone in rosa evidenziano i dati ricavati dalle
simulazioni numeriche, mentre le osservazioni empiriche sono rappresentate in nero. In tali
simulazioni sono considerate sia variabili relative all'evoluzione naturale del clima che
variabili relative alle attività umane.
Figura 1.1 Evoluzione della temperatura terrestre dal 1990 al 2000
Fonte: IPCC-AR4 Summary for policy makers
Per quanto riguarda la rilevanza di queste ultime, basti guardare la zona in blu: questa
rappresenta i dati ricavabili dalle simulazioni in cui, appunto, le variabili relative alle attività
antropiche non vengono considerate: si può evincere che, in assenza di queste ultime, si
avrebbe ora una temperatura media inferiore di circa un grado rispetto a quella attuale. Lo
stesso IPCC ha più volte ribadito l’urgenza di adottare misure che portino ad una riduzione
del danno, ormai di per sé inevitabile.
Un intervento che proceda in questo senso non può prescindere da altri obiettivi, altrettanto
importanti: le problematiche legate allo sviluppo, infatti, non finiscono qui. Nuovi
interrogativi, come si accennava, sorgono in merito alla disponibilità delle materie prime di
produzione energetica, o, per dirla con parole della Commissione Mondiale, sulla ripartizione
di tali risorse fra le generazioni presenti e future. Tali problematiche sono appunto oggetto del
prossimo paragrafo.
10
1.1.2 Domanda e offerta di energia: la crescita della domanda e l’accesso alle risorse
Avendo a che fare con un problema di ripartizione intergenerazionale, il primo interrogativo
da porsi in merito alla questione energetica è: per quanto tempo ancora saremo in grado di
produrre energia? In merito ai problemi di cambiamento climatico cui si è fatto cenno,
inoltre, occorre interrogarsi circa la possibilità di stabilizzare (ed eventualmente ridurre) la
quantità di emissioni di gas serra associate alla produzione.
Per rispondere al primo interrogativo, analizziamo l’andamento della domanda e dell’offerta,
provando ad effettuare qualche previsione.
La principale fonte energetica è costituita da combustibili fossili: carbone, gas, petrolio; tra le
fonti alternative figurano invece la produzione nucleare e fonti di energia rinnovabile (energia
solare, idroelettrica, geotermica, ricavata dalle biomasse). Trascurando per il momento le fonti
rinnovabili, esaminiamo l’andamento della domanda di energia per fonte di produzione e per
paese2. Notiamo anzitutto come, anche a fronte di una diminuzione del peso relativo dei paesi
di antica industrializzazione, risulti evidente una crescita dei consumi totali di energia negli
ultimi anni. Il grafico 1.2 evidenzia come gran parte dell'aumento della quantità domandata
sia imputabile, fra i paesi considerati, alla Cina; in generale, sono le aree emergenti dell’Asia
ad assorbire la più grande quota di consumo energetico, mentre la crescita è meno sostenuta
negli Stati Uniti, in Canada, in Europa (compresa la Russia.)3.
Figura 1.2 Consumi mondiali di energia primaria (Mtoe)
Fonte: BP Statistical Review of World Energy, 2008
2 BP Statistical Review of World Energy, 2008
3 La quantità domandata di energia è misurata in Mega Tonnellate Equivalenti di Petrolio (Mtep o Mtoe, Mega Tonne of oil
equivalent): questa rappresenta la quantità di energia rilasciata da una tonnellata di petrolio grezzo, che equivale a circa 42
GJ (Gigajoule).
11
Il grafico 1.3 evidenzia, nel caso del petrolio, una crescita inferiore rispetto a quanto accade
per gas e carbone: i consumi di quest'ultimo si sono innalzati del 4,5% negli ultimi sette anni,
mentre, nel caso del gas, l'aumento è di circa il 3 %. Il petrolio vede una crescita totale
dell’1%, imputabile all'effetto combinato, da un lato, di una riduzione dei consumi in Europa
e di una stazionarietà nel Nord America, e di un aumento, dall'altro, nei paesi in via di
sviluppo. Tale diminuzione è inoltre compensata dall'aumento di domanda di gas e carbone
(vedi grafico 1.4): nella generazione elettrica, infatti, queste due fonti rimpiazzano
progressivamente il petrolio, il cui uso si concentra quindi nel settore dei trasporti.
Solo la domanda di energia nucleare è rimasta quasi stazionaria, e, al contrario, è diminuita
nel corso degli ultimi due anni, per effetto, secondo l’ENEA, di riduzioni in Europa, Asia e
America Latina.
Figura 1.3 Consumi mondiali per fonte fossile (Mtoe)
Fonte: BP Statistical Review of World Energy, 2008
Questo l’andamento degli ultimi sette anni. Per quanto riguarda l’andamento futuro, l'IEA
(International Energy Agency)4 prevede, per il 2050, in assenza di cambiamenti nelle
politiche attualmente vigenti e senza restrizioni agli approvvigionamenti delle materie prime,
un aumento del 70% della domanda mondiale di petrolio ed un incremento del 130% di
emissioni di biossido di carbonio. L'effetto totale sul clima sarà un innalzamento della
temperatura pari a circa 6°C, con conseguenze irreversibili sull’ambiente e su tutti gli aspetti
della vita.
4 IEA (2008)
12
Figura 1.4 Consumi nei Paesi dell'UE per fonte fossile (Mtoe)
Fonte: BP Statistical Review of World Energy, 2008
Altri effetti importanti sono da prendere in considerazione se dal lato della domanda
spostiamo la nostra attenzione sul lato dell’offerta. Sotto questo punto di vista, le principali
problematiche legate alla possibilità di soddisfare una così crescente domanda, sono di natura
fisico-tecnica, economica e geopolitica.
Sotto il primo punto di vista, il problema più urgente è l'esaurimento degli stock. La materia
prima più “richiesta” (quasi 4000 Mtoe consumati nel mondo al 2007, vedi grafico 1.2) è
anche la più problematica in termini di modalità di estrazione, di durata della vita dei
giacimenti, di accesso a questi ultimi (ma anche di costi di estrazione e fluttuazioni dei
prezzi): il petrolio. I rapporti IEA5 stimano, infatti, un’autonomia di circa 40 anni, ma
numerose perplessità nascono dall'inaccessibilità di gran parte dei giacimenti, che
risulterebbero quindi tecnicamente più difficili da sfruttare, con costi più elevati che nel
passato. Altre problematiche riguardano poi il ruolo delle società petrolifere nazionali e
dell’OPEC. In questa sede, tuttavia, non sembra opportuno soffermarsi di questi problemi, dal
momento che l’utilizzo del petrolio, concentrandosi nel settore dei trasporti, interessa solo
marginalmente l’oggetto di questo lavoro.
Per quanto riguarda il gas, se crescita nella produzione c'è stata, si tratta di pochi punti
percentuali, per lo più imputabili a paesi non europei. Gli stessi rapporti prevedono ad oggi
(anno-base 2007, a livelli di produzione costanti) un'autonomia di 61 anni.
L'andamento della produzione del carbone è simile: incremento in Cina e India, diminuzione
in Europa del 2% l'anno. Le riserve esistenti saranno sufficienti a garantire la produzione (ai
5 ENEA (2008), su dati IEA (2006)
13
livelli del 2007) per altri 133 anni.
L'unico settore in espansione è costituito, secondo l’ENEA6 dalla produzione di energia da
fonti rinnovabili: si è registrato un aumento del 4,6% nel 2006, anno in cui il 18% della
produzione elettrica mondiale era coperto, appunto, da tale tipologia di fonte.
La concentrazione delle riserve al di fuori dell’Europa comporta non pochi problemi di natura
economica e geopolitica oltre che, naturalmente, il rischio di black-out. La maggior parte
delle riserve è collocata in aree politicamente instabili o comunque geopoliticamente critiche:
i giacimenti petroliferi accertati sono concentrati per il 56% in Medio Oriente, o comunque
sotto il controllo dell’OPEC, mentre le riserve di gas e carbone si collocano, per una quota
pari al 40% del fabbisogno mondiale, in Medio Oriente e Russia.
Rimandiamo le considerazioni più dettagliate in merito ad un secondo momento; il prossimo
passo, nella nostra analisi, sarà capire quali provvedimenti permetteranno di ovviare al
problema del cambiamento climatico, basandoci sui rapporti delle varie agenzie
internazionali. Solo in un secondo momento, dunque, si tenterà di approfondire questioni di
tipo economico e geopolitico relativamente all’oggetto principale di questo lavoro, l’energia
elettronucleare.
1.2 Gli scenari futuri
La chiave per la risoluzione dei problemi di fabbisogno energetico si nasconde in un mix di
politiche e provvedimenti miranti anzitutto a stimolare la ricerca di efficienza nell'utilizzo
energetico, (indirizzando le preferenze di imprese e cittadini verso prodotti a basso consumo o
comunque meno inquinanti), ma anche a stimolare l'utilizzo di nuove tecnologie, fra le quali,
accanto alle fonti rinnovabili, figura appunto la produzione nucleare. Gli scenari pubblicati
dalle varie istituzioni o organizzazioni, a partire da ipotesi differenti, mostrano i risultati
raggiungibili in termini di emissioni di gas serra. Le ipotesi riguardano fattori esogeni, quali
l’aumento della popolazione mondiale, lo sviluppo tecnologico, e fattori endogeni, come le
politiche messe a punto per facilitare sostituzione tecnologica e risparmio energetico. In
particolare, tali scenari mostrano il ruolo delle varie tecnologie (fra cui, appunto, il nucleare)
nella riduzione di emissioni.
Le proiezioni di breve e medio periodo circa la potenza installata e/o circa la generazione
6 ENEA (2008)
14
elettrica nucleare7 sono basate su estrapolazioni dai trend correnti, mentre gli scenari di lungo
periodo sono costruiti sulla base di modelli economici. In questa sede faremo riferimento agli
scenari forniti dalla IEA (International Energy Agency) e dall’IPCC (International Panel on
Climate Change).
1.2.1 Scenari IEA
La IEA pubblica annualmente un rapporto, il World Energy Outlook, in cui tenta di
estrapolare, sulla base di modelli economici8, il futuro andamento della domanda di energia e
le sue implicazioni climatiche (basandosi a tale proposito sugli studi pubblicati dall'IPCC).
Il WEO 20069 presenta due scenari alternativi, che fanno riferimento ad un periodo che va dal
2004 al 2030. Lo scenario di riferimento è basato sulle politiche implementate nell'anno-base
(2004) e non prevede sostanziali cambiamenti (business as usual); lo scenario alternativo
prevede un'implementazione delle politiche che attualmente sono solo prese in considerazione
per fronteggiare i suddetti problemi di sicurezza degli approvvigionamenti e cambiamento
climatico. Non viene preso in considerazione alcun cambiamento nello stato della tecnologia.
Questo studio, prende inoltre in considerazione, oltre a carbone, gas, petrolio e nucleare, le
varie fonti rinnovabili, divise in idroelettrica, produzione da biomasse, e una categoria
residuale costituita da energia solare, eolica e geotermica.
I fattori determinanti nell'aumento di domanda di energia primaria sono la crescita annua della
popolazione mondiale, in media dell'1%, e del PIL mondiale, 3,4%.
Nello scenario di base, la domanda mondiale di energia primaria sale, nel periodo di
riferimento, di circa il 50%, vale a dire ad un tasso annuo dell’1,6%. Il 70% di questo
aumento è imputabile ai Paesi emergenti; esso è costituito per il 50% da domanda di energia
elettrica e per il 20% di energia per i trasporti (quindi energia da petrolio). I combustibili
fossili soddisfano l’83% della variazione della domanda; in particolare è la domanda di
carbone, utilizzato per la produzione di elettricità, ad aumentare in misura maggiore, sia in
termini assoluti che relativi.
Nello scenario alternativo, la domanda di energia primaria è inferiore di circa il 10% rispetto
al primo: questa salirebbe del 37% dal 2004 al 2030, ovvero dell’1,2% annuo.
Veniamo ora alle conseguenze di entrambi gli scenari in termini di emissioni (misurate in
tonnellate di biossido di carbonio). Lo scenario di riferimento prevede un aumento del 55%
7Per le definizioni fondamentali si rimanda all’Appendice n.1
8 www.iea.org
9IEA, 2006
15
dal 2004 al 2030, ovvero dell’1,7% annuo; il 50% di questa variazione è dovuta alla
produzione di elettricità ed il 75% è imputabile ai Paesi emergenti. Nello scenario alternativo
invece, le emissioni di biossido di carbonio legate alla produzione di energia vengono ridotte
del 16% nel 2030 rispetto allo scenario di riferimento; rispetto al 2004 cioè, si avrebbe
comunque un aumento, ma in misura minore rispetto allo scenario business as usual. Tale
risultato verrebbe raggiunto attraverso una prima stabilizzazione delle emissioni ed in seguito
attraverso una loro flessione entro il 2030. In particolare, le emissioni dei paesi dell’Unione
Europea e del Giappone scendono al di sotto del livello odierno, mentre quelle dei paesi
emergenti continuano ad aumentare; il tasso di crescita complessivo, però, rallenta in maniera
evidente rispetto allo Scenario di Riferimento.
Quanto alle politiche che dovrebbero determinare tali effetti, si tratta per lo più di
provvedimenti diretti ad incentivare una produzione più efficiente ed un consumo più
razionale. Provvedimenti di questo tipo dovrebbero contare per circa l’80% della riduzione
delle emissioni10. La rimanente percentuale è dovuta alla sostituzione dei combustibili
tradizionali con forme di energia a basse o zero emissioni di carbonio. Le rinnovabili ed i
biocombustibili pesano per il 12% e il nucleare per il restante 10%. Le misure più efficaci di
limitazione delle emissioni portano anche a maggiori riduzioni delle importazioni di petrolio e
di gas.
Anche il ruolo dell’energia nucleare, dunque, dipende da scelte politiche, che sono state
oggetto di previsione da parte della IEA. In particolare, nello Scenario di Riferimento, la
potenza mondiale installata del nucleare aumenta da 368 GW nel 2005 fino ad arrivare a 417
GW nel 2030; vale a dire, un aumento del 15%. Tuttavia, la sua percentuale nel mix
energetico diminuisce dal 16% attuale al 10%, nell’ipotesi che siano costruiti pochi nuovi
reattori e che molti fra quelli esistenti vengano dismessi (per effetto di scelte politiche o
perché giunti alla fine del loro ciclo produttivo). Nello Scenario Alternativo, misure politiche
volte a favorire l’energia nucleare portano ad un aumento della sua capacità di generazione
fino a 519 GW nel 2030, ovvero ad un aumento del 43%; la sua percentuale nel mix
energetico scenderebbe comunque al 13%.
La tabella 1.1 mostra l'offerta totale di energia e di energia elettrica per risorsa per entrambi
gli scenari: in ogni caso, la percentuale totale coperta dalla generazione nucleare è abbastanza
esigua: varia dal 5 al 7% nell’offerta totale di energia primaria e dal 10 al 14% nell’offerta di
10 Un uso più razionale dei combustibili, soprattutto grazie a veicoli più efficienti, contribuisce a quasi il 36% della riduzione
delle emissioni. Un altro 30% è dato da un utilizzo più efficiente dell’energia elettrica in un’ampia gamma di applicazioni,
quali l’illuminazione, gli impianti di condizionamento, gli elettrodomestici e i motori industriali. Sistemi di produzione più
efficienti contribuiscono per un ulteriore 13%.
16
energia elettrica; mentre la percentuale delle fonti non fossili nel complesso varia dal 20 al
23% nell’offerta totale di energia primaria e dal 30 al 39% nella produzione di elettricità.
Il rapporto Energy Technology Perspectives (IEA 2008) è invece incentrato sullo sviluppo
tecnologico, e copre un periodo più ampio, che va dal 2005 al 2050. Lo studio presenta
un’analisi approfondita delle tecnologie esistenti e avanzate, mostrando come, in differenti
scenari, un mix delle varie tecnologie possa portare ad un differente esito in termini di
emissioni. Tali scenari si occupano esclusivamente di emissioni di biossido di carbonio, che
rappresentano le principali emissioni di gas ad effetto serra di origine atropogenica, ma
l’effetto finale sul clima dipenderà dal modo in cui si riusciranno a limitare le altre emissioni.
Lo scenario base, del tipo “business as usual”, rappresenta un’estensione al 2050 dello
scenario di base presentato nel World Energy Outlook del 2007. In questo studio, rispetto alla
versione del 2006 precedentemente esposta, le previsioni circa l’innalzamento del fabbisogno
energetico sono riviste al rialzo, con un aumento della quantità domandata di energia del 55%
al 2030 (ad un tasso annuo dell’1,8%.)11.
Tabella 1.1 Offerta mondiale di energia e generazione mondiale di elettricità nel 2030
Scenario di riferimento
(% sul totale)
Scenario alternativo
(% sul totale)
Energia Elettricità Energia Elettricità
Carbone 26 44 23 37
Petrolio 33 3 32 3
Gas 23 23 22 21
Totale combustibili fossili 82 70 77 61
Nucleare 5 10 7 14
Idroelettrico 2 14 3 16
Biomasse 10 2 11 3
Altre rinnovabili 2 4 2 6
Totale combustibili alternativi 20 30 23 39
Totale (fossili e alternativi) 100 100 100 100
Fonte: IEA 2006
Al 2050, il rapporto ETP prospetta un innalzamento delle emissioni a circa 60 miliardi di
tonnellate (contro i 30 attuali).
Accanto a questo scenario di riferimento, vengono proposti due gruppi di scenari12.
Un primo gruppo di scenari mostra il mix di tecnologie che permetterebbe di riportare le
11
IEA (2007)
12
Sulla base di quanto emerso nel Quarto rapporto di valutazione IPCC (IPCC, 2007)
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