Un mondo rinnovabile è anche più sostenibile?

Gli investimenti nelle energie rinnovabili, principalmente eolico e fotovoltaico, sono alla base di ogni programma di transizione ecologica. Secondo l’IHS Market, le cifre che saranno impegnate nello sviluppo, produzione ed installazione di sistemi di energia basati su sole e vento si aggireranno per il 2021 intorno ai 255 miliardi di euro. Se estendiamo la finestra temporale fino al 2025, gli investimenti mondiali in queste tecnologie supereranno i 1000 miliardi di euro (700 nel fotovoltaico, 170 nell’eolico off-shore e 320 nell’eolico a terra). L’obiettivo è quello di ottenere, entro i prossimi 5 anni, una potenza rinnovabile installata pari al 18% dei consumi mondiali (+7% rispetto ai valori attuali).

Al netto delle problematiche intrinseche delle fonti rinnovabili (la loro intermittenza e la non democraticità nella distribuzione di irraggiamento solare e di vento), quelle soprariportate sono notizie che indicano chiaramente come l’economia globale stia intraprendendo, in maniera ormai irreversibile, la strada della decarbonizzazione. A quale costo, però? Molto spesso, nella tipica narrazione ambientalista, le fonti di energia rinnovabile sono l’unica soluzione per superare l’attuale crisi climatica. Purtroppo non è così e a dirlo è l’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA) nel nuovo report relativo al ruolo dei minerali all’interno del processo di transizione verso fonti energetiche pulite. A questo, si sommano anche problematiche di natura geopolitica che evidenziano come l’indipendenza energetica rinnovabile, che molti vedono come un traguardo per la risoluzione di conflitti legati all’energia, rappresenti in realtà una condanna nei confronti di quei Paesi, come la Libia, che vedono la pressoché maggioranza del loro PIL dipendente dall’esportazione di idrocarburi. Che sviluppo si può pensare per questi Stati se vedessero l’esportazione delle loro risorse interrompersi improvvisamente? 

I minerali necessari per eolico e veicoli elettrici

Turbine eoliche e veicoli elettrici sono dei divoratori di minerali e terre rare. Litio, nickel, cobalto, manganese e grafite sono essenziali per ottenere batterie dalle elevate prestazioni, durature e con un’alta densità energetica. Le terre rare sono elementi fondamentali per lo sviluppo di magneti, utilizzati nel campo dell’eolico e nei motori elettrici. Inoltre, i sistemi elettrici, hanno una grande fame di rame e alluminio. Non da ultimi, gli elettrolizzatori, utilizzati per la produzione di idrogeno, e le celle a combustibile, per la generazione di energia a partire da quest’ultimo, determineranno un aumento della domanda di nickel, zirconio ed elementi del gruppo del platino.

Domanda di minerali e terre rare a fini energetici
Confronto tra la domanda di terre rare e minerali a fini energetici (Fonte: IEA, Report: “The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions”)

In linea generale, in uno scenario climatico compatibile con gli obiettivi di Parigi, la domanda globale di minerali aumenterà, nei prossimi 20 anni, del 40% per rame e terre rare, tra il 60 ed il 70% per il nickel e fino al 90% per il litio. Si tratta di stime profondamente dipendenti dallo sviluppo tecnologico e dalle politiche che saranno effettivamente adottate dai diversi Paesi, ma sono sufficienti per avviare una riflessione sul tema e porci alcune fondamentali domande: chi sono i maggiori produttori mondiali di questi elementi e quindi chi potrà controllarne il prezzo? Quanto ne abbiamo ancora a disposizione? 

Crescita della domanda di minerali a seconda dello sviluppo adottato da qui al 2040.
Crescita della domanda di minerali nei diversi settori a seconda dello sviluppo adottato da qui al 2040. I valori sono espressi in Mt (megatonnellate) e si riferiscono alla totalità di minerali utilizzati, esclusi rame e alluminio. SDS = scenario in linea con gli obiettivi fissati dalla Conferenza di Parigi sul Clima (Fonte: IEA)
 

Un futuro rinnovabile è davvero un futuro più libero?

Dovremo abituarci a consumare meno energia, particolarmente nel settore dei trasporti; però saremo più liberi, perché l’energia non sarà più localizzata in zone limitate del Pianeta, ma sarà diffusa ovunque e non più posseduta da un manipolo di nazioni.

N. Armaroli – V. Balzani in “Energia per l’Astronave Terra” – Zanichelli

Se è vero che il Sole splende ovunque, anche se con intensità diverse a seconda delle aree geografiche, non è corretto asserire che l’energia rinnovabile ci renderà necessariamente più liberi. Anzi, a giudicare dal rapporto dell’IEA, ci renderà probabilmente più a rischio di manipolazioni e speculazioni rispetto all’attuale economia basata sui combustibili fossili. Se, infatti nessuna nazione al mondo ne controlla più del 20% della produzione globale, molti minerali necessari per la transizione ecologica sono prevalentemente concentrati in pochi Paesi. Per il litio, il cobalto e altre terre rare, i tre più importanti Paesi produttori controllano più del 75% dell’offerta globale. In alcuni casi, un singolo Paese è responsabile di circa la metà della produzione mondiale: la Repubblica Democratica del Congo estrae quasi il 70% del cobalto, mentre la Cina controlla il 60% della produzione di terre rare.  Tale concentrazione in un manipolo di Stati è tanto più evidente quando si osserva dove sono localizzate le attività di processamento di questi minerali. In questa circostanza, la Cina controlla più del 50% del raffinamento di litio e cobalto, circa il 90% per le terre rare ed il 35% per il nickel. Va da sé che i rischi associati a questo monopolio sulla gestione dei minerali aprano orizzonti e prospettive inquietanti circa eventuali speculazioni sul loro prezzo, esponendoci a rischi addirittura superiori alle oscillazioni già sperimentate del prezzo del petrolio. Non mi dilungo in questo post sulle problematiche ambientali associate all’estrazione dei minerali, ma potrebbe essere uno spunto per un articolo futuro.

I paesi che controllano l'estrazione ed il processamento dei minerali necessari alla transizione ecologica sono molti meno rispetto a quelli che controllano l'estrazione ed il raffinamento dei combustibili fossili
I paesi che controllano l’estrazione ed il processamento dei minerali necessari alla transizione ecologica sono molti meno rispetto a quelli che controllano l’estrazione ed il raffinamento dei combustibili fossili

I tentativi di delocalizzare questo monopolio sono stati fortemente osteggiati dalle popolazioni dei paesi più democratici. L’ultimo esempio, e forse il più significativo, è quello della miniera di Kvanefjeld in Groenlandia. Il progetto, fortemente osteggiato dal partito Inuit Ataqatigiit che ha vinto le ultime elezioni politiche, avrebbe permesso di aprire una delle più grandi miniere di terre rare ed uranio nel mondo occidentale. Un’opportunità, tra l’altro, fiutata dalla Cina che, per mezzo della società Shenghe Resources, era inserita nell’affare. Il blocco di questo progetto evidenzia una volta di più come l’apertura di nuove miniere (necessarie) sia malvista, giustamente, dalla stragrande maggioranza dell’opinione pubblica nei paesi democratici e mette quindi in seria discussione le disponibilità e le possibilità di approvvigionamento di minerali tanto preziosi, quanto rari. In effetti, la disponibilità di questi elementi non è illimitata. L’IEA stima che, considerando gli attuali ritmi estrattivi ed i progetti in costruzione di nuove miniere, la domanda di litio e cobalto sarà soddisfatta per appena il 50% entro il 2030, mentre sarà intorno all’80% quella relativa al rame  

Il riciclo dei minerali e delle terre rare non diminuirà significativamente la domanda

Una possibilità per far fronte alla futura diminuzione dell’offerta di terre rare, potrebbe essere quella del riciclo. Se infatti, ad oggi, riciclare materiali come plastica, vetro e alluminio è particolarmente efficiente ed economicamente conveniente, perché non adottare lo stesso principio anche per questi minerali? Purtroppo, al momento, non esistono dei sistemi altrettanto efficienti per riciclare il litio, il nickel o le terre rare e il rapporto dell’IEA stima che al massimo questo approccio potrà contribuire a ridurre la domanda di materie prime di un 10% entro il 2040. 

Domanda di nickel (linea verde) e quantità ottenibile attraverso il riciclo
Domanda di nickel (linea verde) e quantità ottenibile attraverso il riciclo (Fonte: Roskill)

Si apre poi un’enorme domanda relativamente allo smaltimento in sicurezza delle batterie, dei pannelli fotovoltaici e delle turbine eoliche una volta giunte a fine vita. Un volume che dovrebbe raggiungere livelli ragguardevoli già entro il 2030 e per il quale non esiste, attualmente, una soluzione eco-compatibile. 

Il riciclo di minerali come il litio e le terre rare giocherà un ruolo marginale nella riduzione della domanda di nuovi minerali
Il riciclo di minerali come il litio e le terre rare giocherà un ruolo marginale nella riduzione della domanda di nuovi minerali (Fonte: IEA)

Per far fronte a (quasi) tutte le problematiche di cui sopra, l’innovazione tecnologica dovrà giocare un ruolo di rilievo. Per esempio, nelle celle solari negli ultimi 10 anni si è ridotto fino al 50% l’utilizzo di argento e silice. Sono in fase di sviluppo dei dispositivi (Metal Organic Frameworks) in grado di catturare minerali preziosi da componenti elettroniche ormai dismesse, da corsi d’acqua o, addirittura, da acque reflue. L’implementazione su larga scala di queste tecnologie, ancora allo stadio embrionale, potrebbe alleggerire ulteriormente il carico della domanda, ma, certamente, non soddisfarla in toto.

La soluzione rinnovabile deve fare i conti con l’esigenza di trovare nuovi equilibri geopolitici

Infine, per affrontare la questione geopolitica, riporto un estratto che ritengo particolarmente significativo dal libro “Rivoluzione Idrogeno”.

L’energia rinnovabile non può essere prodotta localmente ovunque, in ogni caso non nei quantitativi necessari a raggiungere le zero emissioni nette. […] Inoltre, perseguire l’autosufficienza energetica non ci libererebbe dai problemi di carattere geopolitico […]. La dipendenza energetica, infatti non è solo quella di chi ha bisogno di energia. Anche chi la vende dipende da chi la compra […] Cosa accadrebbe se paesi come Algeria, Libia ed Egitto vedessero i profitti derivanti dalla produzione di idrocarburi diminuire fino ad azzerarsi?”

Marco Alverà – “Rivoluzione idrogeno” – Mondadori

Il caso sopracitato si estenderebbe anche ad altri Paesi forti esportatori di combustibili fossili, come ad esempio la Nigeria. La domanda che viene spontaneo porsi è: non è che la transizione energetica, così concepita, anziché favorire un mondo più equo, non finisca per esacerbare ancora di più le differenze? La risposta non è affatto scontata, ma va da sé che il quesito richieda una profonda riflessione su come gestire a livello globale la produzione e distribuzione di energia. Transizione ecologica non può significare accentramento della produzione di energia a livello continentale in quanto questo potrebbe acuire, come detto, delle disuguaglianze. Infatti, come potranno i cittadini di paesi come Libia, Nigeria, Algeria ed Egitto sperare in una vita migliore se il 75% delle loro entrate venisse improvvisamente messo in discussione (nel 2040, a livello globale, il mercato del carbone e del petrolio varrà meno del 50% rispetto al 2010). 

Con questo articolo non voglio denigrare le fonti rinnovabili: esse sono e saranno sempre un valido alleato nella lotta ai cambiamenti climatici. Tuttavia, ritengo che sia fondamentale evidenziare i profondi limiti che queste presentano. Immaginare un futuro 100% rinnovabile è pura utopia, non solo per le limitazioni tecniche delle fonti rinnovabili stesse, ma soprattutto per le limitazioni fisiche associate alla futura penuria di minerali. Il problema energetico, lungi dall’essere risolto con un semplice post, richiede però una visione a 360° affinché tutte le soluzioni ad oggi disponibili (rinnovabili, nucleare, gas con cattura delle emissioni di anidride carbonica ed idrogeno) possano giocare, con pesi differenti, un ruolo di primo piano. Forse, parte della soluzione è già qui: diversificare la produzione di energia, liberandosi da pregiudizi ideologici che non hanno alcun fondamento e riscontro nel mondo reale. 

Informazioni su François Burgay 44 Articoli
Dottorato di ricerca in Scienza e Gestione dei Cambiamenti Climatici presso l'Università Ca' Foscari di Venezia e laureato in Chimica dell'Ambiente presso l'Università di Torino ha da sempre la passione per la divulgazione della scienza e della chimica in particolare. Attualmente lavoro come ricercatore presso il Paul Scherrer Institut, in Svizzera

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