I progressi tecnologici accelerano la transizione energetica

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Capgemini ha pubblicato la ventiduesima edizione del World Energy Markets Observatory, report annuale sul tema della transizione energetica realizzato in collaborazione con De Pardieu Brocas Maffei, Vaasa ETT e Enerdata.

L’edizione di quest’anno del World Energy Markets Observatory si concentra sue due dinamiche opposte: nel 2019 abbiamo continuato ad assistere ai trend registrati negli anni precedenti relativamente a transizione energetica, energie rinnovabili e progressi nelle tecnologie per lo stoccaggio, problematiche relative al cambiamento climatico ed evoluzione del mercato dell’energia; nel 2020 il forte impatto che il Covid-19 ha avuto sull’intero settore è destinato a reimpostare gli standard e a creare una cosiddetta “nuova normalità”.

Il significativo calo dei consumi dovuto al Covid-19 ha portato alla più grande riduzione delle emissioni di gas serra  mai registrata dalla seconda guerra mondiale in poi, ma gli obiettivi a lungo termine in materia di cambiamento climatico sono ancora molto difficili da raggiungere.

Con il rallentamento della crescita economica a livello mondiale nel 2019, il PIL dei paesi del G20 ha riportato un calo di 0,8 punti rispetto all’anno precedente. La crescita della domanda di energia è rallentata, con i consumi che sono aumentati di appena lo 0,7% rispetto al 2,2% del 2018. Se da un lato le emissioni globali hanno continuato ad aumentare dello 0,6% nel 2019 (il livello più alto mai raggiunto), dall’altro quelle del settore energetico sono diminuite dello 0,4% a causa di un mix di fattori, tra cui il passaggio dal carbone al gas, l’incremento nell’utilizzo delle rinnovabili e il miglioramento dell’efficienza energetica. Il significativo calo dei consumi dovuto alla pandemia di Covid-19 ha portato alla più grande riduzione delle emissioni di gas serra mai registrata dai tempi della seconda guerra mondiale. Le stime prevedono infatti una diminuzione delle emissioni tra il 7 e l’8% nel 2020, come risultato delle restrizioni agli spostamenti e del forte rallentamento dell’attività industriale.

Nonostante i dati apparentemente positivi del 2020, Marco Perovani, Telco, Media, Technology & Energy, Utilities, Services Director di Capgemini in Italia, ritiene che il calo delle emissioni abbia un carattere temporaneo: “La riduzione delle emissioni registrata nel 2020 è legata ai lockdown e alle restrizioni relative agli spostamenti. Probabilmente ci sarà un nuovo incremento delle emissioni man mano che il mondo tornerà alla normalità una volta superata la pandemia. Per poter imboccare la giusta traiettoria ambientale sarebbe necessario che restrizioni simili venissero indette ogni anno per 10 anni, ma naturalmente questo è impensabile: servono invece interventi significativi per raggiungere gli obiettivi fissati in tema di cambiamento climatico”.

La generazione di energia da fonti rinnovabili e le tecnologie di stoccaggio si stanno sviluppando rapidamente. Gli investimenti in energie rinnovabili rappresentano più della metà di quelli globali per la produzione di energia elettrica, in misura maggiore nei paesi sviluppati rispetto a quelli in via di sviluppo, che continuano a costruire impianti a carbone e a gas per soddisfare la forte espansione della domanda di energia elettrica. Con la crescita del mercato delle rinnovabili e il progresso tecnologico, il costo dell’energia eolica e solare ha registrato una nuova riduzione di oltre il 10% nel 2019, con un calo costante mese dopo mese. L’eolico offshore sembra oggi essere un settore promettente, mentre il problema rimane il consenso su quello onshore.

Le batterie per veicoli elettrici e i costi di stoccaggio fissi sono nuovamente diminuiti nel 2019, con un calo del 19% per le batterie Li-Ion, e sono stati registrati 115 progetti di mega-factory, di cui 88 in Cina. Il mercato è dominato dai player asiatici (Cina, Giappone e Corea del Sud).

Al contempo, l’Europa sta distintamente facendo passi avanti nello sviluppo delle tecnologie a idrogeno come fonte di energia green per poter compensare la perdita del predominio nel settore delle batterie e dei pannelli solari. A luglio 2020 la Commissione Europea ha deciso di stanziare una cifra compresa tra i 180 e i 470 miliardi di euro da investire entro il 2050 per portare la quota di energia da idrogeno green  al 12-14% all’interno del mix energetico europeo. I piani di stimolo di Germania e Francia stanzieranno rispettivamente 9 e 7 miliardi di euro per lo sviluppo delle tecnologie a idrogeno.

La quota crescente di energie rinnovabili nel mix energetico, unita allo stop della produzione energetica programmata, rende problematica l’affidabilità della rete. Con l’aumento della quota di produzione di energie rinnovabili intermittenti (energia solare ed eolica) è più difficile avere una rete bilanciata e la sicurezza dell’approvvigionamento potrebbe essere compromessa. Questa situazione è emersa quest’anno sia in Europa sia negli Stati Uniti. Ad aprile 2020, durante il lockdown, con la diminuzione del consumo di energia elettrica in Europa e condizioni climatiche più favorevoli dovute a maggior luce e vento, si è registrato un aumento delle quote di energia rinnovabile all’interno della rete fino al 60-70%. Si sono registrati dei blackout parziali in Germania e nel Regno Unito, a dimostrazione del fatto che le reti e le normative non si sono adeguate per far fronte all’elevata quota di energie rinnovabili prevista per la fine del decennio. Verso la metà di agosto 2020, durante un’ondata di caldo, la California ha subito blackout a catena dovuti al fatto che la fornitura di energia elettrica dipende per il 33% da fonti rinnovabili, per lo più dall’energia solare. D’estate è difficile soddisfare i bisogni energetici esclusivamente tramite energia solare, in quanto la produzione si riduce a zero, fattore che però si contrappone a un elevatissimo consumo di aria condizionata. Questa sfida si intensificherà qualora la California raggiungesse il target del 60% di elettricità prodotta da fonti rinnovabili entro il 2030, eliminando gradualmente quella generata da combustibili fossili e dalle centrali nucleari a generazione energetica programmata.

“Numerosi strumenti e risorse digitali hanno raggiunto la maturità e sono disponibili per migliorare prevedibilità, affidabilità e stabilità della rete, oltre alla sicurezza dell’approvvigionamento, accelerando la transizione energetica”, ha aggiunto Marco Perovani.

La stabilità della rete richiede asset per una produzione programmata, capacità di stoccaggio o flessibilità di consumo funzionale. Il report di Capgemini identifica diversi modi per migliorare l’equilibrio della rete laddove questa presenti un’elevata quota di fonti rinnovabili, in particolare attraverso una migliore previsione della produzione di energia, opzioni di stoccaggio a zero emissioni di carbonio e, soprattutto, sviluppo a breve termine di batterie e altre tecnologie a idrogeno. Far leva su digitalizzazione, intelligenza artificiale e automazione per ottenere una maggiore precisione nel prevedere e gestire la domanda, così come implementare la smart grid su scala rappresentano strategie per migliorare la gestione di un mix energetico ben distribuito. L’evoluzione delle normative dovrebbe inoltre introdurre incentivi che stimolino segnali economici positivi e il giusto tipo di investimenti.

I piani post COVID-19 stimoleranno un’economia più green? Un terzo dei 750 miliardi di euro del Recovery Fund  sarà dedicato a progetti di sostenibilità e transizione energetica e anche i piani degli Stati membri prevedono di dedicare quote simili per i propri progetti ambientali. Secondo il World Energy Markets Observatory si tratta di un ottimo passo avanti; tuttavia sarà cruciale il modo in cui tali piani verranno implementati. Il report raccomanda quindi di monitorare questi fondi per la sostenibilità e di rafforzare la condizionalità “verde” necessaria per l’assegnazione.

Per raggiungere gli obiettivi in ambito di cambiamento climatico, garantendo al tempo stesso la sicurezza energetica dell’approvvigionamento, il report di Capgemini raccomanda di:

• Gestire le emissioni di gas serra: fissare un prezzo adeguato alle emissioni di carbonio e/o imporre tasse sulla CO2 e, in particolare, sui prodotti importati, oltre a migliorare il monitoraggio delle emissioni di metano, un gas molto potente
• Incentivare la costruzione di impianti di produzione di energia carbon-free (energie rinnovabili ma anche impianti nucleari sicuri) per generare energia elettrica pulita
• Incentivare l’elettrificazione in particolare dei trasporti, permettendo una de-carbonizzazione sistemica dell’economia
• Garantire una gestione sicura della rete con una quota maggiore di energie rinnovabili intermittenti aumentando la digitalizzazione delle reti e modificando il calcolo delle tariffe per remunerare gli investimenti digitali, imponendo tariffe dinamiche per aumentare la risposta sul lato della domanda, e modificando l’“ordine di merito” per consentire la riduzione delle rinnovabili quando necessario
• Sviluppare l’idrogeno green
• Assicurare che la quota “verde” dei piani di stimolo diventi una realtà

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