di Marco Cei
“La guerra in Ucraina ha cambiato le priorità. Oggi nell’agenda dei Governi non c’è più la transizione ecologica. Le priorità sono tornate quelle che erano negli anni ’50, come la sicurezza energetica. La guerra insegna che se sei ostaggio di qualcuno nell’approvvigionamento energetico, non sei più un Paese libero”.
Queste le parole chiare e nette di Alberto Clô, stimato economista al recente Festival dell’Economia di Trento, che aggiunge: “Se io guardo in avanti, questa corsa, in parte ineludibile, alle rinnovabili rischia di portarci dalla padella del gas russo alla brace delle rinnovabili cinesi… Perché rinnovabili significa tecnologia cinese. Significa materia prima cinese”.
Che alla radice di tutto ci sia la disponibilità di energia ce ne stiamo amaramente accorgendo: fame, guerre, povertà, rapporti sociali, salute, libertà, ogni cosa viene influenzata se non determinata da questa, e purtroppo le bollette saranno i capitoli del nostro cahiers de doléances per diverso tempo.
Ovviamente i bilanci indicati sono globali e ogni singolo paese è chiamato a svolgere meglio possibile la sua parte, con prestazioni virtuose migliori delle “medie” mondiali.
Il termine energia fu introdotto da Aristotele per distinguere la δύναμις (dýnamis), la potenza propria della materia informe, da ἐνέργεια (enérgeia), la reale capacità di far assumere in concreto alle cose la loro realtà formale. A partire dal Big Bang iniziale ogni cosa è stata determinata dall’energia, la vita sulla terra resa possibile da quella che ci proviene dal sole, catturata in vario modo e redistribuita a tutto e tutti. Noi stessi, se non mangiassimo, immettendo energia nel nostro organismo, non riusciremmo a sopravvivere. Che sia una entità fisica oppure di altri tipi più poetici o mistici (L’amor che move il sole e l’altre stelle), essa è comunque un fattore indispensabile alla vita.
Sia dentro un sasso o in una pila atomica, l’energia è immagazzinata dappertutto e ogni cosa ne possiede una certa quantità: la famosa equazione di Albert Einstein ci racconta questo, mettendo in relazione proprio i due fattori aristotelici sopra rammentati (massa/energia).
Il metodo più naturale e immediato di ricavare energia dalle cose è la combustione, processo che avviene continuamente all’interno di tutte le cellule, siano esse animali o vegetali: sostanza organica a base di carbonio (C), e idrogeno (H), grazie all’ossigeno (O) presente in atmosfera, reagisce liberando energia (termica e luminosa), acqua (H2O) e anidride carbonica (CO2). Sembra che i primi usi del fuoco da parte degli umani risalgano a circa 2 milioni di anni fa in Africa (Homo erectus, non ancora H. sapiens), con il quale riuscirono poi a scaldarsi, a cuocere le carni, a tenere lontani gli altri animali. Ad alcune migliaia di anni fa risale la capacità di sfruttarlo per fondere i primi metalli dolci, come stagno e rame (età del Bronzo), e poi quelli più forti.
L’uso e il controllo del fuoco ha costituito comunque una delle rivoluzioni più dirompenti in tutta la storia umana, tanto da diventarne un mito, come quello di Prometeo, semidio che, pur sapendo di infrangere il volere di Zeus, ruba il fuoco sacro del Monte Olimpo e lo dona agli uomini per il loro bene.
La sua pena sarà eterna e durissima, incatenato e condannato ad avere il fegato continuamente spolpato da un’aquila. La punizione per gli uomini, che ormai possedevano il fuoco divino, fu il Vaso di Pandora che, una volta aperto, riversò sul mondo tutti i mali che Zeus aveva messo in serbo per loro. Difficile da reperire, il fuoco era prezioso e spesso custodito in luoghi sacri affinché non si spegnesse mai.
La combustione delle bio-masse è stata per millenni la principale fonte di energia, sia dalla legna (di elevato peso specifico e volume) che da carbone vegetale (o carbonella, molto più trasportabile), ottenuto con un processo di combustione parziale del legname in presenza di poco ossigeno, attività dei “carbonai” molto diffusa sulle nostre montagne, che hanno esportato in tutto il mondo migliaia di emigranti e saperi artigianali (oggi si direbbe know-how). Che si tratti di legna, di carbone vegetale, oppure di qualsiasi altro tipo di sostanza organica essiccata (come lo sterco animale o gli scarti dei rifiuti organici) si parla di bio-masse. Negli impianti industriali vengono bruciate però anche altre tipologie di rifiuti, come gli imballaggi di piccole dimensioni, la plastica monouso, la carta sporca, ecc.. Gli inceneritori bruciano soltanto i rifiuti, mentre i termovalorizzatori sono capaci di produrre anche energia, con temperature molto più elevate (800-900°C, per evitare la formazione di diossina) e la produzione di elettricità tramite apposite turbine a vapore. Al termovalorizzatore possono essere associati impianti di cogenerazione per il teleriscaldamento (acqua calda) o di produzione di gas. Più la differenziazione dei rifiuti è elevata più le ceneri sono ridotte, ma devono comunque essere poi smaltite in discarica.
Altra forma di energia sfruttata fin dall’antichità è stata quella del vento, principalmente per far muovere le imbarcazioni su mari e fiumi, grazie alle vele e alla conoscenza delle correnti. Diverse civiltà, sia d’occidente che di oriente, cominciarono poi a sfruttarlo anche per usi agricoli, come sollevare acqua, macinare granaglie e semi, spostare pesi ingenti. Ovviamente è sempre stata una forma energetica molto dipendente dalla disponibilità delle fonti, intermittenti per natura, e anch’essa incarnata in vere e proprie divinità (Eolo e altri). Le forme di sfruttamento agricole nacquero probabilmente in Oriente (antica Cina) e poi, tramite la Persia e poi gli Arabi, arrivarono nel Mediterraneo e in Europa. Ebbe grande diffusione il mulino a vento nei Paesi Bassi, a servizio di pompe più o meno continue che prosciugavano le terre conquistate al mare. Oggi il cosiddetto eolico rappresenta una delle forme più diffuse di sfruttamento con il quale l’energia del vento viene convertita da turbine eoliche (rotori) in energia meccanica di rotazione e utilizzata per produrre elettricità attraverso aerogeneratori. Un impianto industriale, per essere economicamente sostenibile, deve lavorare a pieno regime almeno 1.400-1.500 ore per anno, ma risulta il meno costoso rispetto a tutte le centrali termo-elettriche. Suscita grandi dibattiti per il suo impatto paesaggistico, mentre si sono molto ridimensionate le preoccupazioni su eventuali interferenze con gli uccelli migratori, quasi sempre su rotte non raggiunte dagli impianti eolici. L’Istituto di Bionica di Berlino, fra molti altri, studia da tempo le forme più efficienti di sfruttamento del vento e ha prodotto delle pale prendendo spunto dal frutto dell’acero campestre (“disamara”) capace di volare per centinaia o migliaia di metri e portare il seme a germinare molto lontano dal progenitore.
Come l’aria, anche l’acqua costituisce una formidabile fonte energetica inesauribile, sfruttando la gravità che la porta verso il basso. Dove questa risorsa è presente in quantità e forme facilmente sfruttabili ha dato origine a macchinari per il lavoro, grazie a ingranaggi e ruote verticali oppure orizzontali, come i tipici ritrecine e palmento dei nostri vecchi mulini idraulici.
Con l’avvento dell’energia elettrica nel XIX secolo si cominciarono a sfruttare questi processi per la produzione di elettricità, tanto che in Italia fino agli scorsi anni ’70 la fonte idro-elettrica copriva più della metà del fabbisogno nazionale di energia. Oggi, passati i tempi dei mega-impianti (almeno qui da noi), sta diffondendosi il cosiddetto mini-idroelettrico, con centrali di piccola taglia (sotto i 10 MegaWatt), andando incontro a esigenze molto locali come attività rurali e piccoli borghi, con soluzioni, per così dire, “a chilometro 0”.
Gli strati interni della terra sono caldi, il cuore addirittura incandescente. La geotermia è infatti una fonte di energia rinnovabile, che però diventa utilizzabile dall’uomo solo in certe zone. È il caso delle caldère dei Campi Flegrei, vicino a Napoli o ancora di più dei geyser, getti d’acqua calda mista a vapore dell’Islanda, che assicurano all’isola nordica l’85% del suo fabbisogno energetico.
All’inizio dell’800, l’ingegnere francese François de Larderel viaggiando in Toscana nella cosiddetta “Valle del Diavolo”, vicino a Pomarance, Pisa, notò il fenomeno dei soffioni boraciferi e si mise in testa di ricavarne energia. Vi riuscì Piero Ginori Conti, solamente un secolo dopo, quando iniziò lo sfruttamento di queste sorgenti e costruì un insediamento operaio, Larderello, intitolato proprio allo scopritore francese. Oggi la produzione di energia geotermo-elettrica è presente solo in Toscana con una decina di concessioni e circa 5.000 MWh di energia annua prodotta.
Ma l’energia più potente, che è alla base di tutte le altre presenti sulla terra – perfino delle fossili – è quella del sole, che in una minima frazione di tempo (circa 15 minuti) ci invia tutta quella che ci basterebbe in un anno. L’energia del sole proviene da un gigantesco processo di fusione, nel quale varie forme di idrogeno si fondono ad altissime temperature in atomi più grandi (elio), liberando enormi quantità di energia. Quella che, dopo un viaggio di circa 8 minuti, penetrando l’atmosfera, arriva sulla terra, può essere sfruttata direttamente con i pannelli solari termici, che scaldano acqua per i vari impianti domestici. In questo modo si può soddisfare dal 50 al 75% del fabbisogno giornaliero di un appartamento.
L’energia solare può anche essere trasformata in elettricità tramite i pannelli fotovoltaici, grazie all’effetto fotoelettrico che valse ad Albert Einstein il Nobel per la Fisica (1921). I più moderni pannelli sono in silicio che, a seconda di come si presenta, può essere “amorfo”, “multicristallino”, o “monocristallino”. Via via che il rendimento aumenta (da quelli basici al 10-12% fino a quelli più raffinati al 20-22%) aumentano anche i costi di acquisto e installazione, ma la ricerca sta migliorando molto le soluzioni disponibili. Il silicio, pur molto efficiente, potrebbe essere sostituito da nuovi materiali come anche la disposizione delle singole celle. Gli impianti possono essere piccoli o piccolissimi, per un uso domestico, oppure realizzati a livello industriale, come nei cosiddetti “Parchi fotovoltaici”, dei quali si sta studiando la integrazione con usi agricoli di coltivazioni che possono beneficiare di ombreggiature parziali (Agro-voltaico). Infatti un inconveniente dei parchi è nel consumo (seppur transitorio) di suolo libero sottratto alle colture agricole. Altre direzioni per la localizzazione di questi impianti guardano ai tetti, spesso piani o poco inclinati dei complessi industriali (capannoni e altri edifici di grandi dimensioni) che possono riconvertire le coperture in impianti fotovoltaici per attività industriali o produzione di energia elettrica. Recentissima è l’inaugurazione di un mega-impianto fotovoltaico a Borgo a Mozzano di una nota industria cartaria, con la produzione di 3 GWh/anno, che l’aiuta ad affrontare le crescenti spese energetiche, cedendo quella in eccesso.
Queste sono in linea di massima le fonti di energia rinnovabile di cui abbiamo parlato fino a qui, e che a livello mondiale però coprono solamente il 15% del fabbisogno totale, contro un 80% circa di origine fossile e un 5% derivante dal nucleare. Nel giro di una decina di anni è pensabile di fare arrivare (e possibilmente superare) la quota di rinnovabili al 20-25%.
Sempre Alberto Clô, nel suo “Il rebus energetico” (Il Mulino ed.), ci dice infatti che la transizione da un modello di approvvigionamento e sviluppo a un altro è necessariamente lenta: affinché nuove forme di energia arrivino a incidere significativamente nel paniere totale (cioè almeno per il 20%) sono necessari tempi lunghi “nell’ordine di mezzo secolo. Così è stato per il carbone, per il petrolio, per il gas”. E ancora: “Per le sfide che ci stanno di fronte non abbiamo soluzioni taumaturgiche, spesso solo luoghi comuni…. quali – Mercato e concorrenza guariranno ogni male – Le rinnovabili panacea di ogni problema – La rinascita nucleare è di prossimo arrivo – Risparmiare energia più virtuoso che produrla – falsi miti che impediscono quei sani compromessi che consentono i passi in avanti”.
In Italia la situazione è migliore, ma i passi avanti compiuti negli ultimi anni si sono fermati, e la quota di circa 1/3 raggiunta dalle cosiddette FER (fonti energetiche rinnovabili) non viene significativamente superata, rallentamento aggravato da due anni completamente “sprecati” dalla crisi pandemica (2020 e 2021). La quota attuale di energia FER supera di poco i 60 GW, non sufficientemente incrementata, tanto da rendere impossibile l’obiettivo (aumentato con il PTE, il Piano per la Transizione Ecologica) di un installato totale di rinnovabili tra i 125 e i 130 GW e del 72% di FER sul totale. Queste cifre si possono raggiungere solo se il tasso di installazione sarà quattro volte maggiore dell’attuale per l’eolico (circa 1,75 GW/anno contro gli 0,38 GW/anno di oggi) e sette volte maggiore per il fotovoltaico (circa 5,6 GW/anno contro 0,73 GW/anno). Queste valutazioni provengono da un recente Rapporto sulle Energie Rinnovabili del Politecnico di Milano.
Quanto al PNRR, come è noto, sono poco meno di 6 i miliardi di euro dedicati alle energie rinnovabili (1,1 per lo sviluppo dell’agro-voltaico; 2,2 per le Comunità energetiche nei piccoli Comuni; 0,68 per la promozione di impianti innovativi; 1,92 per lo sviluppo del biometano) all’interno dei 25,36 miliardi di euro destinati a “Rivoluzione verde e transizione ecologica”, in cui rientrano anche l’idrogeno e la mobilità sostenibile.
Concludendo, l’obiettivo finale deve essere la assoluta sostenibilità energetica, da sole fonti rinnovabili, ma ciò non è realizzabile in tempi brevi. Le cosiddette fonti fossili (petrolio, carbon fossile, gas naturale) sono idrocarburi solidi, liquidi e gassosi formatisi a partire dal Cambriano (500 milioni di anni fa) da depositi di materia organica. Con i ritmi attuali di estrazione, sono destinate a esaurirsi (quale prima, quale dopo) nel giro di qualche decina di anni, massimo un secolo, anche se le previsioni vengono di continuo aggiornate in avanti. L’Italia possiede alcuni giacimenti, soprattutto di gas, localizzati spesso in zone marine, ma deve importare la quasi totalità del suo fabbisogno di fonti energetiche fossili (circa i ¾). Risultano perciò indispensabili scelte strategiche di medio-lungo periodo che tengano insieme tutte queste variabili a prima vista incompatibili fra loro (“sani compromessi che consentono i passi in avanti” di Alberto Clô).
