ENERGIA NEL MONDO: STATISTICA GLOBALE

 ENERGIA: QUESTA SCONOSCIUTA

Premessa

Il titolo potrebbe sembrare inappropriato, soprattutto rivolgendosi a un pubblico di ingegneri, ma non è affatto così. Non mi riferisco alle ben conosciute lezioni universitarie di fisica o meccanica applicata, né alla classica definizione appresa già nelle scuole superiori, dove l'energia è descritta come "lavoro nel tempo". Ciò di cui parlo è piuttosto l'apparente semplicità con cui il termine viene trattato quotidianamente, nonostante la complessità che cela. L'energia è diventata un argomento popolare per la sua pervasività e gli effetti che ha sulla nostra vita e sul nostro lavoro, eppure, dietro questa familiarità, si nascondono ancora profondi misteri riguardo alla sua vera essenza.

Un esempio lampante è l'energia oscura, che costituisce il 70% dell'universo, ma della quale sappiamo ancora molto poco, nonostante il suo ruolo chiave nell'espansione accelerata del cosmo.

L’evoluzione della nostra comprensione dell'energia ha origini antiche. Tutto è iniziato in modo inconsapevole quando l’Homo sapiens, centinaia di migliaia di anni fa, scoprì il fuoco, probabilmente prodotto da un fulmine, che poi con un grande balzo tecnologico imparò ad accendere autonomamente.

Secoli dopo, imparammo a utilizzare il fuoco non solo per tenere lontane le belve feroci, cucinare e riscaldarsi, ma anche per fondere i metalli. Un lungo cammino che ci ha portato fino all’era moderna, nella quale siamo in grado di trasformare la massa in energia e, con il controllo dell’atomo, di mettere a frutto l’energia nucleare.

Questo percorso è stato sempre accompagnato dalla straordinaria capacità dell’uomo di utilizzare le risorse a sua disposizione per soddisfare le proprie necessità, spesso dimenticandosi, però, che tutto ciò che ci circonda, dai miliardi di persone che abitano il pianeta alle infrastrutture che costruiamo, come le nostre gallerie, è reso possibile dall’energia.

Il Sole ha impiegato centinaia di milioni di anni per depositare sotto i nostri piedi risorse energetiche che, negli ultimi 150 anni, abbiamo consumato con una rapidità e avidità tali da danneggiare gravemente il nostro ambiente, con le conseguenze che oggi osserviamo con forte preoccupazione interrogandoci su come evitare una catastrofe ambientale imminente.

Purtroppo, le soluzioni che ci vengono proposte sono frequentemente limitate da miopi interessi politiche che trascurano più o meno consapevolmente la forza dei numeri, i soli che possono raccontarci la vera situazione e indicarci soluzioni vere, anche se per taluno politicamente scomode.

I numeri, però, bisogna averli e nel panorama dell’informazione non è oggettivamente alla portata di tutti trovare dati coerenti e affidabili, tali da offrire una visione oggettiva della situazione energetica.

Questa constatazione mi ha spinto a intraprendere una meticolosa ricerca e redigere questo mio contributo autunnale per la rubrica tecnologica di Gallerie e Grandi Opere Sotterranee.

 Energia, economia e inquinamento

Lo sviluppo impetuoso dell’ultimo decennio, guidato dal massiccio utilizzo di energie fossili, ci pone, per la prima volta nella storia, di fronte alla necessità urgente di dare una soluzione a una crisi apparentemente irrisolvibile: ridurre l'impatto sull'ambiente e distribuire meglio le risorse economiche del pianeta, cercando al contempo l’indispensabile un consenso pressoché globale. Nonostante gli sforzi degli ultimi decenni, l’evoluzione dei i dati disponibili indicano chiaramente che non abbiamo ancora ottenuto risultati concreti.

Il tema è al centro di dibattiti sempre più accesi, spesso strumentalizzati dalla politica, che si concentra su interessi elettorali anziché affrontare la realtà dei fatti, ben rappresentata dai numeri.

Nella consapevolezza dell'importanza di questi per comprendere la realtà, ho compilato una tabella comparativa di tutti i parametri numerici essenziali per valutare lo stato attuale dell’energia e le sue implicazioni. Si tratta della Tabella I qui pubblicata, che include dati su energia ed economia relativi agli anni 2019 e 2023, nonché dati sull'inquinamento per gli anni 2013 e 2023, sia riferiti a livello nazionale sia pro capite. Questo confronto temporale consente di valutare l’evoluzione della situazione in diversi Paesi e tra i loro cittadini.

I dati presentati nella tabella sono stati accuratamente raccolti da fonti autorevoli, tra cui: Energy Institute, Enerdata, IEA (International Energy Agency), World Energy, Irena (International Renewable Energy Agency), EIA (U.S. Energy Information Administration), NewClimate e Climate Observatory. Di tutte le fonti sono riportati i link nella sitografia a conclusione dell'articolo.

La lettura e l’analisi attenta dei dati qui raccolti offre numerosi spunti di riflessione, permettendo a ciascuno di formulare valutazioni personali. A titolo esemplificativo, riporto qui di seguito alcune mie considerazioni significative.

 

§  Dal 2019 al 2023 Il consumo di energia nel mondo è aumentato di 9.983 TWh e nello stesso periodo l’energia da fonti rinnovabili (solare + eolico + geotermica + biomassa + rifiuti) è aumentata di 6.356 TWh. L’incremento di energia da fonti rinnovabili non ha coperto il solo aumento dei consumi. (Nel 2023 la produzione mondiale di energia da solare ed eolico è stata di 1.641 TWh e 2.325 TWh, rispettivamente lo 0,95% e l’1,35% dell’energia primaria.

§  La Federazione Russa con un consumo a parità di potere d’acquisto (PPA o PPP) pro capite nel 2023 dell’ordine dei consumi di Usa ed Europa dispone di un PIL molto inferiore; questo può essere spiegato con elevati consumi dell’industria pesante russa.

§  La distanza tra consumi pro-capite tra paesi ricchi e poveri rimane spaventosa: nel 2023 quelli dell’Africa sono ancora un decimo di quelli dell’Europa.

§  In Europa il consumo di energia primaria dipende in gran parte dalle nazioni esportatrici essendo cumulativamente esportatrice del 10% ed importatrice del il 40% del suo consumo globale.

§  Il Net Zero, leggi zero emissioni di CO₂, che l’Unione Europea ha previsto per il 2050 appare una chimera. Ad esempio, per l’Italia, anche supponendo un PIL fermo al 2023 (ricordiamo che il PIL di un Pese cresce con i suoi consumi), occorrerebbe che la produzione di elettricità da fonti carbon free passasse dagli attuali 306 TWh/anno elettrici ad una primaria tutta elettrica che attualmente è pari a 1.654 TWh/anno, impossibile senza il ricorso all’energia nucleare ed anche con questa ben difficile da raggiungere. Inoltre, non possiamo certo sperare per l’Italia di non cresca fino al 2050!

§  L’emissione antropica di CO₂ dal 2013 al 2023 è aumentata di 3.850 milioni di tonnellate portandosi ad un totale di circa 40 miliardi di tonnellate. Questo fa ritenere che l’attuale riscaldamento medio dell’atmosfera di 0,12 C° ogni 10 anni tenderà ad aumentare.

§  Dal 2013 al 2023 l’Europa ha ridotto le proprie emissioni di CO₂ di 889 milioni di ton/anno mentre nel mondo sono aumentate di 2.428 ton/anno, aumento dovuto alle 2.922 ton/anno aggiunti nello stesso periodo da Cina ed India.

§  Le disparità dell’inquinamento pro-capite da CO₂ sono incredibilmente diverse: le nazioni meno inquinanti pro-capite nel 2023 risultano essere Africa (0,95), India (1,97), Indonesia (2,52), Svizzera (3,63), Francia (3,86), Spagna (5,15), mentre le più inquinanti risultano essere Usa (14,31), Arabia Saudita (14,05), Australia (13,98), Russia (11,2), Sud Corea (10,98), Giappone (8,10).

§  Le nazioni con il maggior consumo di energie rinnovabili in TWh sono: Cina (4.481), Usa (2.440), Germania (723), India (661).

 Effetti sull’attività delle costruzioni

Il settore delle costruzioni, nel suo complesso, rappresenta un vero e proprio "cantiere planetario", che partecipa in modo significativo al consumo energetico globale contribuendo in maniera rilevante alle emissioni di CO₂.

Questo tema è ampio e complesso, ma limitandoci alla sola fase di costruzione, è necessario considerare i consumi energetici legati alla produzione e al trasporto dei materiali, quelli riconducibili all’alimentazione degli impianti (gru, TBM, ecc.), quelli necessari per il sostentamento degli ambienti di lavoro per il personale specializzato, e molti altri ancora.

Proprio il settore a cui questa rivista è dedicata — quello delle opere sotterranee — richiede ingenti quantità di energia. Gli immensi cantieri necessari alla costruzione di metropolitane, ferrovie, autostrade e corsi d’acqua, esigono le più avanzate tecnologie disponibili e un enorme dispendio energetico. Pensiamo solo ai tunnel che attraversano le montagne per facilitare il trasporto di persone e merci: lavori titanici che rappresentano sfide tecniche e logistiche di grande portata.

In questo contesto, anche la cantieristica è sottoposta a crescenti pressioni per migliorare la propria efficienza energetica e ridurre le emissioni, utilizzando fonti energetiche sempre più pulite e sostenibili.

Durante la VI "Adolfo Colombo Lecture", tenuta dal professor Remo Grandori, Amministratore Delegato di WeBuild, al Convegno SIG per Santa Barbara (vedasi il resoconto in "Gallerie e Grandi Opere Sotterranee", n. 149), sono state illustrate le sfide e le innovazioni che il nostro settore sta affrontando, specialmente nel quadro del PNRR. L’obiettivo è ambizioso: scavare 333 km di gallerie in soli 5 anni, affrontando complessità geologiche e tenso-deformative non banali. Grandori ha descritto in dettaglio le innovazioni implementate per migliorare l’efficienza energetica, con particolare attenzione all’uso ottimizzato dell'energia elettrica necessaria per le TBM, l’illuminazione e gli apparati tecnici a supporto degli scavi. Grazie all’impiego di 42 "Green TBM", si stima una riduzione del 25% dei consumi, in linea con le direttive europee sul Net Zero.

Attualmente, l'energia elettrica è prelevata dalla rete nazionale, ma spesso viene autoprodotta con generatori a gasolio o a gas. Una svolta potrebbe arrivare con l’introduzione dei generatori nucleari portatili di IV generazione, come gli Small Modular Reactor (SMR), argomento già trattato nel numero 149 della rivista. Il futuro dipenderà, però, dalle decisioni politiche sull’uso dell’energia nucleare, che appare cruciale per rispettare gli obiettivi del Net Zero entro il 2050.

BIBLIOGRAFIA

Advantages and Disadvantages of Nuclear: https://bit.ly/3qYjThG

• IEA Small Modular Reactors (SMR): https://bit.ly/3sPuDiV

• IEA, World Energy Outlook 2022: https://bit.ly/3RgOjpN

• HolosGen portable SMR: https://www.holosgen.com/

• TERNA 2023 Annual Report: https://bit.ly/4crUXks

• EU energy statistical pocketbook: https://bit.ly/4clRLXA

• ACER. European Energy Regulator: https://bit.ly/3XAjL5w

• EU Nuclear Energy Policy: https://bit.ly/3VubZHR

• EU Nuclear Energy Topics: https://bit.ly/3xnfB6r

• EU Nuclear Safety: https://bit.ly/4crhE8A

• European Climate Pact: https://bit.ly/3RC31qT

• ENERGIA. Politica EU: https://bit.ly/4baLblU

• European Green Deal: https://bit.ly/3VJzXAa

• World Energy Transitions Outlook 2023 (IRENA): https://bit.ly/3VKNTdo

• World Bank Blog Article on renewables: https://bit.ly/3XLXHW3

• IEA. Net Zero by 2050: https://bit.ly/4bbcT1E

• IRENA. Energy Transformation 2050: https://bit.ly/3z4TC4X

• World Economic Forum. Renewable at 2050: https://bit.ly/3Vuplnt

• IEA. Managing Variability of Renewables: https://bit.ly/3KOA0o7

• BCG. Challenges of Integrating Solar and Wind at Scale: https://bit.ly/3Rwi5X0

• IEA. World Energy Outlok 2023: https://bit.ly/3XpuX5b

• UK Net Zero Policy; https://bit.ly/3XoFu0