Destini energetici – Parte 8: Percorsi_ da Naked Capitalism

Destini energetici – Parte 8: Percorsi

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Qui Yves. Nel penultimo post della sua serie sulle prospettive di successo del passaggio a nuove fonti energetiche, Satyajit Das ha osservato che la maggior parte dei programmi per l’energia verde presuppone una riduzione dell’uso di energia di circa il 25%, e che la storia e le tendenze suggeriscono che questa premessa è molto approssimativa. In questa sede, fornisce una discussione più completa sul potenziale di riduzione della domanda. Fornisce inoltre una tassonomia delle fasi di risposta che si sovrappongono. Alcuni cinici ipotizzano che ciò che sembra incompetenza sia in realtà uno sforzo nascosto per ridurre i consumi energetici. Per esempio, mi risulta che un tropo di destra sostenga che le cancellazioni dei voli negli Stati Uniti siano un deterrente per i consumatori che viaggiano in aereo.

Das mi ha chiesto di mettere questo ringraziamento in cima:

L’autore desidera ringraziare lettori e commentatori, in particolare
ingegneri e scienziati la cui perspicace analisi delle questioni tecniche è stata
di grande aiuto.
Di Satyajit Das, ex banchiere e autore di numerose opere sui derivati e di diversi titoli di carattere generale: Traders, Guns & Money: Knowns and Unknowns in the Dazzling World of Derivatives (2006 e 2010), Extreme Money: The Masters of the Universe and the Cult of Risk (2011), A Banquet of Consequences RELOADED (2021) e Fortune’s Fool: Le scelte dell’Australia (2022)

L’energia abbondante e a basso costo è uno dei fondamenti della civiltà e delle economie moderne. Gli attuali cambiamenti nei mercati energetici sono forse i più significativi da molto tempo a questa parte. Ha implicazioni per la società nel senso più ampio del termine. Energy Destinies è una serie in più parti che esamina il ruolo dell’energia, le dinamiche della domanda e dell’offerta, il passaggio alle rinnovabili, la transizione, il suo rapporto con le emissioni e i possibili percorsi Le parti 1, 2, 3, 4, 5 e 6 hanno esaminato i modelli della domanda e dell’offerta nel tempo, le fonti rinnovabili, lo stoccaggio dell’energia, l’economia delle rinnovabili, la transizione energetica e l’interazione tra politica energetica ed emissioni. Le ultime due parti delineano l’endgame energetico. La settima parte esamina il quadro che darà forma agli eventi. La parte finale esamina le possibili traiettorie.

Il mondo si trova ad affrontare contemporaneamente due problemi: la diminuzione dei combustibili fossili e le emissioni. Questi possono essere affrontati riducendo la domanda e aumentando o gestendo le forniture, compreso il passaggio a fonti rinnovabili a basse emissioni.

Modifica della domanda

La domanda di energia è funzione di una serie di fattori: popolazione, consumo energetico pro capite e densità energetica rispetto al PIL. Un’esternalità critica è rappresentata dalle emissioni per capitale o unità di PIL.

Sfortunatamente, c’è poco impulso a gestire molte di queste variabili. I vincoli politici legati al controllo forzato della popolazione e l’aspettativa di un miglioramento continuo del tenore di vita fanno sì che la riduzione della domanda non rientri nell’agenda politica.

Ma esiste un potenziale per una maggiore efficienza nell’uso dell’energia. La Seconda Legge della Termodinamica, identificata per la prima volta dallo scienziato francese Sadi Carnot nel 1824, afferma che è impossibile che l’energia proveniente da una singola fonte venga convertita in lavoro senza che si verifichino altri effetti, ovvero che un certo spreco di energia è inevitabile. Questo può essere illustrato in modo semplice. I motori a combustione interna alimentati da combustibili fossili hanno un’efficienza termica di circa il 40-50% per i motori a benzina e leggermente superiore per i motori diesel. Nell’uso normale, le efficienze tipiche sono all’estremità inferiore dei livelli teorici, con gran parte dell’energia rilasciata dissipata principalmente come calore di scarto. I trasporti terrestri, marittimi e aerei insieme hanno un’efficienza media di circa il 20%.

Le automobili sono sovradimensionate, dato che spesso trasportano un solo passeggero per brevi distanze. Gli Sport-Utility Vehicles (SUV) rispondono a vanità, insicurezze e paure piuttosto che a necessità pratiche. Utilizzati per una piccola parte della loro vita, l’energia incorporata nei materiali usati per costruire i veicoli è altrettanto sprecata.

Il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici, che costituiscono una parte significativa del consumo di energia, sono fonte di sprechi a causa della scarsa efficienza energetica. Mentre i progetti più recenti hanno migliorato l’uso dell’energia, gli edifici più vecchi, che costituiscono la maggior parte delle abitazioni e degli uffici, sono difficili e costosi da riadattare.

Anche le abitudini alimentari di molti Paesi, che ricercano prodotti fuori stagione o che devono essere trasportati su distanze spesso elevate, sono fonte di sprechi. Con uno spreco di cibo pari a circa un terzo della produzione totale, una quantità significativa di energia incorporata nella produzione e nella distribuzione agricola va persa.

La produzione di energia elettrica è altrettanto inefficiente. Le centrali elettriche statunitensi a carbone e a gas raggiungono un’efficienza termica media rispettivamente del 32% e del 44%. Le turbine a gas a ciclo combinato, che utilizzano il calore di scarto recuperato per azionare una turbina a vapore, hanno un’efficienza superiore, pari a circa il 62%. Forse due terzi dei combustibili primari finiscono nei rifiuti e solo un terzo viene utilizzato per alimentare le attività.

Purtroppo, sembra che ci sia poco interesse ad affrontare la questione della domanda che, molto probabilmente, inciderebbe negativamente sul tenore di vita e sui livelli di attività economica. Il miglioramento dell’efficienza sarebbe insufficiente da solo e in ogni caso non è abbastanza stimolante per molti. Ciò significa che l’attenzione primaria è fortemente orientata verso il mantenimento o l’aumento dell’offerta energetica, con una forte dipendenza dalle tecnologie rinnovabili. Dato il limitato margine di tempo a disposizione per affrontare le questioni relative a forniture ed emissioni adeguate, questo comporta dei rischi. Inoltre, potrebbe bloccare la società in una spirale di disordine e declino.

L’esatta traiettoria energetica è influenzata da eventi imprevedibili, come i tentativi di escludere il petrolio e il gas russo dai mercati globali. Ma, come i diversi stadi del lutto di Elisabeth Kübler-Ross, il probabile percorso avrà diverse fasi – accordi, disillusione e disperazione, divisione e disordine, e infine declino – anche se non mancheranno negazione, rabbia, contrattazione, depressione e accettazione.

Percorso energetico – Fase 1 Accordi

La fase iniziale, in corso dalla fine degli anni ’80 e dall’inizio degli anni ’90, è incentrata sull’identificazione del problema, sulla raccolta di prove, sull’analisi e sui tentativi di stabilire un quadro d’azione. A partire dal Vertice della Terra di Rio del 1992, il processo si è bloccato sulla riduzione delle emissioni di anidride carbonica senza considerare parallelamente il fabbisogno energetico.

L’accento è stato posto sull’ottenimento di un accordo senza comprendere i mercati, la fisica e l’economia dell’energia. I risultati sono stati misurati in trattati di dubbia efficacia. Politici e avvocati sono scesi a compromessi su parametri, contabilità, finanziamenti e applicazione per mantenere un’apparenza di progresso. I generosi finanziamenti e sussidi governativi, combinati con i fondi privati di filantropi e individui ben intenzionati, hanno incoraggiato i soliti truffatori – investitori, imprenditori tecnologici, ONG e consulenti – a dominare il processo.

Con la fornitura di energia che continuava a fluire a prezzi accettabili, almeno fino al conflitto in Ucraina, la maggior parte dei cittadini era marginalmente interessata. Con le conseguenze finali ancora lontane nel futuro, hanno riposto fiducia nei politici e nella convinzione che le soluzioni tecnologiche che non incidono sul tenore di vita siano solo una questione di tempo.

Questa fase si sta ora concludendo.

Percorso energetico – Fase 2 Disillusione e disperazione

Nella seconda fase si assiste a una serie di eventi che coincidono.

In primo luogo, emerge la consapevolezza che le cose stanno sfuggendo al controllo. L’ottimismo costruito intorno a soluzioni “che ne so” evapora di fronte all’ineluttabile realtà della situazione. Come un malato terminale, la negazione e la speranza vengono sostituite da altre emozioni.

Alcune manifestazioni sono viscerali: eventi climatici estremi e interruzioni delle normali attività. Le comunità costiere e le aree a bassa quota devono affrontare inondazioni costanti. Le aree della terra difficilmente abitabili si espandono. I rifugiati climatici si moltiplicano. Altri indicatori sono di tipo finanziario: l’aumento dei costi di cibo, energia, assicurazioni e costruzioni. La vulnerabilità a fattori che sfuggono al controllo della gente comune, come la guerra in Ucraina e la scarsità di carburante e cibo, diventa palpabile.

In secondo luogo, viene messa in luce la mancanza di progressi nel rallentare le emissioni e il cambiamento climatico. Ci si rende conto che i piani attuali non riusciranno a limitare la concentrazione di anidride carbonica a 450 parti per milione rispetto alle attuali 410, perché ciò richiederebbe un’improbabile eliminazione o una significativa riduzione delle emissioni annuali in tempi relativamente brevi. Nel luglio 2023, James Hansen, Makiko Sato e Reto Ruedy hanno pubblicato un nuovo documento intitolato “I dadi del clima sono carichi. Ora, una nuova frontiera?”. Il documento prevedeva un ritmo più rapido del riscaldamento globale a causa dell’accelerazione dello squilibrio energetico della Terra, con conseguenze altamente imprevedibili.

In terzo luogo, il rischio di un’interruzione energetica diventa reale. La lentezza e l’efficacia delle soluzioni promosse – energia solare ed eolica, batterie, veicoli elettrici e idrogeno – sono messe in discussione. Le tanto sbandierate curve a S del miglioramento tecnologico e dell’innovazione si rivelano illusorie.

In quarto luogo, cresce la preoccupazione per il rallentamento o il picco della produzione di idrocarburi. La produzione di petrolio convenzionale potrebbe essere vicina al suo apice. L’aumento della produzione di fonti di petrolio non convenzionali, come gli scisti liquidi statunitensi e le sabbie bituminose canadesi, ha contribuito a compensare questa situazione, ma queste fonti, soprattutto gli scisti statunitensi, potrebbero esaurirsi più rapidamente del previsto. Ciò darebbe il via a una catena di eventi che porterebbe, in ultima analisi, a prezzi molto più alti e a carenze di approvvigionamento. La prospettiva di una carenza di energia inizia ad essere compresa quando i blackout o i distacchi di carico diventano più probabili.

Quinto, il sostegno delle imprese e degli investitori alla transizione energetica diminuisce.

Nel 2021, l’ex governatore della Banca d’Inghilterra, Mark Carney, ha annunciato una coalizione di società finanziarie internazionali molto pubblicizzata per affrontare il cambiamento climatico. La Glasgow Financial Alliance for Net Zero (GFANZ) comprendeva più di 450 banche, assicurazioni e gestori patrimoniali di 45 Paesi, che rappresentano il 40% delle attività finanziarie globali. Si sostiene che questa coalizione potrebbe fornire 100.000 miliardi di dollari di capitali privati impegnati a raggiungere gli obiettivi di emissioni nette zero entro il 2050. Alla fine del 2022, un anno dopo l’annuncio iniziale, l’alleanza ha mostrato segni di tensione, non riuscendo a mantenere le promesse. Grandi banche e fondi pensione hanno minacciato di abbandonarla. Nel 2023, diversi partecipanti avevano lasciato l’alleanza, sollevando interrogativi sul suo futuro. Nel giugno 2023, un sottogruppo del GFANZ composto da assicuratori si è ritirato dopo che 23 procuratori generali degli Stati Uniti repubblicani hanno scritto ai membri sostenendo che gli impegni violavano le leggi antitrust.

La riduzione dell’entusiasmo è evidente anche altrove. Solo il 10% circa degli investitori alle assemblee generali annuali di ExxonMobil e Chevron ha votato a favore dell’allineamento degli obiettivi di emissione con l’accordo di Parigi del 2015, sebbene le aziende europee di combustibili fossili siano state più favorevoli a proposte simili. Solo una piccola maggioranza (59%) ha votato a favore di un referendum in Svizzera per una nuova legge sul clima volta a ridurre l’uso dei combustibili fossili e a raggiungere emissioni nette di carbonio pari a zero entro il 2050. In generale, l’attivismo ambientale e sociale degli investitori si sta affievolendo.

Parallelamente, le imprese esposte ai cambiamenti climatici adeguano i loro modelli. Ad esempio, le banche smettono di concedere prestiti a determinati mutuatari e le assicurazioni si rifiutano di sottoscrivere alcuni rischi. I prezzi si adeguano, a volte in modo drastico.

In sesto luogo, le tensioni tra paesi avanzati e paesi emergenti si fanno sentire. I Paesi ricchi che riducono le proprie emissioni non possono arrestare il riscaldamento globale. Per progredire sono necessarie importanti riduzioni delle emissioni da parte di Paesi come la Cina e l’India. La riluttanza dei Paesi emergenti a sacrificare il proprio sviluppo economico e la riluttanza o l’incapacità delle economie avanzate di pagare una compensazione adeguata significa che il progresso si blocca. È possibile una rottura acrimoniosa degli accordi globali o il mancato rispetto degli stessi.

Infine, il costo diventa evidente. La gente mette in discussione la spesa alla luce del suo scarso successo nel generare la prevista riduzione delle emissioni globali di carbonio. Le svalutazioni degli investimenti e i fallimenti evidenziano il cattivo investimento di fondi pubblici e privati. L’aumento della pressione sui bilanci pubblici per finanziare la transizione energetica a fronte di altre pressioni di spesa diventa ancora più rilevante.

Questa concatenazione di fattori si ripercuote sulla sfera politica. Nella Germania attenta all’ambiente, la posizione elettorale del Partito Verde è sempre più influenzata da due gruppi opposti di insoddisfatti: uno ritiene che il partito, che fa parte della coalizione di governo, stia facendo troppo per aumentare i costi; l’altro ritiene che non stia facendo abbastanza – “il verde sta diventando troppo marrone”. A metà del 2023, il sostegno degli elettori per i Verdi era sceso in termini percentuali dagli anni ’20 alla metà degli anni ’20.

I politici probabilmente raddoppieranno i finanziamenti per le energie rinnovabili e lo stoccaggio dell’energia. Sono previste risorse aggiuntive per la cattura e lo stoccaggio del carbonio. I biglietti della lotteria per le nuove tecnologie, come la geoingegneria, vengono acquistati a costi enormi.

Nel 2023, l’Unione Europea ha chiesto un impegno internazionale per valutare gli interventi sul clima, compresa la modifica della radiazione solare. Questo includerebbe iniezioni di aerosol stratosferico, con un veicolo a circa 20 e più chilometri sopra la terra che spara particelle di dimensioni micrometriche per riflettere la luce solare. Altre idee includono l’assottigliamento dei cirri per consentire la fuoriuscita delle radiazioni infrarosse e il lancio di parasole o specchi giganti nello spazio per deviare le radiazioni solari. La tecnologia per queste soluzioni non esiste attualmente. Il rischio di effetti collaterali, come il cambiamento dei modelli meteorologici, il danneggiamento dell’atmosfera e la ridistribuzione dell’impatto del cambiamento climatico sugli ecosistemi, sono sconosciuti.

L’atteggiamento generale è che la tecnologia possa risolvere tutti i problemi creati dalla tecnologia, ignorando l’indifferente capacità dell’umanità di comprendere, anticipare o controllare realmente gli effetti collaterali.

Molti promotori scelgono disinvoltamente di dimenticare che i problemi attuali sono in realtà il risultato dell’innovazione tecnologica, come l’uso degli idrocarburi e del motore a combustione interna. Come dice il teorico del caos, interpretato da Jeff Goldblum, nell’originale Jurassic Park di Steven Spielberg, gli scienziati che si preoccupano delle possibilità teoriche non sanno se è il caso di fare qualcosa che è fattibile a prescindere dalle conseguenze.

Chiunque metta in dubbio la fede o faccia notare la nudità degli imperatori della scienza viene diffamato come arretrato e impegnato in un pensiero lineare e non futurista. In un’inversione della convinzione del fisico Richard Feynman, la maggior parte preferisce risposte che non possono essere messe in discussione piuttosto che domande a cui non si può rispondere.

Con l’aumentare della disperazione, l’investimento in fonti energetiche come il nucleare potrebbe risorgere come fonte di energia più pulita e superiore ai combustibili fossili, mentre le altre opzioni si riducono. Nel giugno del 2023, il parlamento svedese ha modificato il suo piano energetico per arrivare al 100% di elettricità senza combustibili fossili e al 100% di energie rinnovabili, spostando la costruzione di nuove centrali nucleari. In questo modo si è ribaltato un voto di 40 anni fa che prevedeva l’eliminazione graduale dell’energia atomica. Anche gli Stati Uniti sostengono l’energia nucleare con crediti d’imposta attraverso l’Inflation Reduction Act. Il 2021 Infrastructure Investment and Jobs Act ha creato un fondo di 6 miliardi di dollari per mantenere in funzione gli impianti esistenti. Il governo statunitense offre inoltre agli sviluppatori un’agevolazione fiscale per la costruzione di reattori in aree a combustibili fossili, come le città minerarie.

La tecnologia dei reattori modulari, più recente e compatta, è promettente, anche se in gran parte si tratta di un riciclo di vecchi concetti. Deve ancora superare i problemi tecnologici (le centrali a fissione rimangono fondamentalmente progetti militari adattati per uso civile), di approvvigionamento del combustibile (la lavorazione dell’uranio è dominata dalla Russia) e di stoccaggio delle scorie radioattive. Il dibattito sul rilascio di scorie radioattive dalla centrale nucleare danneggiata di Fukashima ne evidenzia i problemi. Altri problemi sono la lunghezza dei processi di approvazione, la carenza di manodopera qualificata e i costi. Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti stima che i costi dei reattori nucleari, compresi tra i 6.000 e i 10.000 dollari per chilowattora, siano ben superiori ai 3.600 dollari per chilowattora necessari per essere competitivi.

Restano i problemi di sicurezza. Nel suo libro del 2014 Atomic Accidents: A History of Nuclear Meltdowns from Ozark Mountains to Fukashima, James Mahaffey, da sempre sostenitore dell’energia nucleare, ha sostenuto che nonostante la convinzione, promossa dall’industria e da personaggi come Bill Gates, che il rischio di incidenti nei reattori nucleari di nuova generazione “sarebbe letteralmente scongiurato dalle leggi della fisica …. cercare di costruire qualcosa che funzioni perfettamente per tutto il tempo è un obiettivo nobile, ma semplicemente non è possibile”.

Un altro problema è quello della proliferazione e dell’armamento. Dato che la domanda di energia nucleare sarà maggiore nei Paesi emergenti, che hanno bisogno di fonti energetiche aggiuntive per raggiungere gli obiettivi di consumo e produzione per aumentare il tenore di vita a quello già goduto dai Paesi avanzati, si sottovalutano i problemi di sicurezza e controllo dell’uso del materiale fissile.

È probabile che si acceleri lo sviluppo dei reattori fast breeder, che generano più materiale fissile di quanto ne consumino. Si aggiungono sforzi e investimenti nelle tecnologie di fusione, nonostante i risultati indifferenti ottenuti nell’ultimo mezzo secolo.

I lunghi tempi di realizzazione di questi progetti, anche se fattibili, fanno sì che l’impatto immediato sia scarso o nullo. Gli impianti di generazione più vecchi, che emettono anidride carbonica e sono alimentati da combustibili fossili, vengono messi in stand-by “per sicurezza” e, se possibile, riattivati.

Esortazioni frenetiche da parte di personaggi diversi come il Segretario Generale delle Nazioni Unite, scienziati del clima e Greta Thunberg disturbano la sublime apatia della vita quotidiana e generano un’atmosfera di ansia. Appare la solita collezione di venditori di olio di serpente. Dato che l’idrogeno come fonte inesauribile di carburante è stato descritto alla fine del XIX secolo da Jules Verne nel suo romanzo del 1894 L’isola misteriosa, la ricerca di fonti energetiche si rivolge alla letteratura fantascientifica.

Di fronte al deterioramento delle condizioni materiali, la popolazione inveisce contro la mancanza di soluzioni, ignorando che potrebbe non esserci una risposta facile al dilemma? I fatti non dipendono dalla capacità dei destinatari di digerirli. Con i bromuri e le coperte di conforto che si stanno esaurendo e con una popolazione in preda alla disperazione, molti governi lottano per mantenere le forniture energetiche disponibili e i costi bassi per mantenere l’eleggibilità. Come osservò una volta Gray Davis, ex governatore della California: “È una seccatura governare in tempi difficili”.

Percorso energetico – Fase 3 Disordine e divisioni

La fase 2 scivola verso il disordine quando la capacità di soddisfare le aspettative sulle forniture e sui prezzi dell’energia si riduce. Le forze identificate nella fase precedente si intensificano. Si aggiungono le pressioni derivanti dalla necessità di dare priorità ai servizi essenziali, come gli ospedali e le industrie. Le esigenze di sicurezza nazionale si intrecciano con altre preoccupazioni.

L’apparato di sicurezza a livello globale è tra i maggiori consumatori di energia. Le forze di difesa statunitensi utilizzano grandi quantità di elettricità. Ha un grande fabbisogno di combustibili idro-carbonici per alimentare la sua flotta di aerei, navi e veicoli terrestri. Nel 2016, ad esempio, il consumo è stato di circa 86 milioni di barili di carburante per scopi operativi. Gli aerei militari sono particolarmente assetati. Un bombardiere stealth B-2 trasporta quasi 100.000 litri (25.600 galloni) di carburante per jet, che viene bruciato a una velocità di oltre 15 litri (4 galloni) per miglio. L’aerocisterna AKC-135R, essenziale per estendere l’autonomia degli aerei da combattimento e da trasporto, consuma circa 18 litri (4,9 galloni) per miglio. Dato l’elevato fabbisogno energetico, l’elettrificazione di queste imbarcazioni è improbabile con la tecnologia esistente.

Altre priorità specifiche vengono alla ribalta. L’Arabia Saudita utilizza il 15% del petrolio prodotto per alimentare gli impianti di desalinizzazione che forniscono circa la metà del suo fabbisogno di acqua.

Il governo deve allocare una risorsa sempre più scarsa tra usi concorrenti. I decisori politici devono confrontarsi con la necessità di limitare la domanda al di fuori di un’effettiva necessità. Purtroppo, la definizione di essenziale e di spreco dipende dal punto di vista e soprattutto dalle risorse dell’influente e da come queste possono essere mobilitate.

Il crescente spostamento verso la massimizzazione della sicurezza energetica evidenzia le differenze tra i paesi ricchi e quelli poveri di energia.

Sul piano interno, le nazioni povere di energia devono affrontare scelte difficili. Possono razionare l’energia eliminando direttamente gli usi non essenziali o utilizzare tasse punitive per scoraggiare alcune attività come la proprietà di automobili, i viaggi, l’aria condizionata, alcuni cibi non essenziali o grandi spazi abitativi. Gli schemi possono includere repliche del Certificate of Entitlement (COE) di Singapore, una licenza per il possesso di un veicolo ottenuta partecipando con successo a un’asta pubblica a prezzi uniformi. Tale licenza conferisce al titolare il diritto legale di immatricolare, possedere e utilizzare un veicolo a Singapore per un periodo di 10 anni. Il costo di un COE può superare il valore dell’auto stessa quando la domanda è elevata.

Anche i Paesi ricchi di energia adottano politiche simili per conservare le risorse, anche se in misura minore. A livello internazionale, i Paesi ricchi di energia devono decidere se esportare l’energia, soprattutto gli scarsi idrocarburi, o accumularla per le esigenze future. L’energia diventa un’arma in termini geopolitici a un livello inimmaginabile.

Le misure mettono a rischio l’ordine sociale e rimodellano le relazioni internazionali.

Percorso energetico – Fase 4 Declino

Nella fase finale, la domanda di energia deve adattarsi all’offerta disponibile, da qualsiasi fonte disponibile, poiché la conservazione radicale è dettata dalle circostanze. Sir David King, ex scienziato capo del Regno Unito che un tempo aveva riposto la sua fiducia nella cattura del carbonio, e il Centro di Cambridge per la riparazione del clima ora sostengono le tre R – riduzione e rimozione delle emissioni e riparazione degli ecosistemi danneggiati, anche se la praticabilità di misure come il ricongelamento dell’Artico sono controverse.

Il mondo deve operare sulla base della “teoria dei vincoli”, sviluppata dal teorico del management Eliyahu M. Goldratt sulla base delle idee di Wolfgang Mewes. Essa amplia il luogo comune secondo cui nessuna catena può essere più forte del suo anello più debole. La teoria dei vincoli pone l’accento sull’identificazione del vincolo – le risorse che non possono soddisfare le richieste poste. L’obiettivo è quindi quello di aggirare questa limitazione critica. Adattata al contesto attuale, dato che la disponibilità e il costo dell’energia diventano cruciali, tutto deve riconoscere e tenere conto di questo fatto.

A lungo termine, gli Stati nazionali devono raggiungere un equilibrio energetico sostenibile. Logicamente, ciò richiede di calcolare l’energia disponibile da un mix di nucleare, rinnovabili e idrocarburi e di modellare la domanda di energia intorno a questi vincoli con un mix di regolamenti e tasse. È necessario stabilire un prezzo adeguato dell’energia, tenendo conto degli effetti a lungo termine (come l’esaurimento) e dei sottoprodotti (come le emissioni di carbonio). Supponendo che la popolazione non possa essere ridotta, almeno nel breve periodo, il consumo di energia per persona deve adattarsi.

Le dinamiche della fase 4 dipendono dalla velocità di attuazione e dal successo delle azioni precedenti per garantire le fonti energetiche, come le centrali nucleari o le forniture di combustibili fossili. Nella misura in cui i Paesi non sono riusciti a garantire adeguate forniture energetiche, le misure di emergenza per bilanciare la domanda e l’offerta possono comportare restrizioni d’uso o vere e proprie interruzioni di corrente.

A meno che le fonti energetiche disponibili non siano sufficienti a soddisfare la normale domanda e il costo non aumenti in modo significativo, si prevede un calo dell’attività economica. L’entità del cambiamento influenzerà i livelli di reddito, la capacità di far fronte agli impegni e anche la stabilità dei sistemi finanziari. Per i Paesi che dipendono dai proventi delle esportazioni di idrocarburi, il calo delle entrate potrebbe essere significativo e incidere sulla loro prosperità.

Se le razioni di energia pro capite sono inferiori ai livelli attuali e i costi significativamente più elevati, gli standard di vita e gli stili di vita dovranno essere adeguati. Ciò potrebbe significare sacrificare la comodità dell’auto privata per il trasporto pubblico e le inefficienti grandi case dei sobborghi per appartamenti più piccoli situati vicino ai luoghi di lavoro. Dovranno essere presi in considerazione anche altri limiti all’utilizzo dell’energia. Le popolazioni preoccupate dall’individualità e dalla fiducia nella fede tecnologica potrebbero trovare queste scelte poco piacevoli.

Il divario energetico all’interno delle società emergerà come un pericoloso sottoinsieme della disuguaglianza. Come osservò John Kenneth Galbraith nell’Età dell’incertezza:

Le persone privilegiate rischieranno sempre la loro completa distruzione piuttosto che rinunciare a qualsiasi parte materiale del loro vantaggio. La miopia intellettuale, spesso chiamata stupidità, è senza dubbio una ragione. Ma i privilegiati sentono anche che i loro privilegi, per quanto possano apparire gravi agli altri, sono un diritto solenne, fondamentale, dato da Dio.
Le società faranno fatica a mantenere la coesione e l’ordine quando le aspettative accumulate si riveleranno al di là della portata dei più.

A livello globale, aumenta il rischio di conflitti per la scarsità di energia. Nel film “I tre giorni del Condor”, un agente della CIA più anziano e cinico (Cliff Robertson) dice a un ricercatore più giovane (Robert Redford) perché gli americani, o i cittadini delle economie avanzate, sosterranno l’omicidio per il petrolio: “Chiedigli quando stanno per finire. Chiedeteglielo quando non c’è calore nelle loro case e hanno freddo. Chiedeteglielo quando i loro motori si fermeranno. Chiedeteglielo quando persone che non hanno mai conosciuto la fame inizieranno ad avere fame. Volete sapere una cosa? Non vorranno che glielo chiediamo. Vorranno solo che glielo procuriamo”.

Non si sa se i nostri sistemi politici nazionali e internazionali siano in grado di gestire tali stress.

Il gioco finale

Così come la pronta disponibilità di energia a basso costo ha sostenuto la rapida crescita e il miglioramento del tenore di vita degli ultimi due secoli, la riduzione delle forniture e l’aumento dei costi costringeranno a un ridimensionamento. L’esatta configurazione dei cambiamenti varierà da un Paese all’altro, a seconda delle circostanze specifiche. Il quadro generale è quello di un ritorno a un’epoca precedente in cui l’energia era più costosa e meno abbondante. La situazione sarà complicata dal cambiamento dell’ambiente, poiché le temperature più elevate influenzeranno altri elementi essenziali per la sopravvivenza, come il cibo e l’acqua.

La nostra civiltà attuale è stata fondata sia sul passato che sul futuro. È stata costruita sull’energia immagazzinata dalla luce del sole. Un gallone (3,78 litri) di benzina richiede circa 1,5 galloni (5,7 litri) di petrolio grezzo, che rappresenta 89.000 chilogrammi (196.000 libbre) di antica materia vegetale compressa dalla pressione e dal calore nel corso di milioni di anni. Questa preziosa risorsa accumulata in miliardi di anni sarà consumata in un periodo relativamente breve della storia del pianeta. Non può essere sostituita nell’arco della nostra specie.

Allo stesso tempo, a partire dagli anni ’70, le economie moderne hanno fatto affidamento su quantità sempre maggiori di debito. Questi prestiti accelerano il consumo e la spesa corrente a fronte della promessa di rimborso. Con l’aumento dei livelli di debito, sempre più reddito futuro deve essere impegnato per ripagarlo. I livelli di indebitamento più elevati hanno contribuito a finanziare le richieste di risorse reali disponibili, che in alcuni casi stanno raggiungendo i limiti dell’offerta.

Le pressioni simultanee esercitate dalle traiettorie energetiche e del debito a livello mondiale determinano ora il futuro. Esiste una sottile differenza tra l’economia delle risorse e quella finanziaria. La prima può declinare gradualmente con l’esaurimento delle scorte. Al contrario, l’economia finanziaria, che tratta intrinsecamente valori correnti di flussi di cassa futuri scontati per la tempistica, può sentire le pressioni molto prima.

Lo scrittore Jared Diamond, scrivendo nel 1999, ha sostenuto che il peggior errore commesso dall’uomo è stato il passaggio all’agricoltura. La dipendenza dai combustibili fossili e dal consumo energetico dissennato potrebbe rivelarsi altrettanto catastrofica. Ha beneficiato una coorte di fortunati spermatozoi che hanno potuto godere della sua abbondanza, ma lascia dietro di sé un’eredità tossica e incerta.

Le generazioni future potrebbero guardare all’era dei combustibili fossili con nostalgia e maledire le sue eredità che dovranno affrontare. Porteranno il peso dell’ingenua convinzione che il problema del clima possa essere risolto con una transizione energetica finanziata stampando denaro o prendendo in prestito da coloro che verranno dopo di noi. La prognosi dell’ex primo ministro russo Viktor Chernomyrdim, incline al malapropismo, potrebbe essere fatale: “Vivremo così bene che i nostri figli e nipoti ci invidieranno!”. Tutte le epoche alla fine muoiono per mano propria.

© 2023 Satyajit Das All Rights Reserved

 

A version of this piece was published in the New Indian Express.

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Destini energetici – Parte 7: Giochi finali – La Giacca troppo STRETTA

Destini energetici – Parte 7: Giochi finali – La Giacca troppo STRETTA

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Qui Yves. L’ultima proposta di Satyajit Das mostra, in modo definitivo e deprimente, che non c’è modo di uscire dal nostro pasticcio energetico se non con una dieta di consumo estremo, che sicuramente non avverrà.

Di Satyajit Das, ex banchiere e autore di numerose opere sui derivati e di diversi titoli di carattere generale: Traders, Guns & Money: Knowns and Unknowns in the Dazzling World of Derivatives (2006 e 2010), Extreme Money: The Masters of the Universe and the Cult of Risk (2011), A Banquet of Consequences RELOADED (2021) e Fortune’s Fool: Le scelte dell’Australia (2022)

L’energia abbondante e a basso costo è uno dei fondamenti della civiltà e delle economie moderne. Gli attuali cambiamenti nei mercati energetici sono forse i più significativi da molto tempo a questa parte. I destini dell’energia sono una serie in più parti che esamina il ruolo dell’energia, le dinamiche della domanda e dell’offerta, il passaggio alle energie rinnovabili, la transizione, il rapporto con le emissioni e i possibili percorsi. Le parti 1, 3, 4 e 5 hanno esaminato i modelli di domanda e offerta nel tempo, le fonti rinnovabili, lo stoccaggio dell’energia, l’economia delle rinnovabili, la transizione energetica e l’interazione tra politica energetica ed emissioni. Le ultime due parti delineano l’endgame energetico. Questa parte – la settima – delinea il quadro che darà forma agli eventi. La parte finale esaminerà le possibili traiettorie.

Lo scenario energetico sarà determinato dall’interazione di diverse forze: domanda e offerta di energia, economia, fisica e politica interna e internazionale.

Domanda di energia > Offerta

La domanda è funzione della popolazione e del fabbisogno energetico pro capite.

Si prevede che la popolazione mondiale, attualmente di circa 8 miliardi, continuerà a crescere fino a 8,5 miliardi nel 2030, 9,7 miliardi nel 2050 e 10,4 miliardi nel 2100. Alcuni previsori sostengono che, a causa del calo dei tassi di fertilità, la popolazione raggiungerà il suo picco a metà del XXI secolo per poi diminuire gradualmente.

La densità energetica, funzione del tenore di vita e del clima, si è stabilizzata e persino ridotta nelle economie avanzate, ma continua ad aumentare nei Paesi emergenti. Se i 4 miliardi di persone al mondo con redditi e accesso all’energia limitati aumentano il loro consumo energetico fino a raggiungere solo un terzo del livello pro capite delle economie avanzate, la domanda globale aumenterà di circa due volte il consumo totale degli Stati Uniti o di circa il 30% di tutto il fabbisogno energetico mondiale.

Anche le temperature estreme, che determinano il consumo per il riscaldamento e il condizionamento dell’aria, possono influire sulla domanda. In India, il consumo di condizionatori d’aria di nuova installazione compensa ampiamente l’energia prodotta dai nuovi parchi solari.

La maggior parte degli sviluppi tecnologici, progettati per migliorare lo stile di vita, dipende dall’energia. L’aviazione e la tecnologia dell’informazione illustrano questo aspetto della domanda energetica.

Un miliardo di dollari di aerei prodotti consumerà circa 5 miliardi di dollari di carburante per l’aviazione nell’arco dei 20 anni di vita. Nel 2023, gli ordini di Airbus e Boeing riguarderanno oltre 12.000 aerei commerciali, a testimonianza della domanda di viaggi. Sebbene alcuni di essi sostituiranno aerei più vecchi e meno efficienti dal punto di vista dei consumi, la crescita complessiva del numero di velivoli compenserà la riduzione del consumo di carburante. Sarà difficile soddisfare la richiesta di combustibili sostenibili per l’aviazione, utilizzando rifiuti come l’olio da cucina e le piante, su cui l’industria aeronautica fa affidamento per ridurre le emissioni. Un percorso credibile verso le emissioni nette zero per l’aviazione è difficile.

Allo stesso modo, i centri dati, in cui ogni anno vengono investiti oltre 100 miliardi di dollari, consumano 7 miliardi di dollari di elettricità su un orizzonte temporale simile. Le applicazioni ad alta intensità di dati e calcoli, come l’intelligenza artificiale e la realtà virtuale o aumentata come quella del metaverso, richiederanno quantità significative di energia.

L’aumento dell’efficienza energetica porta perversamente a un maggiore consumo di energia. Dal 1990, l’efficienza energetica globale è migliorata di circa il 33%, ma il consumo di energia è aumentato del 40%, soprattutto a causa della crescita economica dell’80%.

Il miglioramento delle tecnologie dell’aviazione ha ridotto il consumo di carburante di circa il 70% dalla metà degli anni Novanta, ma l’aumento dei viaggi, dovuto alla riduzione delle tariffe aeree, ha fatto sì che la domanda globale di carburante per l’aviazione sia aumentata di oltre il 50%. Nel 1960, il costo di un volo di sola andata tra New York e Londra era di circa 300 dollari, più o meno lo stesso della tariffa più bassa prima della pandemia, nonostante i livelli generali dei prezzi fossero aumentati di circa il 900% nel periodo. Tra il 1990 e il 2019, il numero di passeggeri che viaggiano in aereo a livello globale è passato da 1 miliardo a 4,5 miliardi. Un volo in classe economica da Londra a Sydney utilizza un quinto della rimanente quota di carbonio pro capite disponibile, mentre in prima classe si esaurirebbe il 60%. Il concetto svedese di flygskam, il volo della vergogna, non è ancora decollato.

Nel campo dell’informatica, il consumo di energia per byte è diminuito di ben 10.000 volte in un periodo analogo, ma la domanda globale di elettricità è aumentata drasticamente a causa della proliferazione dei dispositivi e dell’aumento di oltre 1.000.000 di volte del traffico di dati.

Questo fenomeno è l’effetto Jevon, che prende il nome dall’economista inglese del XIX secolo William Stanley Jevons, secondo il quale il progresso tecnologico o le politiche governative che aumentano l’efficienza nell’uso di una risorsa e ne riducono il costo portano a una crescita della domanda, aumentandone l’uso anziché ridurlo. Oggi i responsabili delle politiche ambientali ed energetiche partono spesso dal presupposto opposto, ovvero che i guadagni di efficienza ridurranno il consumo di risorse.

La maggior parte delle proposte sul clima si basa sul consumo del 25% di energia in meno, un fatto che viene spesso ignorato.

È improbabile che questo obiettivo sia raggiungibile. Non c’è stato un solo periodo di 20 anni in cui la domanda pro capite sia diminuita di più dello 0,1% dal 1965 (il periodo coperto dal set di dati statistici della BP). La domanda di energia è rallentata o diminuita solo in occasione di grandi crisi economiche, come la recessione del 2008 e la pandemia di Covid19 del 2020. La riduzione del 25% ipotizzata dal Gruppo intergovernativo sul cambiamento climatico nei prossimi 30 anni richiederebbe una forte riduzione dell’attività economica e del tenore di vita.

Negli ultimi 150 anni, i combustibili fossili, principalmente carbone, petrolio e gas naturale, sono stati le principali fonti di energia, fornendo attualmente circa il 70-80% del fabbisogno mondiale. Queste risorse sono limitate. In assenza di nuove scoperte o di migliori tecnologie di estrazione, le riserve di petrolio e gas si esauriranno in circa 50 anni. Le riserve di carbone hanno una vita più lunga, forse 3 volte quella degli idrocarburi. In questo modo si ignora la minaccia per l’ambiente rappresentata dall’uso continuo dei combustibili fossili.

L’attenzione attuale è rivolta alla sostituzione dei combustibili fossili con le fonti rinnovabili, che attualmente rappresentano circa il 20-30% delle fonti di energia. Il cambiamento proposto enfatizza eccessivamente l’elettrificazione.

La conversione dell’intero sistema elettrico statunitense alle energie rinnovabili lascerebbe inalterato circa il 70% del consumo americano di idrocarburi. La sostituzione a livello mondiale delle auto con motore a combustione interna con veicoli elettrici ridurrebbe il consumo globale di petrolio di circa il 15-20%. I trasporti pesanti, l’aviazione e le industrie che consumano molta energia (acciaio, cemento, ammoniaca) dipendono dagli idrocarburi.

Il passaggio alle energie rinnovabili, per sostituire le forniture in diminuzione di combustibili fossili e ridurre le emissioni, richiederebbe l’elettrificazione di molte attività e la capacità di convertire l’elettricità in un combustibile come l’idrogeno in modo economico ed efficiente. Purtroppo, questo processo è complicato dalla fisica dell’energia.

Fisica dell’energia

Ad esempio, in inverno l’ERCOT, che gestisce la fornitura di energia elettrica in Texas, prevede che saranno disponibili 6.000 megawatt dei 31.000 megawatt totali di capacità eolica installata (circa il 20%). Le energie rinnovabili hanno una minore densità energetica, una densità di potenza superficiale e mancano di portabilità.

Per trasformare l’energia rinnovabile in una vera alternativa, piuttosto che in una fonte di energia supplementare, sarà necessaria una generazione di riserva o uno stoccaggio di energia su larga scala. Dal 2000, le aziende elettriche statunitensi hanno aggiunto una notevole capacità di generazione alimentata da combustibili fossili (di solito turbine a gas) per compensare l’incertezza della produzione di energia rinnovabile nella rete, al fine di soddisfare le richieste dei consumatori di energia ininterrotta.

Le principali opzioni di stoccaggio sono l’idroelettrico a pompaggio e le batterie. L’idroelettrico a pompaggio è più economico, ma richiede grandi superfici, una geografia adatta e la ristrutturazione della rete e delle reti di trasmissione. Il progetto australiano Snowy 2.0 è stato progettato per generare altri 2.000 megawatt di capacità di generazione dispacciabile e on-demand e circa 350.000 megawattora di stoccaggio su larga scala, sufficienti ad alimentare tre milioni di abitazioni per circa una settimana. Il progetto, che utilizza uno schema idroelettrico esistente e non un nuovo sito greenfield che avrebbe dovuto rendere il progetto più semplice e meno rischioso, è fuori budget (il costo è aumentato da 2 a 10 miliardi di dollari australiani) e in ritardo (da 4 a 10 anni).

Per quanto flessibile e trasportabile, l’attuale tecnologia delle batterie non è in grado di soddisfare le esigenze di stoccaggio della transizione energetica. L’equivalente energetico di circa 1 chilogrammo (2,2 libbre) di idrocarburi richiede circa 70 chilogrammi (120 libbre) delle migliori batterie attualmente disponibili. Un barile di petrolio (159 litri o 42 galloni) pesa 136 chilogrammi (300 libbre) e può essere immagazzinato in un serbatoio da 20 dollari L’equivalente energetico richiede 9.000 chilogrammi (20.000 libbre) di batterie al litio dal costo di 200.000 dollari. Questo limita applicazioni come i voli a medio-lungo raggio, che richiederebbero batterie ricaricabili che pesano più di un normale jet a doppio corridoio a lungo raggio e costano 60 milioni di dollari.

Negli Stati Uniti, gli attuali banchi di batterie su scala industriale, aumentati dalle batterie dei veicoli elettrici, sono in grado di immagazzinare solo poche ore della domanda nazionale di elettricità. La produzione di batterie sufficienti per 2 giorni di stoccaggio richiederebbe centinaia di anni della produzione totale della Gigafactory di Tesla in Nevada, da 5 miliardi di dollari, attualmente il più grande impianto di produzione di batterie al mondo.

L’uso dell’idrogeno come riserva di energia rinnovabile e carburante richiede miglioramenti nella tecnologia, negli impianti di produzione e nei costi per essere praticabile. Inoltre, richiede notevoli quantità di acqua.

Anche se i progressi tecnologici e produttivi ridurranno i costi, le batterie non potranno soddisfare i requisiti di accumulo di energia di un sistema energetico totalmente alimentato da fonti rinnovabili nel prossimo futuro, a meno di importanti scoperte scientifiche.

Le fonti rinnovabili hanno anche un ritorno energetico sull’energia investita (EROEI) inferiore rispetto ai combustibili fossili e alle centrali nucleari, soprattutto se si tiene conto dello stoccaggio dell’energia. Per fornire lo stesso livello di consumo energetico netto finale sarà necessario utilizzare più energia e materiali, riducendo l’efficienza e aumentando i costi.

L’attuale politica energetica si basa su una fiducia incrollabile nella tecnologia. Sempre più spesso, con l’aumentare delle pressioni, i responsabili politici immaginano un futuro fantascientifico alla Jules Verne, in cui l’innovazione risolverà tutti i problemi e abbasserà i costi per consentire il mantenimento dello status quo all’infinito.

I politici e gli investitori di dubbia cultura scientifica e generale, sotto l’influenza dell’ultimo venditore di olio di serpente, sono innamorati della “disruption”. Un’analogia frequente è il tasso di miglioramento delle tecnologie digitali. Viene citata la legge di Moore, anche se la maggior parte degli utenti non sa se il riferimento è a Gordon Moore di Intel o all’attrice Demi Moore.

Purtroppo, la fisica delle informazioni e dell’energia è diversa. In un commento acre, Mark Mills, un fisico, ha usato un’analogia eloquente per evidenziare le differenze. Se l’energia solare fosse scalabile come i semiconduttori, un singolo impianto solare delle dimensioni di un francobollo alimenterebbe l’Empire State Building e una batteria delle dimensioni di un libro, al costo di tre centesimi, alimenterebbe i voli aerei transcontinentali. Sebbene siano probabili ulteriori efficienze, non esistono guadagni digitali di 10 volte per l’energia solare o eolica a causa dei limiti dei tassi di conversione e di cattura. Dato che l’energia massima teorica del petrolio è superiore del 1.500% in termini di peso rispetto a quella delle sostanze chimiche delle batterie, non esistono guadagni di 10 volte per l’accumulo di energia.

Le sfide pratiche sono esemplificate dalla famosa descrizione dei “reattori accademici” fatta dall’ammiraglio Hyman G. Rickover, che ha diretto lo sviluppo della propulsione nucleare della marina statunitense e le sue operazioni per tre decenni. Le caratteristiche di un reattore accademico sono la semplicità, le dimensioni ridotte, l’economicità, la leggerezza, la rapidità di costruzione, la flessibilità e i minimi requisiti di sviluppo, poiché utilizza componenti generici disponibili. Tale tecnologia, ha rilevato, era sempre in fase di studio piuttosto che di produzione. Al contrario, un reattore pratico, secondo la sua esperienza, aveva caratteristiche diverse: complicato, grande, costoso, pesante e richiedeva grandi quantità di sviluppi anche su elementi apparentemente banali. Attualmente era in produzione, ma in ritardo rispetto ai tempi e al budget.

In assenza di cambiamenti radicali e inaspettati nella scienza dell’energia, che richiederebbero una reinvenzione dei principi fondamentali, le tecnologie rinnovabili non raggiungeranno l’efficienza dei combustibili fossili. Forse, come ricordava il capitano Kirk a Montgomery Scott, ingegnere capo dell’astronave Enterprise di Star Trek: “Non posso cambiare le leggi della fisica, capitano!”.

Economia dell’energia

La sostituzione delle fonti energetiche influisce sul costo dell’energia per gli utenti.

I sostenitori sostengono che i costi delle energie rinnovabili sono ora inferiori a quelli dei combustibili fossili. L’affermazione, che si basa su premesse fuorvianti, è falsa. Se le energie rinnovabili sono così efficaci e a basso costo come si sostiene, non dovrebbero essere necessari sussidi governativi per un’ampia adozione.

Il costo livellato dell’elettricità (LCOE), comunemente utilizzato, si basa sui costi di vita di un impianto energetico divisi per la produzione di energia, ma esclude l’immagazzinamento dell’energia, l’alimentazione di riserva (di solito da combustibili fossili), altre spese come l’espansione della rete energetica e le esternalità.

I costi saranno messi sotto pressione dall’aumento dei prezzi dei materiali critici per la transizione a causa della scarsità delle forniture. Inoltre, con l’utilizzo dei migliori siti geografici per l’energia solare ed eolica, sarà necessario costruire nuovi impianti in aree meno favorevoli. Ciò potrebbe ridurre i già modesti livelli di produzione (circa il 35%). Anche le richieste concorrenti di terreni aumenteranno i costi, con l’aumento dell’opposizione dei cittadini, già evidente nel Renewable Rejection Database.

Il costo delle batterie di accumulo rimane elevato a causa di una combinazione di aumento della domanda e di aumento del costo delle materie prime. Ad esempio, i costi delle batterie per veicoli elettrici potrebbero aumentare fino al 22% entro il 2026.

Le previsioni sul fabbisogno di investimenti mostrano variazioni significative. La società di consulenza McKinsey ha suggerito un costo totale contestato di oltre 275.000 miliardi di dollari entro il 2050, pari a 9.200 miliardi di dollari all’anno. I Campioni di alto livello sul clima delle Nazioni Unite hanno stimato 125.000 miliardi di dollari. La maggior parte delle stime si aggira intorno ai 50.000 miliardi di dollari. Uno studio sostiene che non solo un sistema energetico al 100% rinnovabile è possibile entro il 2050, ma che avrebbe un beneficio economico per l’economia globale compreso tra i 5 e i 15 trilioni di dollari, dopo aver incorporato i benefici economici legati al clima e quelli non legati al clima. Le metodologie utilizzate non sono strettamente comparabili. Ad esempio, vengono ignorati l’impatto degli investimenti incagliati e le probabili perdite sui prestiti bancari. Molte sono chiaramente manipolate da sostenitori di parte di una particolare posizione. A prescindere dalla cifra esatta, sarà senza dubbio sostanziale.

Anche con il 3-5% del PIL mondiale all’anno, non è chiaro se tale cifra possa essere finanziata a causa delle finanze pubbliche tese nelle economie avanzate e della mancanza di risorse nei Paesi in via di sviluppo. A ciò si aggiungono altre richieste di entrate pubbliche per la difesa e i programmi di assistenza sociale, in particolare per la sanità e l’assistenza agli anziani per l’invecchiamento della popolazione. L’aumento dei costi per affrontare e adattarsi a eventi meteorologici estremi, in parte causati, ironia della sorte, dal cambiamento climatico, comporterà crescenti richieste alle finanze pubbliche. La maggior parte delle spese necessarie non è stata finanziata. Ad esempio, la Commissione europea ha stimato che il Green deal costerà 620 miliardi di euro, ma finora ha stanziato 82,5 miliardi di euro (13%).

In generale, la transizione energetica comporterà il passaggio a tecnologie a maggiore intensità di capitale. Man mano che il costo del capitale si normalizzerà dai minimi artificiali dovuti all’inversione del regime di tassi bassi, ciò significa che i costi aumenteranno.

Ciò si tradurrà in un aumento dei costi energetici per i consumatori. Ciò inciderà sui livelli di inflazione, sul reddito disponibile e sul tenore di vita. Gli effetti probabili sono evidenti nelle economie che hanno perseguito politiche energetiche ambiziose. I costi dell’elettricità in California sono i più alti degli Stati Uniti continentali. I costi dell’elettricità in Germania sono tra i più alti al mondo.

Il costo relativo al reddito pro capite influisce sulla capacità di gestire costi energetici più elevati. I tedeschi e gli americani, con un PIL pro capite rispettivamente di circa 51.000 e 70.000 dollari, possono essere in grado di assorbire i costi elevati dell’elettricità, anche se le fasce di popolazione a basso reddito saranno svantaggiate. I Paesi emergenti avranno difficoltà; ad esempio, il PIL pro capite di Cina e India è rispettivamente di 12.000 e 2.250 dollari.

Il problema dell’accessibilità economica è visibile nella domanda di veicoli elettrici. L’85% degli americani non può attualmente permettersi i veicoli elettrici perché sono più costosi delle automobili tradizionali. Questo crea una perversa ridistribuzione della ricchezza, con sussidi che vanno a beneficio delle famiglie ad alto reddito che possono permettersi di acquistare veicoli elettrici a spese dei contribuenti a basso reddito.

La portata del compito è monumentale. Per sostituire i combustibili fossili, le energie rinnovabili dovrebbero espandersi di 90 volte in 20-30 anni. Il lavoro accessorio, come la riconfigurazione del sistema di generazione elettrica americano basato sugli idrocarburi, richiederebbe un tasso di costruzione 14 volte superiore a qualsiasi altro periodo della storia. La scala per la costruzione di un adeguato stoccaggio dell’energia per la transizione alle energie rinnovabili è simile.

Ciò presuppone la disponibilità di materie prime, impianti di produzione, personale qualificato, supporto normativo e una popolazione acquiescente. Queste condizioni possono rivelarsi più difficili da soddisfare in pratica che in teoria.

Abbattimento delle emissioni

I costi più elevati e gli standard di vita più bassi potrebbero essere accettabili se il passaggio alle energie rinnovabili riducesse le emissioni. È tutt’altro che chiaro se le attuali politiche energetiche raggiungeranno questo obiettivo, giustamente considerato una preoccupazione esistenziale.

La riduzione delle emissioni richiesta è molto ampia. Infatti, per raggiungere gli obiettivi di temperatura sarebbe necessario passare immediatamente a emissioni zero, integrate da un’effettiva rimozione di carbonio dall’atmosfera (emissioni negative). Gli accordi attuali, anche nel caso molto dubbio che questi vengano raggiunti, sono inadeguati.

L’abbandono dei combustibili fossili sarà probabilmente lento, nella migliore delle ipotesi, a causa della crescente domanda di energia dovuta all’aumento della popolazione e del tenore di vita. È inoltre incerto se la fornitura di materie prime per la transizione sarà disponibile. Si prevede che la domanda annuale di rame, fondamentale per l’elettrificazione, raggiungerà nel 2050 un livello pari a tutta la produzione consumata nel mondo tra il 1900 e il 2021.

Inoltre, le fonti di energia rinnovabili hanno emissioni inferiori rispetto ai combustibili fossili, ma hanno un’intensità di materiale significativamente più elevata. La transizione energetica proposta, incentrata sull’elettrificazione, sulle fonti rinnovabili e sulle batterie, richiederà una grande quantità di risorse scarse come litio, rame, nichel, grafite, terre rare, cobalto e acqua. Per esplorare e sviluppare le risorse, estrarre e produrre i materiali necessari e trasportarli per l’uso, saranno necessarie quantità significative di energia, principalmente derivata da combustibili fossili.

Molte di queste miniere e impianti che producono materie prime per la transizione energetica si trovano nei Paesi in via di sviluppo. La Cina domina la lavorazione di alcuni minerali critici per la transizione. Il mix energetico di questi Paesi è orientato verso il carbone, il petrolio e il gas e può rappresentare una fonte significativa di emissioni aggiuntive. La Cina, che attualmente produce circa il 70-80% di tutte le batterie utilizzate a livello globale, dipende dai combustibili fossili per il 70% della sua energia, il che significa che i veicoli elettrici che utilizzano batterie cinesi aumenteranno le emissioni di anidride carbonica anziché ridurle. Le emissioni nette potrebbero diminuire meno del previsto o non diminuire del tutto.

Il costo dell’abbattimento aumenta anche perché vengono affrontati processi più difficili da decarbonizzare.

I costi elevati incideranno negativamente sull’economia dell’energia, spingendo a ridurre le iniziative di riduzione delle emissioni.

Una preoccupazione fondamentale è la difficoltà della cooperazione globale per affrontare le questioni climatiche. Gli effetti delle azioni dei singoli Paesi e Stati sono molto variabili. Le emissioni incrementali dei Paesi sviluppati sono in calo strutturale, in parte perché le attività e le industrie ad alte emissioni sono state trasferite nelle economie emergenti, come la Cina e l’India, che stanno installando nuovi e significativi generatori di energia a combustibili fossili. È improbabile che le politiche di grande respiro dei politici e dei cittadini dei Paesi avanzati, ben intenzionati ma ingenui, abbiano l’effetto sulle emissioni spesso proclamato. Lo zar del clima statunitense John Kerry ha ammesso a malincuore che il passaggio degli Stati Uniti a emissioni nette zero potrebbe non avere un impatto apprezzabile sull’aumento delle temperature, a meno che altre nazioni ad alte emissioni non seguano il suo esempio.

È altamente improbabile che i Paesi in via di sviluppo abbandonino i combustibili fossili a causa del notevole fabbisogno energetico in corso. Persino le più ricche Germania e California, che si vantano di essere più ecologiche della maggior parte degli altri Paesi, hanno una significativa dipendenza dai combustibili fossili, nonostante le politiche chiare, gli ampi sussidi, le competenze ingegneristiche di alta qualità e la bassa domanda incrementale dovuta a una crescita demografica più lenta.

Limitare l’aumento della temperatura richiede, ad esempio, una forte riduzione della produzione globale di carbone, di oltre due terzi entro il 2030, e una progressiva completa eliminazione. In realtà, l’uso del carbone è salito a livelli record nel 2022. Alcuni Paesi europei, come la Germania, colpiti dalla perdita delle forniture di gas russo, sono tornati alle centrali elettriche a carbone. La Cina ha aumentato l’uso di centrali elettriche a carbone nella prima metà del 2023 a causa della riduzione della produzione idroelettrica nelle province meridionali dovuta alla siccità. L’uso del carbone potrebbe ridursi di meno di un quinto entro il 2030 – e anche questo potrebbe essere difficile da raggiungere, dato che i Paesi emergenti hanno in programma un numero significativo di centrali elettriche a carbone. L’80% delle riserve di carbone deve rimanere inutilizzato se si vogliono raggiungere gli obiettivi del cambiamento climatico, con un onere significativo per i Paesi e le popolazioni in cui si trovano queste risorse.

La tabella seguente illustra come il carbone continui a essere un’importante fonte di energia, in particolare nelle economie emergenti dove la domanda è in rapida espansione.

La mancanza di coordinamento globale è evidente in cose semplici come la mancanza di standard. L’investimento di oltre 13 miliardi di dollari sostenuto dal governo statunitense nell’infrastruttura di ricarica dei veicoli elettrici è ostacolato dagli esatti requisiti di tensione e dalla lunghezza del cavo necessario per raggiungere la porta di ricarica del singolo veicolo: la Nissan Leaf davanti, la Hyundai Ioniq 5. La Volvo in fondo a sinistra. Volvo in fondo a sinistra.

Influenze politiche

I fattori sociali e politici influenzeranno il futuro dell’energia.

Il contratto sociale tra i politici e le popolazioni si basa implicitamente su un’alimentazione ininterrotta, illimitata e a basso costo, che è alla base del tenore di vita. Nei Paesi più ricchi, la disponibilità di energia per la regolazione del clima (aria condizionata e riscaldamento), la mobilità personale (auto private), i viaggi e l’utilizzo dei dati è data per scontata. Anche la cucina a gas e i forni a carbone o a legna per la pizza sono apparentemente sacrosanti. Non si conoscono le conseguenze di eventuali limitazioni a queste “libertà” o “scelte”. Nei Paesi più poveri, la popolazione aspira a stili di vita occidentali ad alta intensità energetica come parte della promessa di sviluppo. Sarebbe politicamente rischioso cercare di modificare queste aspettative. Come minimo, i cambiamenti nella disponibilità e nell’accessibilità energetica porteranno a una forte frammentazione della politica interna.

La geopolitica nel corso della storia ha ruotato, in parte, intorno all’accesso a risorse vitali. Dalla fine del XIX secolo, l’accesso agli idrocarburi è stato considerato un aspetto importante della politica estera e del potere economico. Il potere della Gran Bretagna si basava sull’accesso al carbone. L’ascesa dell’America è stata sostenuta dall’accesso al petrolio. Le guerre sono state combattute per l’accesso all’energia, che è stata anche un fattore delle azioni del Terzo Reich di Adolph Hitler e del Giappone che hanno portato alla Seconda Guerra Mondiale.

La trasformazione del complesso energetico altererà radicalmente le relazioni esistenti.

Gli attuali esportatori di idrocarburi e carbone, come l’Arabia Saudita, i Paesi del Golfo, la Russia, l’Australia e gli Stati Uniti, si trovano di fronte a scelte interessanti. Le pressioni della decarbonizzazione potrebbero essere percepite come un abbassamento del valore delle loro risorse. Ciò può incoraggiare la sovrapproduzione nel breve periodo per massimizzare i ricavi e, in parte, per abbassare i prezzi e modificare i rapporti di costo tra combustibili fossili e fonti rinnovabili. I ricavi possono essere indirizzati, come in Arabia Saudita, a modificare la struttura industriale per renderla meno dipendente dai ricavi dei combustibili fossili.

Ma data la probabilità che la transizione energetica e i tentativi di ridurre le emissioni non procedano come previsto, la trasformazione può essere più complessa.

Nella fase iniziale, i produttori di idrocarburi potrebbero lottare per l’influenza e il potere. I produttori di materiali critici per la transizione acquisteranno importanza in questo periodo. Ciò riflette la concentrazione dell’offerta di minerali rilevanti in pochi Paesi, come ad esempio la Repubblica Democratica del Congo (cobalto), l’Australia (litio, cobalto e nichel) e il Cile (rame e litio). Altre nazioni ricche di questi minerali sono Perù, Russia, Indonesia e Sudafrica. In questa parte del ciclo, questi Paesi guadagnano in termini economici e politici grazie all’aumento dei proventi delle materie prime. Si spostano al centro di alleanze geopolitiche con le grandi potenze che hanno bisogno di accedere a materie prime critiche.

I produttori di idrocarburi a basso costo registrano ricavi piatti o in calo. L’Arabia Saudita, l’Iran, l’Iraq e la Russia potrebbero espandere la loro quota di mercato grazie ai costi di produzione più bassi, dal 45% attuale al 57% nel 2040. I produttori più costosi e più piccoli, come gli Stati Uniti. Canada, piccoli Stati del Golfo, Nord Africa, Africa sub-sahariana, Europa (Gran Bretagna, Norvegia) sono svantaggiati. Alcuni, come l’America, il Brasile, il Canada e l’Australia, aumentano la produzione di altri minerali per compensare parte dei mancati guadagni derivanti dai combustibili fossili.

A un certo punto, il ciclo potrebbe tornare indietro. Quando i problemi legati alla transizione energetica diventano evidenti, la necessità di assicurarsi l’accesso alle forniture di idrocarburi in via di esaurimento per le attività che non possono essere elettrificate in modo efficiente porta a una rinascita dei produttori. Il conseguente spostamento di alleanze e relazioni richiede un equilibrio tra i fornitori di petrolio e gas e di minerali critici per la transizione.

Il crescente nazionalismo delle risorse influenzerà la disponibilità e i prezzi dell’energia e dei materiali critici per la transizione. Gli Stati possono nazionalizzare risorse vitali, come quelle in esame per il litio in America Latina. Altre misure includono il divieto totale di esportazione o azioni come la restrizione dell’Indonesia sulle vendite all’estero di nichel grezzo (che si prevede di estendere ad altri minerali) per costringere gli investimenti nella raffinazione a terra per aumentare le entrate locali. Altre alternative sono tasse e royalties elevate. L’obiettivo è aumentare le entrate dei singoli Stati e il controllo delle risorse critiche. La posizione sarà complicata dalle crescenti guerre commerciali, dalle sanzioni e dai diritti di proprietà intellettuale che renderanno più difficile la condivisione delle tecnologie.

In effetti, le catene di approvvigionamento industriale globale e le strutture di potere diventeranno più volatili nei decenni a venire, essendo sempre più legate alla necessità di garantire l’accesso all’energia e alle relative materie prime critiche.

I politici riconosceranno il lamento dell’ex primo ministro russo Viktor Chernomyrdim: “Volevamo il meglio, ma è andata come sempre”. Potrebbero dover seguire un’altra delle sue sagge osservazioni: “c’è ancora tempo per salvare la faccia… più tardi saremo costretti a salvare altre parti del corpo”.

© 2023 Satyajit Das All Rights Reserved

 

A version of this piece was published in the New Indian Express.

https://www.nakedcapitalism.com/2023/07/energy-destinies-part-7-endgames-the-strait-jacket.html

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Destini energetici: Parte 6: Politica energetica ed emissioni – Sempre più calde di Satyajit Das

Energia abbondante ed economica è uno dei fondamenti della civiltà e delle economie moderne. Gli attuali cambiamenti nei mercati dell’energia sono forse i più significativi da molto tempo. Ha implicazioni per la società nel senso più ampio. Destini Energetici è una serie in più parti che esamina il ruolo dell’energia, le dinamiche della domanda e dell’offerta, il passaggio alle energie rinnovabili, la transizione, la sua relazione con le emissioni e i possibili percorsi. Le parti 1, 2, 3, 4, e 5 hanno esaminato i modelli di domanda e offerta nel tempo, le fonti rinnovabili, lo stoccaggio di energia, l’economia delle rinnovabili e la transizione energetica. Questa parte esamina l’interazione tra la politica energetica e le emissioni.

Dagli anni ’90, la riduzione delle emissioni di gas serra è al centro della politica energetica. Al vertice sul clima di Parigi del 2015, le nazioni partecipanti hanno concordato di raggiungere la neutralità del carbonio entro la metà del 21° secolo per limitare il riscaldamento globale al di sotto dei 2°C, preferibilmente di 1,5°C rispetto ai livelli preindustriali. Ciò richiede una rapida transizione dai combustibili fossili alle rinnovabili.

L’obiettivo di 1,5°C è un compromesso guidato dalla politica poiché anche a quel livello il danno all’ambiente e alla biodiversità è significativo .

Obiettivi sulle emissioni

Nonostante i picchi seriali, la realtà è che è probabile che la terra si riscaldi di 1,5°C entro il prossimo decennio, con una temperatura complessiva che supererà il massimo di 2°C entro la fine del secolo. Gli impegni e le politiche attuali sono ben al di sotto del mantenimento delle temperature al di sotto dei livelli specificati. La drastica e necessaria riduzione delle emissioni globali di gas serra è molto probabilmente irrealizzabile.

Ci sono molteplici ragioni per il fallimento delle attuali politiche.

Confini nord-sud

Data la portata globale delle questioni, i limiti di emissione devono essere adottati da tutti i paesi, sebbene il rispetto da parte dei principali emettitori consentirebbe di progredire. Anche se gli accordi vengono raggiunti, non esiste un meccanismo efficace per l’applicazione. La contabilità è debole, la verifica è carente e le scappatoie legali abbondano. Le azioni effettive non corrispondono alle dichiarazioni. Molti paesi si affidano a complessi crediti e compensazioni di dubbia efficienza (trasferendo di fatto il problema ad altri paesi) per far fronte ai propri impegni.

Ci sono differenze tra economie avanzate ed emergenti (spesso semplificate come il divario Nord-Sud). Nella prima, c’è una maggiore pressione politica sui governi affinché agiscano sul cambiamento climatico. In quest’ultimo, gli accordi sono visti come un arresto dello sviluppo. Senza un aumento del consumo energetico e delle emissioni, in alcuni casi fino a una frazione di quella di cui godono i cittadini delle nazioni più ricche, la capacità delle nazioni più povere di migliorare i redditi e gli standard di vita è limitata.

I diversi livelli di consumo energetico – l’africano medio consuma attualmente meno energia pro capite all’anno di un frigorifero nelle economie avanzate – è un punto controverso. Un ulteriore punto di differenza è l’eredità dell’uso dell’energia da parte delle nazioni avanzate dopo la rivoluzione industriale che aveva portato all’accumulo di anidride carbonica nell’atmosfera.


Negli ultimi decenni, i paesi avanzati hanno aggravato il problema spostando le industrie ad alte emissioni nei paesi in via di sviluppo per trarre vantaggio da costi inferiori, standard ambientali e di sicurezza sul lavoro più permissivi e per ridurre le loro emissioni. I veicoli elettrici dovrebbero davvero essere ribattezzati EEV — Emissions Elsewhere Vehicles.

Ciò significa effettivamente che le nazioni emergenti dovranno ridurre le emissioni in modo molto più aggressivo rispetto alle loro controparti nei paesi sviluppati. Ad esempio, la Corea del Sud, una potenza industriale di medio rango, dovrà ridurre le emissioni di oltre il 5% all’anno entro il 2030, mentre l’Unione Europea deve tagliare di circa il 2% e gli Stati Uniti e il Regno Unito del 2,8%.

In un discorso del 13 ottobre 2022 , Joseph Borrell, alto rappresentante dell’Unione europea per gli affari esteri e la politica di sicurezza, ha evidenziato le lacune percettive. Dopo aver sottolineato che Federica Mogherini, il suo predecessore, sembrava “più giovane ” e “migliore“, ha delineato l’impegno dell’Europa nei confronti dei paesi in via di sviluppo con franchezza rinfrescante:

“L’Europa è un giardino. Abbiamo costruito un giardino. Tutto funziona…. Il resto del mondo… non è esattamente un giardino. La maggior parte del resto del mondo è una giungla e la giungla potrebbe invadere il giardino. I giardinieri dovrebbero occuparsene, ma non proteggeranno il giardino costruendo muri. …Perché la giungla ha una forte capacità di crescita, e il muro non sarà mai abbastanza alto per proteggere il giardino. I giardinieri devono andare nella giungla…. Altrimenti il ​​resto del mondo ci invaderà, in modi e mezzi diversi”.

Dopo aver affrontato crescenti critiche, Borrell ha raddoppiato sostenendo che la sua metafora era stata interpretata male e che non erano previste connotazioni razziste, culturali, coloniali o geografiche. Ma il corollario pratico di questa visione del mondo è evidente nel trasferimento dell’industria più pesante da parte dell’Unione Europea e nell’approvvigionamento di energia dalla “giungla” .

Il fulcro di questa politica egoistica, vitale per raggiungere gli obiettivi di emissione europei, è l’approvvigionamento di idrogeno verde, energia solare (da trasmettere attraverso un ambizioso cavo sottomarino) e materiali critici di transizione dal Nord Africa. I vantaggi per paesi come Marocco, Tunisia, Algeria ed Egitto non sono immediatamente evidenti. Pur fornendo energia verde al “giardino”, la “giungla” continua a dipendere fortemente dai combustibili fossili. Alcuni dei progetti ad alta intensità idrica si trovano in zone aride. Distruggeranno i delicati ecosistemi del deserto e sposteranno le tribù nomadi.

L’Europa, sostenuta da Regno Unito e Stati Uniti, ora sostiene persino la rivendicazione del Marocco sul Sahara occidentale, dove si trovano molti di questi progetti, nonostante la sua sovranità sul territorio non sia riconosciuta a livello internazionale. Porterà a una militarizzazione dell’area contesa. I “valori progressisti” occidentali sembrano non precludere la distruzione delle “giungle” e lo sfruttamento dei suoi cittadini.

Nel 2023, Raj Kumar Singh, ministro indiano per l’energia e le energie rinnovabili , ha affermato che i sussidi occidentali per l’energia rinnovabile, come l’Inflation Reduction Act degli Stati Uniti e le aste dell’idrogeno verde in Europa, stanno minando le iniziative di energia pulita nelle economie emergenti come l’India.

Le divisioni significano che i paesi emergenti, comprensibilmente, pagheranno a parole ma è improbabile che si impegnino a ridurre le emissioni, almeno senza una significativa compensazione finanziaria. È probabile che aumentino il consumo di energia e le emissioni ed è meno probabile che aderiscano ad azioni che limitano lo sviluppo economico.

Un affare costoso

Il costo della riduzione delle emissioni trasformando le fonti energetiche è elevato, ma lo sono anche le spese per il cambiamento climatico e il riscaldamento globale. Sfortunatamente, c’è poco accordo sulle specifiche con differenze sostanziali nelle stime.

Deloitte, una società di consulenza, prevede che il cambiamento climatico potrebbe costare all’economia globale  178 trilioni di dollari  nei prossimi 50 anni. Swiss Re, un riassicuratore, prevede che il cambiamento climatico potrebbe ridurre la produzione economica globale dell’11-14 percento o fino a 23 trilioni di dollari all’anno entro il 2050, con alcuni paesi che subiranno perdite fino a un terzo della loro ricchezza. Morgan Stanley, una banca d’affari, ha stimato che entro il 2050 dovranno essere spesi 50 trilioni di dollari in cinque aree tecnologiche per raggiungere l’obiettivo dell’accordo di Parigi di limitare il riscaldamento globale, inclusi 14 trilioni di dollari per la generazione di energia rinnovabile e lo stoccaggio di energia, 11 trilioni di dollari per i veicoli elettrici, 2,5 trilioni di dollari per la cattura e lo stoccaggio del carbonio, 5,4 trilioni di dollari per la produzione e lo stoccaggio di idrogeno e 2,7 trilioni di biocarburanti. La Banca Mondiale stima il costo all’1% del PIL globale ogni anno (circa $ 1 trilione) mentre l’ONU lo stima a $ 1,8 trilioni. L’Agenzia internazionale per l’energia sostiene che il costo aumenterà con l’inazione nel tempo raggiungendo oltre 20 trilioni di dollari entro il 2030. La Banca mondiale ha stimato che l’inazione per il clima potrebbe ridurre il PIL globale di almeno il 5% all’anno, mentre il prezzo dell’azione necessaria è fissato all’1% del PIL globale all’anno.

Mentre la falsa precisione è rassicurante, i presupposti sottostanti variano. Le stime dovrebbero essere trattate con cautela , soprattutto in considerazione dello scarso record di previsioni dell’umanità. Molti dei preventivi sono opera di soggetti interessati che hanno motivazioni finanziarie, che vanno da contratti di consulenza, donazioni, finanziamenti oltre che investimenti in beneficiari di azioni specifiche.

Indipendentemente dalla pretesa di accuratezza, i costi sono sostanziali e devono essere pagati in ultima analisi da individui a livello globale. Il problema è che c’è poco accordo su chi dovrebbe pagarlo e anche su come dovrebbe essere finanziato.

Le scarse finanze pubbliche, soprattutto a seguito della pandemia che ha visto una risposta fiscale globale di oltre 20 trilioni di dollari, significano che molti paesi potrebbero non essere in grado di sostenere il costo della transizione energetica oltre alle normali esigenze di spesa e infrastrutture. Il problema è grave in molti paesi a basso reddito e meno sviluppati con alti livelli di indebitamento.

Un punto critico persistente sono stati i trasferimenti dalle nazioni sviluppate ai paesi emergenti. Senza trasferimenti o finanziamenti agevolati dalle economie avanzate, l’agenda di Bridgetown per la riforma dell’architettura finanziaria globale evidenzia che è improbabile che i paesi in via di sviluppo siano in grado di finanziare la transizione energetica per ridurre le emissioni a causa dei loro maggiori rischi macroeconomici.

In base all’attuale piano di finanziamento pubblico per il clima, le nazioni sviluppate hanno accettato di pagare 100 miliardi di dollari ogni anno ai paesi in via di sviluppo per infrastrutture critiche per l’adattamento, la resilienza e la nuova economia basata sulle energie rinnovabili. I contributi hanno continuato a non raggiungere questo livello che, in ogni caso, è inferiore ai reali costi di adattamento per i paesi in via di sviluppo. Le stime dell’importo che i paesi più poveri dovranno spendere in un anno per ridurre le emissioni e proteggere le loro economie variano notevolmente, oscillando tra i 140 e i 300 miliardi di dollari all’anno entro il 2030, e tra i 280 e i 500 miliardi di dollari all’anno entro il 2050. Una previsione lo pone a 2,8 trilioni di dollari . Diverse ipotesi, inclusioni ed esclusioni sono alla base della variazione.

I politici sperano sempre più che la finanza privata possa mobilitare il capitale richiesto. Dato che le questioni riguardano in gran parte i beni pubblici, non è chiaro quale incentivo al ritorno o sussidi governativi sarebbero necessari.

Gli effetti sul tenore di vita costituiscono un ostacolo significativo all’adozione di politiche adeguate. È probabile che il cambiamento climatico e le azioni per migliorarne gli effetti ridurranno il tenore di vita. Le perdite saranno finanziarie (redditi reali e ricchezza inferiori) e aspettative di stile di vita (negazione dell’accesso a fonti energetiche affidabili e quasi illimitate). Il quantum e le porzioni della società e dei paesi più colpiti sono incerti. In definitiva, a nessun politico piace cercare la rielezione sulla base di azioni che lasceranno gli elettori in condizioni peggiori.

Collegata alla questione del tenore di vita è la natura del cambiamento climatico, che è intrinsecamente ad azione lenta e di natura a lungo termine. L’evoluzione sembra aver condizionato gli esseri umani a reagire in modo difensivo a gravi minacce esistenziali. Nonostante le affermazioni di razionalità, preferiamo innatamente escludere tali ansie come una forma di autoconservazione. Il conforto si trova nella negazione o nell’accettazione di schemi semplicistici che spesso non risolvono situazioni sgradite. La logica sottostante è quella articolata da Helen Keller: “Ad alcune persone non piace pensare. Se si pensa, si devono giungere a conclusioni; e le conclusioni non sono sempre piacevoli “.

La risposta è aggravata dal calo della fiducia nelle autorità e nelle istituzioni. Intrappola le persone nel dilemma del prigioniero. Mancando di fiducia nei processi sociali, ogni persona crede che i propri interessi possano essere salvaguardati solo prendendosi cura dei destini individuali e non collettivi.

Tentativi significativi di azioni efficaci nella riduzione delle emissioni sono difficili e improbabili. Il genere umano ora segue il copione di Niccolò Machiavelli: “il modo in cui viviamo è così lontano da come dovremmo vivere, che chi abbandona ciò che è fatto per ciò che dovrebbe essere fatto, imparerà piuttosto a provocare la propria rovina piuttosto che la sua conservazione”.

Emissioni negative

La riduzione delle emissioni di gas serra a livelli ovunque vicini agli obiettivi si basa sulla rimozione del carbonio. Le emissioni negative sono parte integrante degli scenari del Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici e degli accordi sul clima basati su di essi, in particolare per paesi come la Cina e l’India .

La transizione energetica richiederà la cattura e il sequestro del carbonio (CCS), la rimozione delle emissioni e lo stoccaggio o l’utilizzo dell’anidride carbonica, per diversi motivi:

  • A breve termine, può ridurre le emissioni di gas serra prodotte dall’uomo, mentre le fonti di energia rinnovabile aumentano la loro quota nel mix energetico.
  • Può gestire le emissioni in corso da settori difficili da decarbonizzare, come l’acciaio, il cemento, i trasporti pesanti e l’aviazione, almeno fino a quando, se mai, non saranno disponibili tecnologie scalabili e senza emissioni di carbonio a prezzi accessibili.
  • Potrebbe eliminare i gas serra diversi dall’anidride carbonica come il metano e il protossido di azoto da fonti come il bestiame, i rifiuti animali e l’uso di fertilizzanti, che sono difficili da gestire.
  • A lungo termine, potrebbe ridurre la quantità di carbonio già presente nell’atmosfera per ridurre gradualmente le temperature.

Cattura del carbonio

La CCS comporta la cattura e la separazione dell’anidride carbonica dall’aria o da fonti industriali ed energetiche, dopodiché viene condizionata, compressa e trasportata per il riutilizzo o l’isolamento a lungo termine dall’atmosfera, attraverso lo stoccaggio sotterraneo in formazioni geologiche o intrappolamento di termini in prodotti materiali.

La terminologia associata varia: cattura diretta dell’aria (DAC), bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio (BECCS), sequestro del carbonio e rimozione dell’anidride carbonica (chiamate anche emissioni negative). CCUS (Carbon Capture, Utilization, and Storage) è un termine onnicomprensivo che copre l’uso dell’anidride carbonica catturata per altre applicazioni, come il recupero avanzato del petrolio (EOR), la produzione di combustibili liquidi o beni di consumo, come la plastica.

Esistono due approcci generali: biologico e tecno-meccanico. I suoli e le piante della Terra immagazzinano già più di 3 trilioni di tonnellate di carbonio. La CCS biologica comporta la conservazione delle foreste esistenti, il rimboschimento, le pratiche agricole di costruzione del suolo e l’incoraggiamento alla crescita di alghe negli oceani per espandere lo stoccaggio naturale del carbonio. Ciò farebbe leva sulla normale fotosintesi per rimuovere l’anidride carbonica dall’atmosfera. Al contrario, i metodi tecno-meccanici utilizzano macchinari e sostanze chimiche per catturare l’anidride carbonica per il riutilizzo o lo stoccaggio. Esistono problemi relativi all’uso di CCS, alcuni unici per la specifica tecnologia utilizzata.

La CCS biologica, in particolare la conservazione delle foreste esistenti, il rimboschimento di aree disboscate o l’imboschimento di aree precedentemente prive di alberi, è di gran lunga meno costosa ed efficace nella rimozione del carbonio, oltre ad avere vantaggi collaterali come l’aumento della biodiversità. Ma la CCS biologica richiede vaste aree di terra stimate ovunque tra 3,2 milioni di chilometri quadrati (all’incirca le dimensioni dell’India) e 9,7 milioni di chilometri quadrati (all’incirca le dimensioni del Canada), equivalenti al 23-68 percento della terra arabile del mondo. Sarebbe in concorrenza con le rivendicazioni di uso del suolo alternativo per l’agricoltura e l’abitazione umana. Senza miglioramenti significativi nei raccolti e riduzioni della popolazione, ciò potrebbe rendere impraticabile la CCS biologica.

Il tempo necessario agli alberi per raggiungere la maturità e il massimo potenziale di assorbimento del carbonio significa che non è immediatamente efficace. Anche la CCS biologica è impermanente. Il carbonio immagazzinato nel suolo e nelle piante può successivamente essere rilasciato nuovamente nell’atmosfera, ad esempio attraverso il disboscamento, gli incendi, la morte degli alberi a causa di malattie o cambiamenti nelle pratiche agricole.

La CCS tecno-meccanica richiede di catturare l’anidride carbonica direttamente da un processo industriale o dall’aria e di isolarla mediante assorbimento, adsorbimento, circuito chimico, separazione del gas a membrana o idratazione del gas. L’anidride carbonica separata viene quindi riutilizzata, solitamente nelle bevande, o immagazzinata come gas in serbatoi sotterranei come miniere o giacimenti di petrolio e gas esauriti. Lo stoccaggio alternativo richiede la solidificazione dell’anidride carbonica in pellet o rocce da utilizzare come materiale da costruzione o per il seppellimento sotterraneo profondo. La tecnologia di rimozione meccanica del carbonio è attualmente immatura, inefficiente, costosa e rischiosa. Alcuni metodi devono ancora essere portati su scala commerciale.

I metodi tecno-meccanici sono attualmente più spesso utilizzati negli impianti industriali ad alte emissioni come i generatori di energia che utilizzano combustibili fossili, la produzione di cemento, la produzione di acciaio, la lavorazione del gas naturale, gli impianti di combustibili sintetici e gli impianti di produzione di idrogeno a base di combustibili fossili. Cattura in media tra il 50% e il 68% del carbonio rilasciato, anche se alcuni progetti hanno raggiunto livelli di efficienza più elevati .

L’estrazione diretta dell’aria è meno efficiente a causa della minore concentrazione di anidride carbonica nell’aria rispetto alle fonti industriali. Complica anche l’ingegneria e rende il processo più costoso.

Il trasporto e lo stoccaggio presentano sfide perché il rilascio su larga scala di anidride carbonica presenta rischi di asfissia. Il trasporto attraverso condutture spesso lunghe verso i siti di stoccaggio deve essere sicuro con un basso rischio di rottura o perdita.

Il geo-sequestro — l’iniezione di anidride carbonica nella formazione geologica sotterranea — richiede strutture opportunamente posizionate che siano sicure per lo stoccaggio a lungo termine. La prevenzione della fuga di anidride carbonica avviene solitamente tramite meccanismi di intrappolamento fisici (altamente impermeabili) e geochimici. Ciò esclude le regioni tettonicamente instabili. Il processo di test dei potenziali siti di stoccaggio è complesso. Anche ottenere il sostegno pubblico è una sfida. Non è chiaro se sia possibile garantire uno spazio di archiviazione sufficiente.

Il CCS tecno-meccanico è ad alta intensità energetica , noto come “overhead energetico” o “penalità energetica”. Se utilizzato nella produzione di energia, il CCS può consumare dal 10 al 40 percento dell’energia prodotta, circa il 60 percento della perdita derivante dal processo di cattura, il 30 percento dalla compressione dell’anidride carbonica e il 10 percento da pompe e ventilatori. La sanzione esatta dipende dalla tecnologia di generazione di energia utilizzata. CCS aumenta potenzialmente il fabbisogno di combustibile di un impianto di circa il 15% per un impianto a gas. I costi dell’energia di una centrale elettrica con CCS possono essere superiori del 30-60%. Anche il processo DAC, che richiede ai ventilatori di soffiare aria attraverso un filtro per catturare il carbonio, richiede molta energia. A meno che tutta l’energia extra richiesta non sia generata da fonti rinnovabili pulite, cosa improbabile nel breve termine, l’effetto netto sulle emissioni è incerto.

Il CCS tecno-meccanico richiede altre risorse. La mineralizzazione del carbonio , intrappolando e immagazzinando permanentemente l’anidride carbonica in rocce reattive come il basalto, richiede grandi quantità di acqua, circa 25 tonnellate di acqua per ogni tonnellata di anidride carbonica. L’uso di meno acqua e concentrazioni più elevate aumenta il rischio che l’anidride carbonica venga rilasciata in determinate condizioni di temperatura e pressione. L’invecchiamento accelerato, una tecnologia CCS in cui l’alcalinità dell’oceano viene aumentata attraverso il deposito di particelle di roccia nell’oceano, richiede una media di 2-4 tonnellate di minerali di silicato (olivina) per tonnellata rimossa. I minerali devono essere macinati in polvere fine che consuma molta energia.

Un importante fattore limitante è la scala richiesta. L’Agenzia internazionale per l’energia  prevede che entro il 2050  la capacità della CCS di catturarla e immagazzinarla nel sottosuolo dovrà raggiungere i 7.000 milioni di tonnellate all’anno.

Il gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici  ha ammesso che i tassi di cattura necessari coerenti con l’obiettivo di riscaldamento di 2°C richiedevano un tasso di aumento “notevole” . Nel 2022, c’erano circa 35 impianti CCS commerciali legati a processi industriali, trasformazione di combustibili e generazione di energia, con una capacità di cattura annuale totale di 45 milioni di tonnellate di anidride carbonica e circa 300 progetti in fase di sviluppo.

L’espansione CCS richiesta ignora anche alcune importanti considerazioni:

  • La cattura di anidride carbonica necessaria cresce rapidamente se le emissioni non vengono ridotte.
  • Il sovraccarico energetico degli impianti CCS, ovvero la potenza utilizzata per catturare il carbonio, comprimerlo e immetterlo nel sottosuolo, è significativo.

Vaclav Smil ha evidenziato la sfida: “… [per] sequestrare solo un quinto delle attuali emissioni di anidride carbonica dovremmo creare un’industria mondiale completamente nuova di assorbimento-raccolta-compressione-trasporto-stoccaggio il cui rendimento annuale dovrebbe essere di circa 70 per cento in più rispetto al volume annuale ora gestito dall’industria globale del petrolio greggio, la cui immensa infrastruttura di pozzi, oleodotti, stazioni di compressione e stoccaggio ha richiesto generazioni per essere costruita. Il geologo Andy Skruse ha identificato direttamente la difficoltà pratica: “Dovremmo finire una nuova struttura ogni giorno lavorativo per i prossimi 70 anni “.

I problemi sono amplificati dalle difficoltà riscontrate nei progetti CCS. Sulla base di diversi attributi del progetto come costo, prontezza tecnologica, credibilità delle entrate, incentivi politici, complessità normativa e opposizione pubblica, oltre l’80% dei progetti CCS ha fallito .

L’elevato costo della CCS sia in termini di impianto che di costi operativi rimane un ostacolo all’adozione. Un impianto CCS su larga scala, associato a un generatore di corrente o a un impianto industriale pesante, costa miliardi di dollari. Gli impianti DAC sono anche costosi con uno progettato per catturare 1 megaton di anidride carbonica all’anno che costa fino a $ 2 miliardi. Ad oggi, le prove CCS per gli impianti a carbone si sono generalmente rivelate economicamente non redditizie nella maggior parte dei paesi a causa del costo del capitale e della penalità energetica.

Attualmente si presume che il costo della rimozione dell’anidride carbonica sia di circa $ 600 per tonnellata, con un’ampia dispersione di $ 100-1.000. Senza riduzioni sostanziali all’estremità inferiore di tale intervallo, è probabile che la CCS tecno-meccanica rimanga antieconomica. Il presupposto è che volumi più elevati, esperienza di apprendimento e miglioramenti nella tecnologia, comprese le scoperte scientifiche, ridurranno i costi. Tuttavia, l’entità e la tempistica sono inconoscibili.

Il valore del carbonio catturato è attualmente incerto, al di là delle esternalità della riduzione delle emissioni. L’attività di CCS incentrata sul sequestro senza alcun uso compensativo rende l’economia poco attraente. Questo ha focalizzato l’attenzione sull’uso dell’anidride carbonica. L’attuale applicazione prevalente è nella produzione di petrolio e gas, dove il gas viene iniettato per mantenere la pressione del giacimento. L’economia è praticabile mentre i giacimenti sono operativi ed è influenzata dalle entrate derivanti da una maggiore ripresa del petrolio che è influenzata dalla volatilità dei prezzi del petrolio. Applicazioni come bevande o materiali da costruzione sono insufficienti, costose o tecnologicamente giovani.

Un modo per creare un incentivo economico è attraverso tasse sul carbonio fissate a un livello che renderebbe la CCS praticabile. La tassa dovrebbe essere fissata a un livello superiore al prezzo attuale di 40-80 dollari per tonnellata di anidride carbonica. Il prezzo del carbonio richiesto dovrebbe essere di almeno $ 120 combinato con le tariffe del carbonio transfrontaliere , come quella proposta dall’Unione Europea, per rendere la CCS fattibile. Ciò presuppone grandi riduzioni dei costi attraverso efficienze ed economie di scala e scopo. L’alternativa sono le sovvenzioni per il CCS, ora disponibili in un certo numero di paesi. La tassa sul carbonio o le sovvenzioni alla fine dovrebbero essere pagate dai consumatori di energia.

La principale attrattiva della CCS per i responsabili politici e il pubblico è che riduce superficialmente la necessità di cambiamenti nel consumo energetico e negli stili di vita. Ha anche il vantaggio di poter essere adattato a impianti industriali esistenti. Tuttavia, non è chiaro se sia fattibile o possa essere fatto in modo conveniente ed efficiente dal punto di vista energetico. Gli oppositori sostengono inoltre che la CCS potrebbe indirettamente legittimare l’uso continuato di combustibili fossili e minare gli impegni sulla riduzione delle emissioni.

L’ex capo scienziato britannico David King ha affermato in modo preoccupante che la CCS è essenziale per mantenere l’aumento della temperatura al di sotto di 1,5-2°C ed è “l’unica speranza per l’umanità “.

Caldo e più caldo!

Sulla base dello stato attuale della scienza, della tecnologia, dello sviluppo e dell’attuazione delle politiche, la probabilità di raggiungere gli obiettivi di emissione è dubbia. Ciò significa che l’aumento della temperatura globale, con ogni probabilità, supererà i livelli raccomandati, molto probabilmente in modo sostanziale e prima del previsto. I conseguenti cambiamenti nella geofisica planetaria e nella meteorologia saranno sostanziali.

Sembra che il mondo continui ad affrontare la scelta una volta articolata da Woody Allen: “Più di ogni altro momento nella storia, l’umanità si trova di fronte a un bivio. Un percorso porta alla disperazione e alla totale disperazione. L’altro, all’estinzione totale. Preghiamo di avere la saggezza per scegliere correttamente ”.

© 2023 Satyajit Das Tutti i diritti riservati. Una versione di questo pezzo è stata pubblicata sul New Indian Express.

Satyajit Das, è ex banchiere e autore di numerose opere sui derivati ​​e diversi titoli generali: Traders, Guns & Money: Knowns and Unknowns in the Dazzling World of Derivatives  (2006 e 2010), Extreme Money: The Masters of the Universe and the Cult of Risk (2011), A Banquet of Consequences RELOADED (2021) e Fortune’s Fool: Australia’s Choices (2022).

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Destini energetici: Parte 5: Transizione energetica – Destinazione misteriosa di Satyajit Das

Destini energetici: Parte 5: Transizione energetica – Destinazione misteriosa

Il commento di un lettore

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Ciò che Das descrive in modo così eloquente non è un problema, piuttosto un dilemma o una situazione difficile, cioè non c’è soluzione. Sta descrivendo l’attuale realtà futura dell’energia nel modo più accurato possibile. I contorni del dilemma sono stati ben compresi dalla fine degli anni ’50. Opere come “Man’s Role In Changing the Face of the Earth” di Lewis Mumford, “The Closing Circle” di Barry Commoner e “Global 2,000 Report”, commissionato da Jimmy Carter sono solo alcuni dei tanti colpi di avvertimento ignorati dall’élite del potere. La realtà di un futuro prossimo con un accesso radicalmente ridotto all’energia e alle risorse minerarie e con crescenti vincoli ecologici è difficile da accettare, figuriamoci affrontare in modo significativo.
Giovanni Steinbach

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Energia abbondante ed economica è uno dei fondamenti della civiltà e delle economie moderne. Gli attuali cambiamenti nei mercati dell’energia sono forse i più significativi da molto tempo. Ha implicazioni per la società nel senso più ampio. Destini energetici è una serie in più parti che esamina il ruolo dell’energia, le dinamiche della domanda e dell’offerta, il passaggio alle energie rinnovabili, la transizione, la sua relazione con le emissioni e i possibili percorsi. Le parti 1, 2, 3, e 4  hanno esaminato i modelli di domanda e offerta nel tempo, le fonti rinnovabili, lo stoccaggio di energia e l’economia delle rinnovabili. Questa parte esamina la transizione energetica.

Una transizione energetica si riferisce a un importante cambiamento strutturale nei sistemi energetici. Ci sono state diverse transizioni storiche di questo tipo: dai biocarburanti, come il legno, all’energia idrica ed eolica e poi ai combustibili fossili. Nel suo uso attuale, è usato per descrivere il tentativo di sostituire i sistemi di produzione e consumo di energia basati sui combustibili fossili con fonti energetiche rinnovabili. Questa trasformazione è incorniciata dalla necessità di mitigare le emissioni per controllare i cambiamenti climatici.

L’ arco della storia dell’energia è rappresentato di seguito.

In Energy Transitions, il professor Vaclav Smil fornisce la prova che una nuova fonte di energia ha impiegato in genere tra i 40 ei 60 anni per guadagnare una quota di mercato significativa negli periodi precedenti. Le attuali proposte presuppongono che l’energia rinnovabile produrrà guadagni comparabili in un periodo molto più breve .

Ciò sottovaluta la complessità dell’attuale transizione energetica:

  • La scala è senza precedenti e richiede la riorganizzazione dei sistemi energetici per oltre 8 miliardi di persone e alti livelli di domanda industriale e domestica.
  • In generale, le transizioni energetiche comportano il passaggio a fonti di energia più efficienti. L’attuale processo inverte la tendenza con uno spostamento verso fonti meno efficienti con EROEI inferiore, minore densità energetica, minore densità di potenza superficiale e grandi requisiti di stoccaggio.
  • A differenza delle modifiche precedenti, è probabile che il costo dell’energia aumenti anziché diminuire.
  • Anche l’urgenza del cambiamento dovuta alla necessità di contenere le emissioni è senza pari.
  • I precedenti cambiamenti negli accordi energetici sono stati intrapresi prima delle moderne strutture normative, in particolare nei paesi avanzati, che dovranno adattarsi rapidamente a cambiamenti su larga scala all’interno di standard ambientali, di sicurezza e di concorrenza contrastanti.
  • Anche la probabile interruzione degli accordi sociali e geopolitici è potenzialmente maggiore rispetto alle trasformazioni precedenti.

Una transizione incompleta

L’attuale transizione energetica, così come concepita, è fortemente sbilanciata verso l’elettrificazione incentrata sull’utilizzo di fonti rinnovabili a basse emissioni per produrre elettricità in sostituzione dei combustibili fossili.

Gli attuali piani di transizione prevedono una grande espansione della produzione globale di elettricità di un fattore da due a tre volte, senza utilizzare combustibili fossili.

Ma l’elettricità, sulla base della maggior parte delle stime, costituisce meno del 20 percento dell’attuale mix energetico .

Le alte temperature, il fabbisogno di potenza e densità energetica dell’industria pesante (manifattura, acciaio, cemento, ammoniaca, plastica), del trasporto merci e dell’aviazione favoriscono i combustibili fossili che dovranno essere elettrificati o riprogettati per utilizzare combustibili alternativi che potrebbero rivelarsi difficili senza significativi progressi della scienza e delle tecnologie di produzione.

Ci sono barriere scoraggianti. Le tecniche di riduzione diretta per la produzione di acciaio possono consumare 15 volte più elettricità rispetto all’attuale approccio di cokefazione equivalente. Richiede minerale di ferro più puro per sciogliersi completamente in fornaci alimentate a idrogeno per eliminare i contaminanti. Anche la sostituzione dei combustibili fossili nella produzione di cemento e in altri processi industriali è una sfida.

La fattibilità tecnica dell’elettrificazione, l’uso di biocarburanti o altri metodi sono in fase di sviluppo e probabilmente saranno molto più costosi dei metodi attuali. Si stima che la decarbonizzazione della produzione di alluminio coerente solo con un percorso net-zero o 1,5°C richieda un investimento cumulativo di circa 1 trilione di dollari, principalmente nell’alimentazione e nelle fonderie .

L’elettrificazione, in ogni caso, non è sufficiente per eliminare le emissioni di carbonio da molte industrie pesanti a causa della chimica dei processi. Circa la metà dell’anidride carbonica nella produzione di cemento proviene dalla conversione del calcare in clinker. Nell’acciaio, la trasformazione dell’ossido di ferro in ferro puro richiede lo stripping degli atomi di ossigeno che si combinano con il carbonio per produrre anidride carbonica. La modifica della chimica è necessaria per ridurre queste emissioni.

I problemi di peso della batteria, capacità di potenza e durata rimangono vincoli nell’elettrificazione del trasporto pesante. Lo spazio necessario per i serbatoi di idrogeno sufficienti per alimentare l’aviazione a medio e lungo raggio limita i carichi utili che incidono in modo significativo sull’economia di queste forme di trasporto.

L’elettrificazione completa o addirittura sostanziale come percorso verso la decarbonizzazione può rivelarsi sfuggente.

Intensità materiale

I macchinari della transizione energetica – pannelli solari, turbine eoliche, accumulo di energia, impianti di riserva, linee e reti di trasmissione riconfigurate, veicoli elettrici – richiedono grandi quantità di metalli, minerali ed energia, ironia della sorte, dai combustibili fossili. Le rinnovabili sostituiscono l’intensità delle emissioni con l’intensità dei materiali.

Ad esempio, i veicoli elettrici richiedono fino a sei volte più minerali rispetto alle auto convenzionali alimentate da motori a combustione interna.

I veicoli elettrici pesano in media 340 chilogrammi (750 libbre) in più. Il peso aggiuntivo influisce sul fabbisogno energetico e sull’efficienza poiché la maggior parte dell’energia in qualsiasi forma di trasporto veicolare viene utilizzata per spingere il suo peso.

Le turbine eoliche richiedono acciaio (66-79 percento della massa totale della turbina); fibra di vetro, resina o plastica (11-16 percento); ferro o ghisa (5-17 percento); rame (1 percento); e alluminio (0-2 percento). Le terre rare sono gli ingredienti chiave dei potenti magneti richiesti. Le stime suggeriscono che sono necessarie circa 500 tonnellate di acciaio e 1.000 tonnellate di calcestruzzo per megawatt di energia eolica.

Ogni modulo batteria Tesla da 80 chilowattora a lungo raggio da 450 chilogrammi (1.000 libbre) è composto da 6.000 singole celle, ciascuna contenente 10 chilogrammi (25 libbre) di litio, 36 chilogrammi (60 libbre) di nichel; 18 chilogrammi (44 libbre) di manganese; 14 chilogrammi (30 libbre) di cobalto; 80 chilogrammi (200 libbre) di rame; e oltre 250 chilogrammi (550 libbre) di alluminio, acciaio, grafite, plastica e altri materiali. Se ridimensionati in base al tipo di stoccaggio che potrebbe essere richiesto a livello statale o nazionale, gli importi necessari sono sbalorditivi. Complessivamente, l’utilizzo di moduli batteria per sostenere il fabbisogno di elettricità estivo di punta di New York per 45 minuti richiederebbe 3.750 tonnellate di litio, 9.000 tonnellate di nichel, 6.600 tonnellate di manganese, 4.500 tonnellate di cobalto, 30.000 tonnellate di rame e 82.500 tonnellate di altro materiali.

Poiché i metalli e le altre sostanze necessarie richiedono una notevole quantità di energia per essere prodotti, l’effetto netto complessivo sulle emissioni (minore produzione dalle fonti di energia aggiustata per la maggiore quantità di materiali richiesti) non è chiaro.

Le emissioni del ciclo di vita dei veicoli elettrici, la quantità totale di gas serra emessi durante l’esistenza di un prodotto, compresa la sua produzione, utilizzo e smaltimento, sono rivelatrici. Utilizzando misure standardizzate (tonnellate metriche di CO2 equivalente (tCO2e)) di gas serra, è possibile ricavare le emissioni comparative dei veicoli elettrici, ibridi e ICE di medie dimensioni :

I veicoli elettrici hanno le emissioni del ciclo di vita più basse, ma le emissioni di produzione sono circa il 40% superiori a quelle dei veicoli ibridi e convenzionali, principalmente dall’estrazione e dalla raffinazione di materie prime come litio, cobalto e nichel. La maggior parte dei vantaggi in termini di emissioni sono in fase di utilizzo. Questi confronti si basano su 16 anni di utilizzo e una distanza di 240.000 chilometri (150.000 miglia). Laddove il veicolo ha una vita più breve o viene utilizzato in modo meno intensivo (il che è probabile poiché i veicoli elettrici sono più adatti a distanze di viaggio più brevi), le elevate emissioni di produzione indicano che le emissioni del ciclo di vita del veicolo elettrico si avvicinano a quelle dei tradizionali veicoli a combustione interna.

Le affermazioni di minore intensità di materiale dei veicoli elettrici presuppongono spesso anche la capacità di riciclare i componenti , il che, in realtà, non è dimostrato. Anche se possono essere progettati per utilizzare meno materie prime, molte sono le richieste di terre rare che necessitano di processi di produzione tossici. L’analisi presuppone che i veicoli elettrici siano alimentati esclusivamente da elettricità proveniente da fonti energetiche rinnovabili, il che non è la situazione attuale.

Ciò significa che il passaggio alle energie rinnovabili potrebbe non ridurre le emissioni del quantum dichiarato e, forse, per niente in alcuni casi.

Materiali critici per la transizione

Le principali materie prime necessarie per la transizione energetica sono riassunte di seguito:

Di seguito si riporta l’applicazione e la relativa domanda di tali materie prime.

In generale, gli analisti si concentrano su due gruppi di materie prime: primo rame, nichel e cobalto e secondo litio e terre rare. In pratica dovrebbero essere prese in considerazione tutte le materie prime richieste.

Disponibilità delle risorse

Si presuppone la disponibilità delle materie prime richieste a un costo accettabile. Senza l’approvvigionamento necessario, la transizione energetica sarà, nella migliore delle ipotesi, ostacolata e, nella peggiore, non sarà possibile. Gli elementi chiave della disponibilità includono:

  • Sufficienza della risorsa.
  • Fattibilità di estrazione e produzione.

Non è chiaro se attualmente esistano quantità sufficienti di materie prime essenziali. La quantità di molti metalli necessari è maggiore di quanto inizialmente creduto, gli attuali livelli di produzione sono insufficienti e, forse la cosa più critica, le riserve minerarie note per alcuni materiali potrebbero essere inferiori alle quantità necessarie. Ulteriori investimenti possono espandere la produzione e l’esplorazione può scoprire nuove riserve, ma ci sono difficoltà nel superare le carenze soprattutto nel breve periodo.

Di seguito è riportata una stima delle riserve note di molte materie prime essenziali:

Simon P. Michaux , Professore Associato di Ricerca dell’Unità di Geometallurgia Lavorazione dei Minerali e Ricerca sui Materiali, Geological Survey of Finland, ha confrontato la produzione richiesta con le riserve conosciute concludendo che i metalli totali richiesti per una generazione di tecnologia per eliminare gradualmente i combustibili fossili sono insufficienti per molte sostanze.

 

Metallo Produzione richiesta (tonnellate) Riserve conosciute(tonnellate) Copertura di riserva(Percentuale di requisiti)
Rame 4.575.523.674 880.000.000 20 percento
Nichel 940.578.114 95.000.000 10 percento
Litio 944,150,293 95.000.000 10 percento
Cobalto 218.396.990 7.600.000 3 per cento
Grafite 8.973.640.257 320.000.000 4 percento
Vanadio 681.865.986 24.000.000 4 percento

Lo studio ha rilevato che c’erano riserve sufficienti di alcuni materiali:

 

Metallo Produzione richiesta (tonnellate) Riserve conosciute(tonnellate) Copertura di riserva(Percentuale di requisiti)
Zinco 35.704.918 250.000.000 700 percento
Manganese 227.889.504 1.500.000.000 658 percento
Silicio (metallurgico) 49.571.460 Relativamente abbondante Adeguato
Argento 145.579 530.000 3.641 percento
Zirconio 2.614.126 70.000.000 2.678 percento

Le stime della domanda e delle riserve sono inesatte e oggetto di febbrili controversie. Tuttavia, l’entità delle potenziali carenze deve essere attentamente considerata nei piani di transizione energetica.

Estrazione e produzione

Anche se esistono riserve, sorgono problemi di estrazione e produzione. La scala è impegnativa. L’entità dell’espansione della produzione richiesta per alcune materie prime chiave non è da prendere alla leggera.

La qualità dei giacimenti minerari che devono essere sfruttati è rilevante. I gradi sono diminuiti a causa dell’esaurimento naturale delle miniere già esistenti che sono, comprensibilmente, le più facilmente accessibili e a basso costo. Nel caso del rame, il grado medio delle miniere è diminuito da circa il 2,5% di 100 anni fa a circa lo 0,5% di oggi. Ci sono poche miniere di rame oggi che hanno un contenuto di rame superiore all’1% della roccia. La qualità media del rame cileno , uno dei maggiori produttori, è scesa del 30% negli ultimi 15 anni allo 0,7%. Alcune altre materie prime richieste si trovano naturalmente a concentrazioni inferiori. Nichel, litio, cobalto e rame costituiscono dallo 0,002% allo 0,009% della crosta terrestre. Al contrario, i metalli più abbondanti come il ferro e l’alluminio costituiscono rispettivamente il 6% e l’8%.

I gradi inferiori e la relativa scarsità aumentano i costi di esplorazione, sviluppo, estrazione e lavorazione, nonché il fabbisogno energetico e le emissioni di carbonio. Nel caso del rame, qualità inferiori significano che per produrre la stessa quantità di rame occorre utilizzare circa 16 volte più energia rispetto a 100 anni fa.

La convinzione che i miglioramenti nella tecnologia di esplorazione e produzione possano colmare le carenze è fuorviante. Le tecniche di esplorazione variano tra le materie prime. La tecnologia per la ricerca di giacimenti minerari, come il rame, è complicata dal fatto che i depositi sono spesso dispersi su vaste aree. Tecniche come il test sismico, che è un mezzo efficiente per la ricerca di idrocarburi, sono meno efficaci. Deve essere utilizzata la perforazione esplorativa, un processo lento.

Anche le aree che possono essere sfruttate sono diverse. L’estrazione della maggior parte dei metalli è concentrata in poche aree a causa dell’economia. Al contrario, la produzione di petrolio e gas a volte può essere intrapresa su scala ridotta. Oggi, molta esplorazione di idrocarburi è nell’oceano.

Esistono piani ambiziosi per l’estrazione in acque profonde di cobalto, nichel, manganese e rame . Ma ci sono difficoltà significative nell’operare in acqua salata corrosiva, a temperature vicine allo zero e sotto migliaia di libbre di pressione per pollice quadrato. I superamenti dei costi di capitale e operativi sono frequenti. Il costo del progetto del gas Gorgon al largo della costa dell’Australia nord-occidentale è aumentato dal budget di $ 11 miliardi a $ 54 miliardi.

I rapporti tra riserva e produzione spesso sovrastimano la quantità di minerali che possono essere estratti. Il tempo dall’esplorazione alla produzione è lungo. Ci vogliono anni per passare dall’esplorazione alla produzione di petrolio e gas. Al contrario, una miniera di rame greenfield può richiedere decenni per essere messa in funzione, anche se in genere hanno una vita più lunga che si estende fino a centinaia di anni. Ciò significa che anche se, come probabile, i prezzi aumentano bruscamente, è improbabile che l’offerta aggiuntiva di materiali richiesti per la transizione divenga rapidamente disponibile poiché presentano un’elasticità dei prezzi relativamente limitata .

Vincoli ambientali

È probabile che la produzione delle materie prime necessarie eserciti una pressione significativa su altre risorse come l’acqua e la terra.

La produzione di molte materie prime richiede grandi quantità di acqua . L’estrazione del rame richiede molta acqua. Ciò è complicato dal fatto che il 50% della fornitura mondiale di rame proviene dal Cile, dal Perù e dalla fascia africana del rame, tutte regioni con problemi di scarsità d’acqua. Le tecniche comuni per la produzione di litio sono ad alta intensità idrica, con aree come l’alto altopiano andino dove esistono grandi riserve che sono tra i luoghi più aridi della terra. La produzione di idrogeno richiede l’accesso a grandi quantità di acqua.

Ci sono richieste di terra scarsa che potrebbero essere necessarie per le popolazioni e la produzione alimentare. I biocarburanti richiedono grandi quantità di acqua e terra. Le materie prime da biomassa per l’energia alternativa estraggono efficacemente il terriccio. A livello globale, è probabile che fino al 90 percento del suolo superficiale della Terra sarà a rischio entro il 2050. Con un minimo di 15 centimetri (6 pollici) necessari per coltivare in modo efficiente, la perdita di terriccio si sta avvicinando a livelli critici. Strutture solari nei deserti che richiedono la demolizione di aree che distruggono l’ecosistema naturale e rilasciano anche una grande quantità di carbonio immagazzinato sottoterra in terreni desertici.

Altri effetti collaterali includono inquinamento e danni ambientali dovuti all’estrazione delle materie prime necessarie.

In effetti, le esternalità negative significative sono generalmente trascurate e non incorporate nei calcoli dei costi. Il consumo di energia e le emissioni di questi effetti collaterali sono spesso ignorati.

Vincoli di investimento

Gli investimenti sono essenziali per garantire la sufficienza dell’offerta. Negli ultimi decenni, il livello di investimento in materiali critici di transizione è aumentato (sebbene l’opacità dei dati delle società minerarie, in particolare le major diversificate, renda difficile identificare con precisione le aree interessate).

Dato che saranno necessari oltre 3 miliardi di tonnellate di minerali e metalli per raggiungere un risultato inferiore a 2°C e che la produzione di minerali, come grafite, litio e cobalto, dovrà aumentare di quasi il 500% entro il 2050, è discutibile se gli investimenti esistenti siano adeguati.

Ci sono diverse ragioni per un investimento inadeguato:

  • Ciclicità delle merci.
  • Prezzi reali bassi.
  • I grandi requisiti patrimoniali dei progetti.
  • Consolidamento e maggiore avversione al rischio all’interno di grandi gruppi di risorse.

La pressione degli attivisti sulle società di risorse per la decarbonizzazione, particolarmente esposte a combustibili fossili o ad alte emissioni, è sempre più un fattore. Con la maggior parte dei gestori patrimoniali e degli investitori desiderosi di migliorare la propria performance ESG (Environment, Social, Governance), c’è stata una riluttanza da parte degli enti pubblici a investire nella produzione di materie prime. Un’ulteriore influenza è la natura apparentemente fuori moda delle risorse relative alle industrie tecnologiche ad alta crescita, che ironicamente non possono sopravvivere senza i materiali che devono essere estratti. Le materie prime non possono essere richiamate con un’app da uno smartphone.

Senza investimenti sostanziali e le relative emissioni, è probabile la carenza di alcuni materiali .

I problemi con l’aumento delle fonti primarie hanno incoraggiato a concentrarsi sull’approvvigionamento secondario, come rottami e materiale riciclato. I tassi di riciclaggio per la maggior parte dei materiali critici per la transizione sono attualmente bassi. Ciò riflette le barriere ingegneristiche , nonché il materiale adatto limitato e l’utilità del materiale riciclato per le applicazioni. I prezzi storicamente bassi sono un altro fattore che crea disincentivi e incide sulla fattibilità finanziaria di alcuni tipi di riciclaggio. L’attuale scopo di soddisfare la domanda dalla fornitura riciclata è limitato.

La corsa verde

Le questioni relative alla sufficienza degli investimenti sono, in realtà, più profonde. Le spese in conto capitale sono inadeguate ma anche non adeguatamente mirate.

La transizione energetica si è evoluta in una “corsa verde” finanziaria speculativa. L’entusiasmo per le nuove tecnologie energetiche è ignaro di semplici fatti e la pianificazione di base è assente. Anche una volta completati, gli impianti rinnovabili non possono essere collegati alla rete a volte per diversi anni. In casi estremi, i progetti non vengono perseguiti a causa di queste carenze. Il Lawrence Berkeley National Laboratory ha trovato quasi 2.000 gigawatt di energia solare, di stoccaggio ed eolica negli Stati Uniti in attesa nelle code di interconnessione della rete di trasmissione.

Aggiunta del sostegno del governo, l’euforia degli investitori è cresciuta. Gli investimenti in titoli e fondi legati alle energie rinnovabili hanno raggiunto nuove vette. Le valutazioni delle azioni dei veicoli elettrici, come Tesla, i produttori di batterie e le società legate all’idrogeno sono aumentate notevolmente. La maggior parte ha un prezzo elevato a multipli di utili, vendite e valori patrimoniali. Nel 2020, gli SPAC (Special Purpose Acquisition Vehicles) di energia verde hanno raccolto 40 miliardi di dollari con il mandato di acquisire asset di energia pulita non ancora identificati.

I fondi sono spesso affluiti ad aziende con tecnologie non testate, piani irrealistici o semplici fronzoli e ciarlataneria. C’è una malsana mancanza di concentrazione sull’essenziale scienza di base sottostante a favore degli espedienti. Gran parte di questo investimento può essere completamente ammortizzato con le rapide e grandi perdite di capitale che lasciano meno denaro disponibile per bisogni reali.

Ad esempio, l’attuale interesse per l’economia dell’idrogeno smentisce i precedenti fallimenti degli investimenti. Nel 1997, l’entusiasmo dei media per l’energia a idrogeno traboccò appena prima della fine di quel boom. Un articolo recente che ha stimolato la “nuova” economia dell’idrogeno ha razionalizzato il fallimento dell’ondata degli anni ’90 come risultato dell’assenza di un mercato chiaro per il carburante e di un sostegno statale e aziendale limitato. Il sottotitolo del pezzo era significativamente qualcosa che la maggior parte delle persone ha imparato a temere: ‘Questa volta è diverso’. Un’analisi storica ha rilevato che i tentativi seriali di guidare un’economia globale dell’idrogeno sono stati in gran parte guidati dall’entusiasmo e resta da vedere se l’ondata attuale è diversa.

La frenesia speculativa distoglie fondi dalle imprese energetiche tradizionali. L’ industria energetica ha investito poco , nelle rinnovabili e negli idrocarburi. Dal picco del 2014, gli investimenti nell’energia tradizionale (petrolio e gas) sono diminuiti del 57% determinando una riduzione di oltre il 30% degli investimenti globali in energia primaria, da 1,3 trilioni di dollari nel 2014 a 0,8 trilioni di dollari nel 2020. Parallelamente, gli investimenti totali in energia sono diminuiti di circa il 22% dal picco di $ 2,0 trilioni nel 2014 a $ 1,5 trilioni nel 2020, anche se ora si sta invertendo.

La focalizzazione degli investimenti sulle rinnovabili non è sufficiente a compensare i minori investimenti nell’energia tradizionale, soprattutto in considerazione della scala ridotta e della maggiore intensità di capitale per unità di energia prodotta. Alla base di questo modello c’è la convinzione dell’imminente fine dell’era degli idrocarburi. Ciò è stato rafforzato da una marea di analisi che prevedevano il picco della domanda mondiale di petrolio e il calo di circa un terzo del consumo entro il 2040. È interessante notare che ciò è incoerente con le proiezioni del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti secondo cui la domanda americana aumenterà leggermente, e non diminuirà entro 2050.

Le aziende energetiche tradizionali hanno registrato investimenti minimi nonostante i comprovati record di attività e asset base. Le valutazioni sono contenute, ignorando i profitti record dovuti all’impennata dei prezzi del petrolio e del gas conseguente alla guerra in Ucraina.

C’è bisogno di spese in conto capitale per l’energia attraverso fonti nuove ed esistenti, che saranno necessarie per molto tempo a venire, così come le relative infrastrutture e materie prime. L’eccessivo affidamento sull’introduzione delle energie rinnovabili, la mancanza di investimenti nei combustibili fossili e i vincoli sui materiali critici per la transizione creano la possibilità di significative carenze energetiche future.

Vincoli politici

La transizione energetica deve affrontare ostacoli politici.

Mentre la maggior parte dei cittadini è a favore di un allontanamento dai combustibili fossili, l’intrusione da parte di impianti di energia rinnovabile e attività minerarie per estrarre risorse essenziali potrebbe non essere universalmente supportata. Alcuni minerali saranno inevitabilmente estratti in cattive condizioni di lavoro nei mercati emergenti, tra cui una sicurezza sul posto di lavoro inadeguata, l’utilizzo di lavoro minorile, nessuna salvaguardia ambientale e i proventi utilizzati per finanziare i conflitti. Ciò può rivelarsi problematico sia in base alle leggi esistenti che eticamente. Come minimo, ciò rallenterà la fornitura dei necessari materiali di transizione.

Dal punto di vista geopolitico, la richiesta di determinati minerali creerà tensioni. I petrostati esistenti rischiano di perdere finanziariamente e in termini di influenza. Allo stesso tempo, i produttori di materiali essenziali acquisiranno importanza. Il grafico sottostante illustra le nazioni che producono e possiedono riserve di quattro metalli di transizione chiave. L’ampia rappresentanza di paesi in via di sviluppo non necessariamente favorevoli alle agende occidentali è notevole.

Nota : le etichette dei dati nella figura utilizzano i codici paese dell’Organizzazione internazionale per la standardizzazione (IOS). Pr = produzione; r = riserve.

Una questione centrale è il predominio della Cina nella fornitura e lavorazione di minerali critici di transizione. La Cina ha quasi il monopolio su alcuni minerali; ad esempio, il 90 percento degli elementi di terre rare lavorati. È tra i più grandi processori di litio. La Cina fornisce oltre il 60% di tutta la grafite naturale e la maggior parte dell’equivalente sintetizzato necessario per gli anodi delle batterie al litio. Il problema principale è l’elaborazione. Molti materiali richiesti si trovano in basse concentrazioni che richiedono la lavorazione di grandi quantità di minerale e metodi metallurgici spesso inquinanti. I processi sono complessi, ad alta intensità energetica, pericolosi e costosi.

Questa situazione non è casuale. La pianificazione a lungo termine della Cina ha dato la priorità a queste industrie per decenni. Gli acquirenti occidentali hanno acconsentito mentre i trasformatori cinesi, supportati da sussidi statali e standard ambientali minimi, hanno abbassato i costi.

I piani per ridurre la dipendenza dalla Cina sono, nel migliore dei casi, probabilmente lenti o, nel peggiore dei casi, quasi impossibili nei tempi previsti. Le attuali strategie per la gestione della catena di approvvigionamento di queste materie prime includono il friend-shoring per creare fornitori alternativi, costruire scorte e capacità di lavorazione di riserva. È improbabile che sia facile e sarà costoso. Sovvenzioni altamente condizionate (come quelle contenute nell’Inflation Reduction Act degli Stati Uniti), finanziamenti, opposizione locale per motivi ambientali e riduzione dei prezzi da parte dei fornitori cinesi esistenti hanno finora rallentato diversi progetti. Crescente riconoscimento della posizione si riflette nel notevole cambiamento di linguaggio dal ‘disaccoppiamento’ al ‘de-risking’ in relazione al rapporto con la Cina. Qualunque sia il risultato, la disponibilità e il costo di queste materie prime essenziali limiteranno il passaggio a nuove fonti di energia.

Il controllo di alcune forniture è già un’arma economica. A seguito delle prime scaramucce, a metà del 2023, la Cina ha limitato le esportazioni di composti di gallio e germanio (utilizzati nei semiconduttori e nell’elettronica ad alta velocità), entrambi tra i minerali classificati dal governo degli Stati Uniti come critici per la sicurezza economica e nazionale. Molto probabilmente era una rappresaglia per i divieti statunitensi sugli acquisti cinesi di tecnologie avanzate.

Gli effetti di tali importanti riallineamenti di potere globale sono imprevedibili, specialmente in un periodo come quello attuale in cui sono evidenti varie tensioni.

Per arrivarci, non partirei da qui!

La transizione energetica è fondamentale per ridurre le emissioni di gas a effetto serra ma anche per integrare la fornitura in calo di combustibili fossili. Ma ci sono dubbi sulla fattibilità di una tale trasformazione dei sistemi energetici mondiali.

L’attuale focalizzazione ristretta sull’elettrificazione è limitante poiché l’elettricità è solo una piccola parte degli attuali sistemi energetici. I requisiti delle applicazioni industriali, dei trasporti pesanti e dell’aviazione richiederebbero che un’ampia varietà di questi processi fosse prima elettrificata o convertita in tecnologie con celle a idrogeno. Anche l’ approvvigionamento di materie prime essenziali per la transizione energetica non è assicurato . Le emissioni e le esternalità derivanti da una maggiore intensità materiale potrebbero non modificare sostanzialmente i livelli complessivi di produzione di gas serra. Gli attuali livelli di investimento sono inadeguati.

Alla fine, la transizione ha ‘hopium’ incorporato. Si trova sulla credenza micawberiana che qualcosa – scientifico o tecnologico – salterà fuori. Sono possibili scoperte che migliorino l’efficienza produttiva, riducono gli inquinanti o consentono la sostituzione di materiali critici per la transizione con alternative migliori, ma non ci si può fare affidamento.

Nella migliore delle ipotesi, qualsiasi transizione energetica potrebbe rivelarsi più lenta e più costosa di quanto si pensi attualmente. Nel peggiore dei casi, la transizione energetica potrebbe rivelarsi impossibile, almeno nella misura attualmente prevista con una sostanziale dipendenza residua dalle riserve di combustibili fossili in diminuzione.

Nel valutare i progressi, la formulazione dell’ex primo ministro russo Viktor Chernomyrdim sembra appropriata: “abbiamo completato tutti i punti: da A a B “.

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Autore: Satyajit Das, ex banchiere e autore di numerose opere sui derivati ​​e diversi titoli generali: Traders, Guns & Money: Knowns and Unknowns in the Dazzling World of Derivatives  (2006 e 2010), Extreme Money: The Masters of the Universe and the Cult of Risk (2011), A Banquet of Consequences RELOADED (2021) e Fortune’s Fool: Australia’s Choices (2022).

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Destini energetici – Parte 3: Accumulo di energia – Complicazioni scomode, di Satyajit Das

Destini energetici – Parte 3: Accumulo di energia – Complicazioni scomode

 

Satyajit Das continua il suo approfondito controllo dei piani di energia verde rispetto alla loro capacità di soddisfare le esigenze energetiche attuali, per non parlare di quelle previste. Qui si concentra sulle batterie e altri meccanismi di accumulo di energia.

L’energia abbondante ed economica è uno dei fondamenti della civiltà e delle economie moderne. Gli attuali cambiamenti nei mercati dell’energia sono forse i più significativi da molto tempo. Ha implicazioni per la società nel senso più ampioDestini energetici è una serie in più parti che esamina il ruolo dell’energia, le dinamiche della domanda e dell’offerta, il passaggio alle energie rinnovabili, la transizione, la sua relazione con le emissioni e i possibili percorsi. La prima e la seconda parte hanno esaminato i modelli di domanda e offerta nel tempo e le fonti energetiche rinnovabili. Questa parte esamina la necessità di accumulo di energia.

 

 

Dati i problemi di intermittenza, le fonti energetiche rinnovabili richiedono infrastrutture per lo stoccaggio. Per l’elettricità, in cui una parte significativa della domanda totale della rete è fornita da fonti rinnovabili, lo stoccaggio esterno diventa importante con maggiore necessità in quanto è necessario integrare un numero maggiore di fonti di questo tipo.

Lo stoccaggio di energia si riferisce alla cattura di energia prodotta in un impianto per un uso differito poi. Implica la conversione dell’energia tipicamente da stati istantanei non memorizzabili a forme memorizzabili per l’accesso futuro. L’energia immagazzinata consente all’offerta di soddisfare la domanda secondo necessità.

I requisiti di archiviazione possono essere di breve durata (che coprono poche ore o durante la notte) e di lunga durata (che coprono un periodo che va dalla giornata ai mesi). Le tecnologie differiscono per capacità e durata dell’energia disponibile. L’accumulo di energia si differenzia anche in base al fatto che sia generico o specifico. Le batterie sono utili per immagazzinare elettricità e dispositivi orientati all’utilizzo di determinati tipi di alimentazione. I serbatoi di ghiaccio, utilizzati per immagazzinare il ghiaccio utilizzando elettricità a basso costo durante la notte, possono soddisfare solo i picchi di domanda diurna per il raffreddamento.

Come spesso non si apprezza, i combustibili fossili, come il carbone e gli idrocarburi, sono in realtà depositi naturali di energia dalla luce solare. Esistono numerose potenziali tecnologie alternative ma, in pratica, le forme principali sono le batterie, l’energia idroelettrica pompata e l’idrogeno. Altre potenziali tecnologie di accumulo alternative, in vari stadi di sviluppo, includono quelle elettriche o elettromagnetiche (condensatori e accumulo magnetico superconduttore), meccaniche (accumulo di energia ad aria compressa o volano), biologiche (glicogeno o amido), termiche (accumulo di energia criogenica, energia ad aria liquida stoccaggio o stoccaggio di sali fusi) o materiale a cambiamento di fase (dissipatori di calore che utilizzano una sostanza che assorbe e rilascia energia sufficiente durante la transizione di fase per fornire calore o raffreddamento utili).

Sulla transizione energetica abbiamo pubblicato diversi articoli. Leggete questo:

Batterie

Le batterie, generalmente ricaricabili, accumulano elettricità utilizzando reazioni elettrochimiche basate su diverse sostanze chimiche tra cui piombo-acido, nichel-cadmio e ioni di litio.

Le questioni chiave includono:

  • Efficienza: misura l’energia recuperata rispetto alla quantità di energia immagazzinata. Le migliori batterie agli ioni di litio hanno un’efficienza che si avvicina al 90 percento in condizioni ottimali. Le prestazioni si degradano nel tempo. Ad esempio, se la batteria viene caricata completamente per un (breve) periodo di tempo a una temperatura ambiente di 40°C, la sua capacità (la capacità di immagazzinare energia) diminuirà fino a un terzo in un anno.
  • Dimensioni e peso: le batterie necessarie per un significativo accumulo di energia sono grandi. I veicoli elettrici sono molto più pesanti delle auto tradizionali a causa dei loro pacchi batteria grandi e pesanti: un Ford F-150 Lightning elettrico a batteria è di 900-1.350 chilogrammi (2.000-3.000 libbre) più pesante di un modello equivalente a benzina o diesel.
  • Durata: la durata della batteria è un problema. In genere per l’archiviazione a livello di rete, sono progettati per fornire alcune ore di alimentazione. Dopo un’interruzione totale del sistema nel 2018, lo stato australiano del South Australia ha installato la prima “grande batteria” al mondo (Hornsdale Power Reserve), con una potenza nominale di oltre 150 Megawatt. Può alimentare circa 50.000 case per 3-4 ore. In tutta onestà, la riserva di carica fornisce ulteriore stabilità alla rete e sicurezza del sistema. Per mantenere l’Australia Meridionale (popolazione 2,5 milioni) rifornita per mezza giornata sarebbero necessari circa un centinaio di questi “più grandi parchi di batterie Tesla del mondo”. Inoltre, le prestazioni non sono garantite con il proprietario multato di A $ 900.000 nel 2022   dopo essere stato citato in giudizio dall’Australian Energy Regulator per non aver fornito la capacità promessa.
  • Durata della batteria: la durata tipica della batteria agli ioni di litio è di 10-15 anni, mentre alcune altre tecnologie di batteria hanno una durata maggiore. In media, dopo 8-10 anni in ambienti industriali, la capacità della batteria scende a livelli “economicamente svantaggiosi”. Il degrado crea problemi di smaltimento delle batterie agli ioni di litio.

Idropompato

Il concetto di idroelettrico pompato è che l’energia in eccesso (di solito l’energia elettrica all’interno di una rete durante i periodi di bassa domanda) viene utilizzata per pompare l’acqua da un serbatoio inferiore a uno superiore. L’acqua può essere rilasciata in un serbatoio inferiore, uno specchio d’acqua o un corso d’acqua attraverso una turbina, generando elettricità. La tecnica utilizza è la differenza di altezza tra due corpi idrici e la forza gravitazionale. Tipicamente, i gruppi turbina-generatore reversibili vengono utilizzati sia come pompa che come turbina.

Esistono due tipi di accumulo idroelettrico pompato:

  • Gli impianti di pompaggio puro creano due serbatoi personalizzati dedicati allo stoccaggio e alla generazione.
  • Il pump-back utilizza gli impianti idroelettrici esistenti e i loro serbatoi, combinando lo stoccaggio con pompaggio e la generazione convenzionale utilizzando il flusso naturale.

In tutto il mondo, l’energia idroelettrica con pompaggio è la forma di accumulo di energia attiva della rete con la più grande capacità utilizzata a livello globale. La disponibilità è limitata dal terreno che richiede dislivelli e idealmente serbatoi naturali che possono essere valorizzati. Ha una bassa densità di potenza superficiale che richiede grandi quantità di terreno.

Ci sono questioni più sottili. A meno che non siano puri con due serbatoi separati su misura a diverse altezze utilizzati esclusivamente per l’accumulo di energia, questi schemi sono tipicamente dighe polivalenti che generano elettricità e forniscono acqua alle famiglie, all’agricoltura e all’industria. Se sono necessari grandi rilasci per coprire le carenze della rete, l’acqua non immagazzinata per il ritorno al serbatoio di stoccaggio superiore, tali rilasci nei corsi d’acqua, potrebbe non essere disponibile per soddisfare queste altre esigenze. Inoltre, una volta esaurita l’acqua immagazzinata, non è possibile generare ulteriore elettricità fino a quando l’energia in eccesso non diventa disponibile per riempire il relativo serbatoio.

Idrogeno

L’energia in eccesso, in particolare l’elettricità, può essere convertita in un combustibile gassoso come l’idrogeno o, meno comunemente, il metano. Poiché non si trova naturalmente in quantità sufficienti, l’elettricità viene utilizzata per generare idrogeno attraverso processi chimici come l’elettrolisi dell’acqua.

Esistono diversi tipi di combustibile a idrogeno:

  • Idrogeno bruno: utilizza carbone termico ed è economico ma altamente inquinante.
  • Idrogeno grigio: utilizza il gas naturale tramite la riformazione del metano a vapore senza cattura delle emissioni ed è la forma di produzione attuale più comune.
  • Idrogeno blu: simile al grigio ma le emissioni di carbonio vengono catturate e immagazzinate o riutilizzate. La mancanza di disponibilità di cattura significa che attualmente non è ampiamente utilizzato.
  • Idrogeno verde: utilizza energia rinnovabile per elettrolizzare l’acqua separando l’atomo di idrogeno dall’ossigeno che è attualmente costoso.

Non provato su larga scala, l’idrogeno turchese utilizza un processo chiamato pirolisi del metano per produrre idrogeno e carbonio solido.

L’efficienza dipende dalle perdite di energia coinvolte nel ciclo di stoccaggio dell’idrogeno dall’elettrolisi dell’acqua, dalla liquefazione o dalla compressione dell’idrogeno e dalla conversione in elettricità.

L’interesse per l’idrogeno deriva dalla possibilità di convertire l’energia rinnovabile in un combustibile a zero emissioni di carbonio, ovvero l’idrogeno verde.

Il combustibile a idrogeno può teoricamente essere utilizzato per alimentare impianti di generazione o riscaldamento. Può essere utilizzato nelle celle a combustibile o nei motori a combustione interna. L’idrogeno può essere utilizzato nelle celle a combustibile che sono efficienti, hanno bassa rumorosità e bassi requisiti di manutenzione a causa del minor numero di parti mobili. Esiste anche la possibilità di convertire i motori a combustione nei veicoli commerciali in modo che funzionino con una miscela idrogeno-diesel. I motori a combustione che utilizzano l’idrogeno comporteranno un cambiamento meno radicale per l’industria automobilistica e un costo iniziale del veicolo potenzialmente inferiore rispetto alle alternative completamente elettriche o a celle a combustibile.

L’uso dell’idrogeno come carburante per i trasporti è di particolare interesse laddove l’energia elettrica potrebbe non essere ottimale, come i trasporti pesanti, l’aviazione e le industrie pesanti dove c’è bisogno di maggiore potenza, autonomia più lunga e tempi di rifornimento più rapidi. L’idrogeno pulito è spesso presentato come il “proiettile magico” nella decarbonizzazione dell’aviazione, dei fertilizzanti, dei trasporti a lungo raggio, delle spedizioni marittime, della raffinazione e dell’industria siderurgica.

La produzione di idrogeno attualmente utilizza combustibili fossili. Aumentare la produzione di idrogeno verde richiederà grandi investimenti per ridurre i costi di produzione per renderlo competitivo con altri combustibili e costruire infrastrutture per il trasporto, lo stoccaggio e la distribuzione. Anche se fosse disponibile sufficiente idrogeno verde a costi competitivi, ci sono diversi problemi che dovrebbero essere superati:

  • L’idrogeno ha un alto contenuto energetico per unità di massa. Ma a temperatura ambiente e pressione atmosferica, ha un contenuto energetico per unità di volume molto basso rispetto ai combustibili liquidi o al gas naturale. Di solito deve essere compresso o liquefatto abbassando la sua temperatura a meno di 33 Kelvin (meno 240 gradi Celsius). Ciò richiede serbatoi ad alta pressione o criogenici che pesano molto più dell’idrogeno che possono contenere, complicandone l’uso in automobili, camion e aeroplani.
  • Il combustibile a idrogeno ha una bassa energia di accensione, un’elevata energia di combustione e si perde facilmente dai serbatoi rendendolo pericoloso. Ciò richiederebbe un attento controllo della catena di approvvigionamento e dello stoccaggio.

Sono necessari miglioramenti tecnologici significativi prima che il combustibile a idrogeno diventi un mezzo di stoccaggio sicuro, praticabile ed economico. L’idrogeno verde continua a scarseggiare. Le opzioni di trasporto come i gasdotti sono limitate. Anche la fornitura di elettrolizzatori è limitata con la produzione di massa che inizia solo ad aumentare. La tanto promossa economia dell’idrogeno non è ancora con noi. 

Economia dell’immagazzinamento dell’energia

L’economia dello stoccaggio dell’energia è difficile da quantificare in quanto dipende dal contesto e dal tipo richiesto. Metodi diversi non sono tecnicamente adatti a tutte le esigenze. Gli aspetti economici sono sensibili al mercato e alla posizione. Il costo autonomo è meno rilevante del costo complessivo nel contesto di un sistema energetico.

Lo stoccaggio di energia è difficile da valutare utilizzando metriche di valutazione tradizionali come il flusso di cassa scontato. Alcuni hanno suggerito di utilizzare l’analisi delle opzioni reali, che può incorporare varie incertezze ed esternalità (incontro intermittenza, evitare la riduzione, evitare la congestione della rete, l’arbitraggio dei prezzi e la fornitura di energia senza emissioni di carbonio). Tuttavia, tali modelli sono altamente soggettivi e sensibili a piccoli cambiamenti nei parametri.

Indipendentemente dall’economia, è improbabile che le opzioni di stoccaggio dell’energia attualmente disponibili consentano il passaggio alle energie rinnovabili nella scala proposta. Le batterie sono flessibili, in grado di rispondere rapidamente ai cambiamenti della domanda di energia, rendendole adatte per la messa a punto delle forniture. Se devono fornire accumulo di energia per più di diverse ore, il loro costo di capitale è molto elevato. Sebbene la crescita della domanda di batterie per i veicoli elettrici abbia ridotto significativamente il costo, rimangono costose soprattutto se si considera la durata, la capacità e la durata limitate. Attualmente, le batterie rimangono una fonte discutibile di energia dispacciabile in quanto non sono in grado di coprire le lacune variabili di energia rinnovabile che durano più di poche ore. L’unica opzione praticabile è l’idropompa che può immagazzinare energia per diverse ore o mesi, a seconda della capacità di accumulo e della struttura.

Nei modelli con alti livelli di energia rinnovabile, il costo dello stoccaggio può dominare i costi dell’intera rete. In California , l’80% della quota rinnovabile richiederebbe 9,6 terawatt di stoccaggio, ma il 100% richiederebbe 36,3 terawatt. A partire dal 2023 , lo stato disponeva di 5.000 megawatt di stoccaggio. Mentre questo è aumentato di 20 volte dal 2019 e si prevede che aumenterà di altre 10 volte fino a 52.000 megawatt, è al di sotto dei requisiti tenendo presente che anche un terawattora è pari a 1.000.000 di megawattora. Soddisfare l’80% della domanda degli Stati Uniti da fonti rinnovabili potrebbe richiedere una rete intelligente che copra l’intero paese o un accumulo di batterie in grado di alimentare l’intero sistema per 12 ore a un costo stimato in 2,5 trilioni di dollari . Altri stimano i costi a livelli molto più alti.

Costruire l’immagazzinamento dell’energia della batteria richiesto influirebbe negativamente sul costo dell’energia. Supponendo che i costi delle batterie al litio diminuiscano di due terzi, la costruzione del livello di generazione e stoccaggio rinnovabili necessari per raggiungere l’obiettivo della California di derivare la maggior parte della sua energia da fonti rinnovabili farebbe aumentare i costi, sulla base di una stima, da $ 49 per megawattora a tanto come $ 1.612 al 100 percento rinnovabili.

Affidarsi solo alle energie rinnovabili e allo stoccaggio di energia può costare almeno circa il 30-50% in più rispetto a un sistema comparabile che combina le rinnovabili con impianti nucleari o impianti a combustibili fossili con cattura e stoccaggio del carbonio.

L’efficienza dell’immagazzinamento dell’energia non è attualmente ottimale. Simile a Energy Return on Energy Invested (EROEI), l’energia immagazzinata sull’energia investita (ESOEI) misura la quantità di energia che può essere immagazzinata da una tecnologia, divisa per la quantità di energia necessaria per costruire quella tecnologia. Maggiore è l’ESOEI, più efficiente è la tecnologia di archiviazione.

La tabella seguente riassume l’ESOEI di alcuni comuni meccanismi di accumulo di energia :

Le batterie hanno un ESOEI molto inferiore rispetto all’accumulo idroelettrico pompato. Mentre l’opinione scientifica varia, senza un ampio stoccaggio di pompaggio, la combinazione di energie rinnovabili abbinata alla tecnologia delle batterie esistente potrebbe non essere praticabile .

Le caratteristiche dei vari sistemi di accumulo di energia sono riassunte di seguito:

Le esigenze di stoccaggio dell’energia abbassano l’EROEI delle rinnovabili forse al di sotto della soglia economicamente sostenibile .

Teoria e Pratica

La necessità di stoccaggio di energia su larga scala complica enormemente un sistema energetico basato sulle fonti rinnovabili. Richiede massicci investimenti ma deve anche superare le inefficienze intrinseche. Per la tecnologia delle batterie, che mette a nudo le scoperte scientifiche che introducono cambiamenti rivoluzionari nella sua fisica e chimica, è difficile vedere almeno presto i necessari miglioramenti in termini di costi e efficienza di accumulo. Lo stoccaggio idrico pompato mentre è semplice è soggetto ad altri vincoli.

Oltre alla necessità di potenziare la rete e le capacità di trasmissione, i vincoli di stoccaggio pongono dei limiti alla capacità delle energie rinnovabili di sostituire i combustibili tradizionali nei moderni sistemi energetici.

In un celebre scambio tra tecnologi, Trygve Reenskaug afferma: In teoria, la pratica è semplice “. La risposta di Alexandre Boily è eloquente: Ma è semplice praticare la teoria?” Questa differenza deve ancora essere superata nel passaggio a un sistema energetico prevalentemente alimentato da fonti rinnovabili.

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Satyajit Das, è ex banchiere e autore di numerose opere sui derivati ​​e diversi titoli generali: Traders, Guns & Money: Knowns and Unknowns in the Dazzling World of Derivatives  (2006 e 2010), Extreme Money: The Masters of the Universe and the Cult of Risk (2011), A Banquet of Consequences RELOADED (2021) e Fortune’s Fool: Australia’s Choices (2022)

https://www.acro-polis.it/2023/06/30/destini-energetici-parte-3-accumulo-di-energia-complicazioni-scomode/

https://www.nakedcapitalism.com/2023/06/energy-destinies-part-3-energy-storage-inconvenient-complications.html

 

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Destini energetici – Parte 2: Energia rinnovabile – Carenze caratteriali di Satyajit Das

nella prima parte l’autore ha esaminato il ruolo svolto dall’energia nell’ascesa delle società moderne e nei modelli di domanda e offerta nel tempo. Questa parte esamina le fonti di energia rinnovabile, in particolare il potenziale degli impianti solari ed eolici per sostituire i combustibili fossili.

Niente di nuovo sotto il sole

La ricerca di fonti energetiche alternative non è nuova. Storicamente, ha ruotato intorno a:

  • Disponibilità : le nazioni prive di grandi riserve di combustibili fossili hanno cercato di compensare questa debolezza, inclusa la dipendenza dai fornitori o dalle rotte di trasporto.
  • Costo : gli utenti di energia si sono concentrati su fonti di combustibile a basso costo.
  • Sviluppi scientifici : i miglioramenti nella fisica e nella chimica dell’energia hanno incoraggiato l’uso di alternative.

Negli ultimi tre decenni, la ricerca di alternative è stata motivata dal desiderio di ridurre le emissioni di combustibili fossili. Questo è particolarmente vero nelle nazioni avanzate una volta che sono emersi combustibili più puliti come il gas naturale e i derivati ​​del petrolio, che alleviano gli aspetti evidenti dell’inquinamento atmosferico. Ma dovrà anche superare le carenze dovute alla diminuzione delle forniture di combustibili fossili.

Tipi di fonti energetiche alternative

Le alternative possono essere raggruppate in:

  • Nucleare : c’è stato un crescente interesse per l’energia nucleare dopo la seconda guerra mondiale come fonte di elettricità di base a causa delle sue dimensioni e della promessa di elettricità ” troppo economica per essere misurata “. Era attraente soprattutto per i paesi privi di grandi riserve di combustibili fossili a basso costo come Giappone, Francia e Germania.
  • L’acqua idroelettrica è una fonte di energia storicamente importante (mulini ad acqua). Le dighe, promosse da agenzie di sviluppo come la Banca mondiale, hanno combinato generazione di energia, irrigazione, controllo delle inondazioni e collegamenti di trasporto (di fatto come un ponte). Il primo ministro indiano Jawaharlal Nehru ha proclamato le dighe come i “templi dell’India moderna” che integrano lo sviluppo agricolo e l’economia del villaggio con la rapida industrializzazione e la crescita dell’economia urbana.
  • Rinnovabili moderne – principalmente al solare e all’eolico.

L’energia nucleare è caduta in disgrazia dopo i gravi incidenti (Three-Mile Island; Chernobyl; Fukashima), la diffusa opposizione pubblica e la preoccupazione per la proliferazione delle armi nucleari. I danni ecologici e lo spostamento delle popolazioni hanno ridotto il fascino delle dighe nel corso degli anni, anche se la tecnologia idroelettrica esistente, a causa della sua lunga vita, è probabile che continui a rimanere una fonte di energia. Diventerà anche sempre più importante per l’accumulo di energia.

L’obiettivo attuale è l’energia rinnovabile , derivata da fonti naturali, reintegrata a un tasso superiore a quello consumato e che crea emissioni inferiori rispetto ai combustibili fossili. È un mix di vecchie e nuove tecnologie.

Le forme tradizionali di energia rinnovabile basate su una tecnologia matura includono:

  • Hydro: gli usi dell’energia dell’acqua che si sposta da quote più alte a quote più basse per generare elettricità attraverso turbine.
  • Geotermico: l’uso di energia termica dall’interno della Terra utilizzando pozzi o altri mezzi per generare elettricità o fornire riscaldamento. È disponibile solo in luoghi con serbatoi idrotermali accessibili (vicini alla superficie), naturalmente sufficientemente caldi e permeabili.
  • Biomassa: la bioenergia è prodotta da materiali organici, principalmente legno, e colture agricole, sotto forma di biocarburanti liquidi. I moderni sistemi a biomassa includono colture o alberi dedicati, residui dell’agricoltura e della silvicoltura e vari flussi di rifiuti organici.

Queste fonti tradizionali sono sempre più integrate da tecnologie più recenti, tra cui:

  • Solare: la radiazione solare viene convertita in energia elettrica tramite pannelli fotovoltaici o tramite specchi che concentrano la radiazione solare. Anche se non tutti i paesi sono ugualmente dotati, l’energia solare intercettata dalla Terra è circa 10.000 volte superiore al tasso di consumo attuale, rendendola una risorsa molto consistente.
  • Vento: il movimento dell’aria è stato utilizzato per millenni per alimentare l’industria (mulini a vento) o il trasporto (navi a vela). L’iterazione moderna sfrutta l’energia cinetica utilizzando grandi turbine eoliche situate sulla terraferma (onshore) o nei mari vicino alla costa (offshore). I progressi tecnologici (turbine più alte e diametri del rotore maggiori) consentono di aumentare il potenziale di generazione di elettricità. Sebbene la disponibilità di energia eolica sia variabile (la velocità media del vento varia a seconda della località), il potenziale tecnico teorico dell’energia eolica supera l’attuale produzione globale di elettricità.
  • L’energia oceanica: l’energia cinetica e termica del mare o dell’acqua dolce — onde, flussi di marea o correnti — può generare elettricità simile all’energia idroelettrica. Mentre la tecnica è nascente, il potenziale teorico per l’energia oceanica può superare l’attuale fabbisogno energetico umano.

Una serie di altre tecnologie emergenti di energia rinnovabile sono teoricamente fattibili:

  • Raffreddamento radiativo diurno passivo: utilizza la freddezza dello spazio esterno per il raffreddamento diurno degli spazi interni, la mitigazione dell’isola di calore urbana esterna e il miglioramento dell’efficienza delle celle solari.
  • Radiazione termica infrarossa terrestre: cerca di convertire il flusso di radiazione termica infrarossa verso lo spazio esterno freddo in elettricità. In teoria, questa tecnologia potrebbe essere utilizzata durante la notte quando l’energia solare non viene generata.
  • Combustibili di alghe: utilizza alghe ricche di olio o grassi per produrre biocarburanti.
  • Vapore acqueo: utilizza le cariche di elettricità statica delle gocce d’acqua sul metallo per generare energia.

L’idrogeno a volte viene erroneamente citato come fonte di energia rinnovabile. È un potenziale deposito di energia che può essere utilizzato come il petrolio o il gas. Richiede energia generata da combustibili fossili o fonti rinnovabili per alimentare un elettrolizzatore per convertire l’acqua in idrogeno gassoso. Il gas a zero emissioni di carbonio inodore, incolore e leggero che può quindi essere immagazzinato, trasportato e utilizzato quando necessario.

La capacità delle fonti energetiche rinnovabili di sostituire sostanzialmente i combustibili fossili è influenzata da alcune caratteristiche. Sebbene ci sia qualche disaccordo tra gli esperti, le energie rinnovabili ottengono un punteggio basso sul ritorno energetico sull’energia investita (EROEI). Ci sono altri problemi come l’intermittenza, la co-ubicazione, la densità di energia e la densità di potenza superficiale. Anche l’enfasi esagerata sulle minori emissioni di anidride carbonica delle rinnovabili non è così incontestabile come spesso viene presentato. Questi fattori insieme alle esternalità influenzano l’utilità e il costo economico delle rinnovabili.

Intermittenza

Idealmente, la disponibilità di energia è immediatamente disponibile così come la fornitura è stabile e ininterrotta.

La domanda, in particolare per l’elettricità, è spesso suddivisa in livelli quali:

  • Carico di base: domanda minima relativamente costante e coerente.
  • Carico di picco: domanda massima, durante un periodo come un giorno o in circostanze insolite, come una giornata insolitamente calda in cui tutti accendono i condizionatori d’aria.

I modelli di disponibilità richiesta variano. La domanda nel suo complesso è in aumento e i picchi sono più difficilmente prevedibili e accentuati, talvolta protraendosi per periodi più lunghi a causa, anche, degli effetti delle condizioni meteorologiche estreme. I carichi di punta possono, in alcuni casi, essere il doppio del carico di base.

La produzione oraria di elettricità negli Stati Uniti mostra la variabilità.

Il sistema energetico richiede una significativa capacità tampone per soddisfare le esigenze di punta. Di seguito sono riassunti un tipico stack di potenza corrente e fonti di generazione di elettricità :

In sostanza, la necessità è di disponibilità immediata (spesso definita potenza dispacciabile); ad esempio, la possibilità di accendere luci, climatizzazione, macchinari e accedere a opzioni di trasporto immediate (tramite veicoli tradizionali alimentati da motori a combustione interna). L’assenza di interruzioni impreviste e stabilità è fondamentale per le applicazioni industriali che spesso richiedono lunghe procedure di avvio e spegnimento.

Un problema ben documentato con le rinnovabili è l’intermittenza. Questo assume due forme:

  • Intermittenza prevedibile: si riferisce ai cicli naturali giorno-notte o stagionali che influenzano la generazione di energia solare, eolica, idroelettrica e delle maree.
  • Intermittenza imprevedibile: si riferisce a eventi imprevisti come condizioni meteorologiche fuori stagione, ad esempio copertura nuvolosa, vento debole o forte o assenza di precipitazioni.

L’intermittenza imprevedibile è particolarmente impegnativa. Gli esempi includono il fenomeno della calma globale o della siccità del vento . La forza del vento che soffia attraverso il nord Europa è diminuita in media del 15% , probabilmente a causa dei cambiamenti delle condizioni meteorologiche.

L’intermittenza è un ostacolo in quanto la società e le economie moderne non sono strutturate attorno a un’offerta continua e affidabile. Le interruzioni di corrente influenzerebbero il trasporto a causa del guasto dei sistemi di trasporto di massa alimentati elettricamente e persino dei semafori. Le famiglie richiedono una fornitura costante e ininterrotta; ad esempio, il guasto della refrigerazione dovuto a interruzioni di corrente porterebbe al deterioramento del cibo e la vita in un grattacielo diventerebbe difficile dove il rischio di rimanere intrappolati in un ascensore non è banale.

Il problema potrebbe essere sottostimato Le fluttuazioni della velocità del vento hanno un effetto importante sulle prestazioni . Se la velocità del vento scende della metà rispetto ai 30 chilometri (20 miglia) ideali all’ora, la potenza disponibile diminuisce di un fattore otto. Se la velocità del vento raddoppia, la potenza erogata aumenta di otto volte e la turbina deve essere girata per evitare guasti. La capacità di generazione nominale installata nell’Unione Europea e nel Regno Unito nel 2021 era di 236 gigawatt, ma la produzione giornaliera più alta era di soli 103 gigawatt. L’inaffidabilità è maggiore per l’energia eolica generata in mare aperto.

Come minimo, l’intermittenza richiede un accumulo di energia su larga scala o meccanismi supplementari, tra cui la generazione di energia da combustibili fossili o nucleare, per soddisfare la necessità di energia dispacciabile.

Requisiti di infrastruttura

Una fonte di energia vicino al punto di utilizzo è utile. Le centrali a carbone, a gas e nucleari possono essere posizionate convenientemente vicino ai consumatori. I combustibili fossili (carbone) e i liquidi (petrolio, gas) possono essere trasportati alla rinfusa o tramite oleodotti. Il trasporto di gas su lunghe distanze dove i gasdotti sono impraticabili richiede costose strutture dedicate per la liquefazione e la rigassificazione, nonché navi specializzate (note come “treni”). Il combustibile nucleare è facilmente trasportabile anche se i rischi per la sicurezza e le radiazioni devono essere gestiti.

Al contrario, molte fonti di energia rinnovabile sono specifiche della geografia, spesso lunghe distanze dalla popolazione e dai centri industriali. Le migliori fonti solari si trovano nelle regioni più calde con una copertura minima di alberi e nuvole, come le regioni desertiche o aride. Le posizioni migliori per l’energia eolica, come l’offshore, sono spesso remote.

Ciò richiede investimenti nello stoccaggio, linee di trasmissione più lunghe e una significativa riconfigurazione della rete che si aggiunge ai costi e alle esigenze infrastrutturali.

Un primo problema è la scala richiesta. In parte, ciò riflette il fatto che l’elettricità fornita attraverso la rete è storicamente solo uno dei diversi modi per accedere all’energia. Altre opzioni, come benzina e gas, hanno scavalcato la rete. Il passaggio all’utilizzo di più elettricità, implicito nelle energie rinnovabili, richiede un’espansione su larga scala.

La rete elettrica è attualmente realizzata attorno a generatori situati in prossimità del punto di utilizzo. Le fonti di combustibile vengono trasportate agli impianti e l’energia viene distribuita agli utenti in genere all’interno di un’area compatta. L’uso delle rinnovabili altera questi accordi:

  • L’energia può essere generata a una certa distanza da dove è necessaria, richiedendo nuovi sistemi di trasmissione.
  • Lo stoccaggio dell’energia è necessario per gestire le intermittenze di fornitura.
  • In alcuni contesti gli utenti diventano anche fornitori di energia (surplus di abitazioni, aziende agricole e industriali) richiedendo modifiche alla rete da unidirezionale a bidirezionale o da uno-a-molti a molti-a-molti. In un sistema con accumulo su larga scala, è richiesta la capacità di accedere all’elettricità immagazzinata e di immagazzinare l’energia di rete in eccesso utilizzando la stessa connessione di trasmissione.
  • In caso di utilizzo di più fonti di energia, la gestione della rete deve essere adattata. In tutta onestà, questo problema è presente anche se in forme diverse all’interno del sistema elettrico esistente.
  • Potrebbero esserci problemi con la coerenza dell’elevata qualità dell’energia necessaria per garantire stabilità ed efficienza, affidabilità e costi della rete. I problemi includono disturbi di frequenza, armoniche di tensione/corrente, basso fattore di potenza, variazione di tensione, inerzia della rete, distorsione di coppia (per l’energia eolica) e passaggi delle linee di trasmissione.

Potrebbero essere necessarie reti transnazionali o addirittura transcontinentali che utilizzano un voltaggio ultra elevato per accogliere un elevato livello di energie rinnovabili. I sistemi esistenti che impiegano corrente alternata (AC) diventano meno efficienti con la distanza. A tensioni più elevate richieste per spingere ulteriormente la corrente, l’AC impiega (e quindi spreca) una quantità sempre crescente di energia nel compito di spremere le sue alternanze attraverso la linea. Su distanze transcontinentali, la corrente continua (CC) è superiore, il che significa un’importante revisione potenziale della struttura della rete, forse utilizzando connettori a corrente continua ad altissima tensione (UHVDC), che sono più stabili.

Il tempo, la spesa e il coordinamento necessari per creare l’infrastruttura per il passaggio a più fonti rinnovabili sono sottovalutati.  Secondo il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti , il paese avrà bisogno di 47.300 gigawatt-miglia di nuove linee elettriche entro il 2035 per ospitare ulteriore capacità di energia rinnovabile, pari a un’espansione del 57% della rete esistente, oltre a sostanziali aggiornamenti delle infrastrutture. Il mondo potrebbe aver bisogno di raddoppiare la lunghezza delle linee di trasmissione in funzione a 152 milioni di chilometri (90 milioni di miglia) per raggiungere zero emissioni nette entro il 2050.

La spesa necessaria è notevole. Nel 2020, il costo della costruzione di milioni di miglia di nuove linee di trasmissione e infrastrutture associate per far fronte all’aumento dei siti eolici e solari è stato stimato a $ 14 trilioni nel periodo di 30 anni tra il 2020 e il 2050. A partire dal 2023, questo era aumentato a 21 trilioni di dollari. Gli investimenti di capitale nelle reti sono diminuiti a livello globale tra il 2017 e il 2020, recuperando solo ai livelli del 2016 ($ 330 miliardi) nel 2022. Gli investimenti annuali globali nelle reti elettriche, nello stoccaggio di energia e nelle relative strutture dovranno raggiungere quasi $ 550 miliardi all’anno entro il 2030. Gran parte di questo costo saranno trasmessi ai consumatori di energia.

I punti di ricarica per veicoli elettrici di cui i consumatori verdi si preoccupano sono solo una piccola parte dei problemi infrastrutturali che ci attendono.

Densità di energia

La densità di energia misura la quantità di energia immagazzinata in un dato sistema, sostanza o regione dello spazio. Di solito è espresso in energia per massa o volume. Un’elevata densità di energia equivale a una maggiore quantità di energia immagazzinata per unità di massa o volume. È particolarmente importante per applicazioni come il trasporto.

Esistono diverse stime delle densità energetiche comparative di diverse fonti energetiche. Le densità di energia possono essere espresse in unità di joule per metro cubo .

Ciò implica che 3,8 litri (1 gallone) di benzina contengono circa quaranta megajoule di energia chimica che divisa per volume produce una densità energetica di dieci miliardi di joule per metro cubo. La benzina è dieci quadrilioni di volte più densa di energia della radiazione solare e un miliardo di volte più densa di energia dell’energia eolica e idrica.

La densità energetica per una varietà di combustibili comuni in peso (megajoule per chilogrammo) è indicata di seguito.

I calcoli della densità energetica devono essere trattati con cautela. È comunemente citato che l’uranio235 (utilizzato nell’energia nucleare) può produrre 83.140.000 megajoule per chilogrammo. Ciò lo renderebbe quasi 3 milioni e 2 milioni di volte più ricco di energia rispettivamente del carbone e del petrolio. Questo è fuorviante . Il combustibile di uranio utilizzato per la produzione di energia è a bassi livelli di purezza (circa il 4%). Deve essere bruciato in un processo batch a un ritmo lento per evitare il rilascio di energia esplosiva (come nelle armi atomiche). Un’energia significativa, rispetto ad altre fonti energetiche, viene spesa per separarla e arricchirla dal minerale dove si presenta a bassi livelli di concentrazione. Ciò riduce sostanzialmente la sua densità energetica, sebbene sia ancora molte volte più potente dei combustibili fossili.

In sintesi, i combustibili fossili e l’energia nucleare mostrano una densità energetica notevolmente più elevata, il che significa che è necessario meno carburante per produrre l’energia richiesta, che è importante per determinate applicazioni.

La densità di energia misurata in peso e volume di diverse comuni fonti di energia per il trasporto mostra variazioni significative.

La densità energetica relativa evidenzia la sfida di sostituire il petrolio o il gas naturale compresso come carburante soprattutto per i trasporti senza grandi progressi tecnologici.

I veicoli elettrici (EV) illustrano il problema. I veicoli devono trasportare il loro carburante. Poiché la benzina o il diesel hanno una densità energetica molto elevata rispetto alle migliori batterie attuali, i veicoli elettrici sono più pesanti di quelli alimentati a combustibili fossili. La semplicità meccanica e l’efficienza dei motori elettrici non possono compensare completamente questa penalità di peso.

Sebbene questo non sia un problema sostanziale per le autovetture e i veicoli leggeri, per i trasporti pesanti, come i trasporti a lungo raggio, la spedizione o l’aviazione, questa penalità di peso è difficile da superare. Ad esempio, 1 chilogrammo (2 libbre) di carburante per aerei contiene 70 volte più energia della migliore batteria agli ioni di litio esistente. Nel caso degli aeroplani, il peso delle batterie necessarie o lo spazio necessario per trasportare l’idrogeno necessario per i voli più lunghi ridurrebbero il carico utile dei passeggeri e delle merci, alterando l’economia.

I vantaggi della densità energetica dei combustibili fossili sono un fattore della loro potenza EROEI (ritorno energetico sull’energia investita) rispetto ai combustibili concorrenti. La minore densità energetica delle rinnovabili limita, in assenza di importanti scoperte scientifiche, la sua capacità di sostituire i combustibili esistenti, soprattutto per alcune applicazioni. Storicamente, la società si è spostata successivamente verso fonti con densità energetica crescente. Il carbone ha fornito il 50-100% di energia in più rispetto al legno che ha sostituito. Petrolio e gas fornivano 3-6 volte più energia in peso rispetto al carbone. Il passaggio alle rinnovabili invertirebbe questa tendenza.

Densità di potenza superficiale

La densità di potenza superficiale (a volte abbreviata in densità di potenza), identificata dal professor Vaclav Smil, misura il tasso di produzione di energia per unità di superficie terrestre. È generalmente calcolato come la quantità di potenza ottenuta per unità di superficie terrestre utilizzata dal sistema energetico, comprese tutte le infrastrutture di supporto, la produzione, l’estrazione di combustibile (se applicabile) e lo smantellamento. L’elevata densità di potenza superficiale significa che è possibile prelevare quantità maggiori di energia da fonti di alimentazione che occupano un’area relativamente piccola. Basse densità di potenza superficiale indicano che una produzione di energia equivalente richiede aree di terra più grandi.

La densità di potenza superficiale mediana delle diverse fonti di energia è indicata di seguito.

I combustibili fossili e l’energia nucleare hanno un’elevata densità di potenza. Le fonti di energia rinnovabile hanno una densità di potenza inferiore di diversi ordini di grandezza.

L’energia solare ed eolica richiede più spazio da dedicare alla produzione di energia. Le moderne centrali elettriche a carbone o a gas utilizzano circa 121 ettari (300 acri) per generare 600 megawatt. Ciò esclude le aree di terra necessarie per l’estrazione mineraria o l’estrazione e il trasporto. Un parco eolico equivalente richiederebbe oltre 20.000 ettari (50.000 acri). Un pannello solare per fornire quantità simili di energia potrebbe richiedere fino a 2.400 ettari (6.000 acri). L’impianto a carbone o a gas avrebbe anche una maggiore affidabilità fornendo energia quasi all’80-100 percento rispetto a circa il 20-50 percento dell’opzione rinnovabile a causa dell’intermittenza. Per fornire la stessa potenza della centrale nucleare di Hinkley Point C nel Regno Unito – 3.200 milioni di watt – sarebbero necessari 5,5 milioni di metri quadrati di superficie spazzata dalle turbine.

I biocarburanti illustrano il problema della bassa densità di potenza superficiale. La quantità di mais necessaria per creare etanolo sufficiente per riempire un serbatoio SUV da 95 litri (25 galloni) alimenterebbe un individuo per un anno. Il grano necessario per alimentare tutte le auto statunitensi equivale a una quantità che potrebbe sfamare circa 400 milioni di persone.

Una minore densità di potenza superficiale crea potenziali conflitti sull’uso del suolo . A meno che non si trovino in aree a bassa densità di popolazione o utilizzino terreni inadatti ad altre applicazioni, l’espansione delle energie rinnovabili si scontra con le esigenze dell’agricoltura e delle popolazioni umane. Questa tensione è evidente in Germania, dove le richieste concorrenti di terreni si sono rivelate un limite nell’attuazione dell’Energiewende, la transizione in corso da parte della Germania verso un approvvigionamento energetico a basse emissioni di carbonio, rispettoso dell’ambiente, affidabile e conveniente basato sulle energie rinnovabili.

Difetti caratteristici

Il sistema energetico esistente, sviluppato nel corso di due secoli, comporta l’accesso e il trasporto della fonte di combustibile, la produzione di energia, nonché la trasmissione e la distribuzione. Gli utenti di energia sono orientati ai tipi di energia prevalenti, in particolare per i trasporti e le applicazioni industriali. Le strutture dei prezzi e del trading sono stabilite e sono state perfezionate nel tempo. Esistono accordi di finanziamento a lungo termine, spesso poco flessibili.

Il passaggio alle energie rinnovabili richiede una massiccia modifica dell’intero sistema energetico così come esiste attualmente. Ciò comporterebbe cambiamenti non solo nell’approvvigionamento energetico, ma anche nel modo in cui viene utilizzato, compreso l’adeguamento di attività come l’industria pesante e la mobilità. Le caratteristiche intrinseche delle fonti energetiche rinnovabili — intermittenza, esigenze infrastrutturali, densità, densità superficiale — hanno effetti sfavorevoli sulla disponibilità e sul costo dell’energia. Questi fattori li rendono potenzialmente inadatti a sostituire in modo sostanziale i combustibili fossili o il nucleare, come ormai frequentemente ipotizzato, almeno nei tempi previsti.

Come sapeva Josh Billing “per quanto la verità sia scarsa, l’offerta è sempre stata in eccesso rispetto alla domanda “. L’attuale dibattito sulle rinnovabili è viziato dalla tendenza a confondere ciò che è con ciò che vorremmo che fosse. La fede in ciò che pensiamo sia un fatto quando purtroppo non è corretto, non risolverà nulla.

Fonte: nakedCapitalism, 22 giugno 2023

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Destini energetici – Parte 1: Bisogni energetici e fonti – Barili di bilanciamento, di Satyajit Das

Immagine di copertina: produzione di carbone in Africa

L’energia abbondante ed economica è uno dei fondamenti della civiltà e delle economie moderne. Gli attuali cambiamenti nei mercati dell’energia, forse i più significativi da molto tempo, hanno implicazioni per la società in senso lato. Destini energetici è una serie in più parti che esamina il ruolo dell’energia, le dinamiche della domanda e dell’offerta, il passaggio alle energie rinnovabili, la transizione, la sua relazione con le emissioni e i possibili percorsi. La prima parte esamina il ruolo svolto dall’energia nell’ascesa delle società moderne e i modelli di domanda e offerta nel tempo.

 

l ruolo dell’energia nella civiltà e nelle economie moderne

Gli ultimi due secoli della storia umana sono stati “l’era dei combustibili fossili”. L’energia abbondante ea basso costo ha rivoluzionato l’industria, i trasporti e gli stili di vita guidando la crescita e la creazione di ricchezza. Ha ampliato la portata dell’attività umana a un livello senza precedenti. La correlazione tra consumo di petrolio, popolazione, crescita e standard di vita è catturata nel lavoro dell’attuario Gail Tverberg e altri:

Il consumo di energia pro capite è in aumento. Dal 1950, la popolazione mondiale è aumentata di 3,1 volte mentre il consumo di energia è aumentato di 6,4 volte. L’aumento del consumo di energia pro capite è guidato da:

  • Aumento dell’uso da parte dei residenti dei mercati emergenti che sono stati tradizionalmente utenti a basso consumo di energia con l’aumento dei redditi.
  • Nuovi usi dell’energia legati a standard di vita più elevati, in particolare a partire dalla seconda guerra mondiale.

È ampiamente ipotizzato un approvvigionamento ininterrotto di energia alle condizioni attuali. Tuttavia, la disponibilità di energia a prezzi ragionevoli non è assicurata. Nell’ultimo mezzo secolo ci sono stati almeno tre shock energetici: gli shock petroliferi del 1974 e del 1978 e il conflitto ucraino del 2022. Tutti hanno avuto una durata relativamente breve con un rapido ritorno allo status quo, sebbene le ripercussioni a lungo termine del 2022 siano difficili da prevedere. Il cambiamento di fondo più fondamentale in corso potrebbe non assomigliare a questi shock passati in termini di portata e durata.

Leggere su ACro-Pòlis Satyajit Das:

Fonti della domanda energetica

Un’attenta analisi della domanda e dell’offerta e la fisica, la chimica e l’economia sottostanti sono necessarie per comprendere i cambiamenti in corso.

principali utilizzatori di energia sono le famiglie e l’industria. Il settore industriale (estrazione mineraria/raffinazione, manifatturiero, agricoltura e costruzioni) costituisce il principale consumatore di energia, oltre il 50% dell’uso finale. Sempre più spesso, gran parte del consumo energetico del settore industriale avviene in paesi non OCSE.

L’energia è necessaria per:

  • Illuminazione
  • Controllo del clima (raffrescamento/riscaldamento)
  • Alimentazione apparecchi e macchinari
  • Trasporto

Questi usi sono comuni alle famiglie e alle industrie. Ci sono differenze; l’applicazione industriale si concentra sul funzionamento di motori e macchinari industriali, nonché sui trasporti pesanti. Anche l’intensità energetica industriale, ad esempio per la produzione di acciaio, alluminio o cemento, è di gran lunga superiore a quella richiesta per il normale uso domestico.

L’industria utilizza anche i combustibili fossili come materie prime (materie prime) per prodotti come plastica e prodotti chimici, in particolare prodotti di tipo ammoniaca e bitume. È essenziale come materia prima di base per articoli come i lubrificanti. Carbone, petrolio greggio o petrolio, liquidi di gas naturale e gas naturale sono le fonti primarie di prodotti petrolchimici di base. Circa il 9-10 percento della produzione globale di combustibili fossili viene utilizzato come materia prima.

La plastica richiede idrogeno e carbonio, con il metodo di produzione più comune che è l’estrazione di etilene, propilene, stirene ecc. dal petrolio. I prodotti petrolchimici come la nafta e altri oli raffinati dal petrolio greggio sono usati come materie prime per i cracker petrolchimici che producono i mattoni di base per la plastica. I combustibili fossili rappresentano attualmente il 99 percento della base di materie prime plastiche. C’è un crescente interesse nell’uso della biomassa come materia prima. Sebbene i dati siano scarsi, è probabile che circa il 4% delle risorse mondiali di combustibili fossili siano utilizzate nella produzione di plastica .

L’olio è utilizzato nella produzione di ammoniaca come fonte di azoto nei fertilizzanti agricoli. La produzione globale di ammoniaca rappresenta attualmente circa il 2% del consumo totale di energia finale ; circa il 40% come materia prima e il 60% come energia di processo, principalmente per la generazione di calore.

Anche la domanda di energia sta cambiando. L’archiviazione e la trasmissione dei dati, così come il mining di criptovalute, ora consumano l’ 1-2% dell’energia globale .

Leggere su ACro-Pòlis Satyajit Das:

 

Domanda storica di energia

La domanda globale è aumentata nel tempo:

Continua ad aumentare, anche se il tasso è rallentato nel tempo all’1-2% all’anno. Ci sono state brevi interruzioni nei primi anni ’80 e nel 2009 a seguito delle crisi finanziarie e della pandemia di Covid19 del 2020. La maggior parte del consumo di energia è nei paesi sviluppati. Alcuni paesi emergenti come la Cina mostrano alti livelli di consumo spinti dalle economie avanzate che esternalizzano attività inquinanti ed energivore in queste località.

Il consumo di energia pro capite fornisce una misura più accurata della domanda di energia.

I maggiori consumatori di energia su base pro capite includono Stati Uniti, Canada, Islanda, Norvegia, Australia e Russia, nonché Medio Oriente come Oman, Arabia Saudita e Qatar (in parte a causa del clima e della desalinizzazione per soddisfare il fabbisogno idrico).

La persona media nei paesi ad alto consumo energetico pro capite usa fino a 100 volte di più della persona media in alcuni dei paesi più poveri. La vera differenza è sottostimata a causa della mancanza di dati di alta qualità per molti dei paesi più poveri del mondo. I paesi a basso reddito utilizzano fonti energetiche meno commercializzate affidandosi invece a biomasse tradizionali difficili da quantificare: residui colturali, legno e altra materia organica.

La domanda è stata migliorata, in parte, grazie all’aumento dell’efficienza energetica. Questo è disomogeneo con la maggior parte dei guadagni nelle nazioni avanzate con aumenti di vari gradi nelle nazioni in via di sviluppo.

Previsione della domanda di energia

Le previsioni sulla futura domanda di energia variano. S&P prevede che la domanda combinata di energia residenziale e commerciale aumenterà di circa il 15% fino al 2050. ExxonMobil prevede una crescita simile.

C’è un ampio accordo sul modello di aumento del fabbisogno energetico. Gran parte di questa crescita avverrà nei paesi in via di sviluppo. La maggior parte della crescita proviene dall’industria, sostenuta dall’aumento della popolazione e del tenore di vita. Si prevede un aumento della produzione ad alta intensità energetica di prodotti quali prodotti chimici, alimenti e ferro e acciaio. Questo è guidato dall’attività in Cina e India. Si prevede che il consumo medio mondiale di elettricità domestica aumenterà entro il 2050.

Si prevede che la crescita complessiva della domanda di energia (in quadrilioni di BTU (British Thermal Unit)) sarà la seguente:

Si prevede che la domanda globale di trasporti crescerà del 30% entro il 2050. Ciò riflette una maggiore proprietà di veicoli personali, specialmente nei mercati emergenti con aumenti del potere d’acquisto, compensati in parte da una maggiore efficienza del carburante e più veicoli elettrici (“EV”). La forte domanda di energia per i trasporti commerciali (autotrasporti pesanti, aerei, marittimi e ferroviari) è trainata dalla crescita dell’attività economica e dei consumi, in particolare dai crescenti consumatori della classe media nelle economie emergenti.

La domanda industriale di energia continuerà il suo forte aumento negli ultimi decenni concentrandosi su acciaio (utilizzato per costruzioni su larga scala, container, treni e navi), alluminio (reti elettriche, costruzioni e veicoli), cemento (costruzioni) e plastica (forniture mediche, prodotti per la pulizia, veicoli elettrici e articoli per la casa).

La domanda dell’industria pesante sarà, in parte, compensata dal miglioramento dell’intensità energetica (la quantità di energia utilizzata per dollaro di attività economica complessiva). Le nazioni sviluppate trarranno vantaggio dal passaggio a economie basate sui servizi e dalla predominanza di industrie di maggior valore ed efficienti dal punto di vista energetico. I miglioramenti dell’intensità energetica richiedono progressi nella tecnologia, nei processi e nella logistica e la loro adozione nei principali centri di produzione come la Cina.

Ci sarà un forte aumento della domanda per la produzione di prodotti chimici a causa della necessità di fertilizzanti, cosmetici, tessuti e plastica. Gran parte di questo richiederà materie prime a base di combustibili fossili.

Quanto sopra si concentra sugli usi tradizionali. Nel corso del tempo, è probabile che i requisiti delle tecnologie di dati e calcolo aumentino in modo significativo. Ironia della sorte, è probabile che la domanda aggiuntiva provenga dai tentativi di combattere il cambiamento climatico, come la lavorazione di materiali aggiuntivi o nuovi per la transizione energetica, nonché progetti di cattura e sequestro del carbonio. La domanda di energia da queste fonti rimane non quantificata.

Fonti di energia

La domanda globale è soddisfatta da una varietà di fonti .

Occorre notare diversi punti:

  • La domanda di energia è stata storicamente soddisfatta principalmente dai combustibili fossili.
  • Il mix di combustibili fossili è cambiato nel tempo con il petrolio e, più recentemente, il gas che integra il carbone.
  • Negli ultimi decenni, le nuove fonti rinnovabili (principalmente solare ed eolica) hanno integrato l’energia idroelettrica e da biomasse.
  • È probabile che i combustibili fossili (che ora costituiscono circa l’80% delle fonti energetiche) rimarranno una parte significativa dell’approvvigionamento energetico, principalmente a causa dei loro vantaggi rispetto alle alternative.
  • Le energie rinnovabili aumenteranno come percentuale del mix energetico ma, sulla base della tecnologia attuale, è improbabile che diventino una fonte dominante nel prossimo futuro.

Riserve di combustibili fossili

Data l’importanza dei combustibili fossili come fonte di energia, una questione importante e spesso ignorata è la disponibilità a lungo termine di combustibili fossili intrinsecamente limitati .

Le riserve globali di petrolio totali stimate sono di circa 1.700 miliardi di barili. Le riserve globali totali stimate di gas naturale sono di circa 190 trilioni di metri cubi. Le riserve globali totali stimate di carbone sono di circa 1.070 miliardi di tonnellate. Sulla base della produzione e dell’utilizzo attuali , il petrolio si esaurirà in 54 anni, il gas naturale in 49 anni e il carbone in 139 anni, supponendo che i combustibili fossili costituiranno il 59% della domanda totale di energia primaria nel 2040.

Vanno evidenziate diverse questioni:

  • Vi è un’ampia variazione nelle stime delle riserve e nella vita prevista delle riserve di combustibili fossili. Ad esempio, alcune compagnie petrolifere hanno svalutato in modo significativo le riserve disponibili negli ultimi anni.
  • Le nuove scoperte e l’estensione della vita delle risorse conosciute possono aumentare le riserve.
  • Il numero di importanti scoperte di giacimenti di petrolio e gas è diminuito, in parte a causa della riduzione degli investimenti in combustibili fossili.

  • Le riserve potrebbero non essere economicamente recuperabili se non a prezzi elevati a causa di difficoltà tecniche di estrazione. Molte nuove risorse sono giacimenti di petrolio e gas non convenzionali, precedentemente considerati risorse inaccessibili o antieconomiche, come gli oceani profondi o l’Artico. Questi in genere richiedono prezzi più alti per essere economici: attualmente circa $ 80 al barile per il petrolio ottenuto utilizzando tecniche di recupero avanzate, $ 90 al barile per sabbie bituminose e petrolio extra pesante, $ 50+ per gas di scisto, oli cherogeni e petrolio artico e $ 100+ per carbone-liquidi e gas-liquidi.
  • Le riserve possono anche essere di difficile accesso a causa delle località remote e dell’instabilità politica.
  • Un’elevata percentuale di riserve, in particolare petrolio e gas, è controllata dallo Stato. Le compagnie petrolifere nazionali controllano circa il 65% delle riserve di petrolio e gas a livello globale. Il crescente nazionalismo delle risorse significa che le preoccupazioni (garantire la sufficienza energetica domestica e l’aumento delle royalty e delle entrate fiscali) e la geopolitica possono influire sull’accessibilità e sui costi.

EROEI

Un elemento critico della fisica energetica è il concetto di EROEI (Energy Return On Energy Invested). Questo è il rapporto tra la quantità di energia utilizzabile (l’exergia) fornita da una particolare risorsa energetica e la quantità di exergia utilizzata per ottenere quella risorsa energetica calcolata come:

Energia erogata/Energia richiesta per fornire quell’energia

Esistono due tipi di EROEI:

  • Buffered – che include l’archiviazione.
  • Unbuffered – che esclude l’archiviazione.

La differenziazione consente di cogliere i problemi delle fonti energetiche rinnovabili intermittenti. La necessità di stoccaggio ridurrà generalmente l’EROEI bufferizzato.

Sebbene ampiamente accettata, la misurazione presenta problemi. Sebbene la produzione totale di energia sia facilmente misurabile, la determinazione accurata dell’energia immessa è più difficile. La questione principale è catturare l’intero consumo di energia delle filiere; ad esempio, l’energia immessa in materiali come l’acciaio o altri materiali deve generare energia. Una contabilità completa richiederebbe anche l’incorporazione dei costi di opportunità e il confronto delle spese energetiche totali in presenza e in assenza di questa attività economica.

In pratica, vengono utilizzati 3 diversi calcoli EROEI:

  • Point of Use EROI – che amplia il calcolo per includere il costo della raffinazione e del trasporto del carburante.
  • EROEI esteso – che include il punto di utilizzo e anche il costo della creazione dell’infrastruttura necessaria per il trasporto dell’energia o del carburante una volta raffinato.
  • EROEI sociale – una somma di tutti gli EROEI di tutti i combustibili utilizzati in una società o nazione che può essere praticamente impossibile a causa del numero di variabili che devono essere catturate.

Quando l’EROEI di una fonte di energia è minore o uguale a uno, quella fonte di energia diventa un dissipatore netto di energia. Sebbene vi sia un considerevole dibattito sul numero esatto, è necessario un rapporto EROEI di almeno 3: 1 (alcuni lo indicano fino a 5 o 7: 1) affinché una fonte di energia sia considerata un combustibile o una fonte di energia praticabile.

Di seguito sono riportate le stime dell’EROEI delle diverse fonti energetiche :

L’EROEI per una data fonte non è costante. Negli anni ’30, l’EROEI del petrolio era probabilmente vicino a 100, riflettendo la facilità di estrazione; cioè, era necessario solo l’1% del petrolio estratto per fornire l’energia necessaria per pompare e consegnare il petrolio. Negli anni ’50 l’EROEI era sceso a circa 30. Attualmente è di circa 20, un calo di un fattore cinque. L’EROEI delle fonti meno accessibili ora sfruttate è inferiore. La perforazione offshore ha un EROEI di circa 5, mentre la risorsa di Lula in acque profonde del Brasile è ancora inferiore e potrebbe non essere pratica da sviluppare. Lo scisto bituminoso ha un EROEI compreso tra 1,1 e 2,2, ma alcuni lo considerano molto più alto se solo l’energia acquistata viene conteggiata come input escludendo l’energia propria (energia interna) dal processo di conversione utilizzato per alimentare tale operazione.

È probabile che l’esaurimento di alcune fonti energetiche e il passaggio alle rinnovabili riduca l’EROEI dell’intero sistema energetico dall’attuale 6:1 a un valore compreso tra 5:1 e meno di 3:1 entro il 2050, a seconda del mix energetico ipotizzato. La riduzione significa che per soddisfare lo stesso livello di consumo energetico netto finale, il sistema deve elaborare più energia e materiali per renderli disponibili per la società. Attualmente l’energia costa circa il 5% del PIL globale. Man mano che l’EROEI diminuisce, una parte maggiore del reddito dovrà essere destinata ai costi energetici. A 3, questo aumenterebbe dal 15 al 25 percento del PIL.

L’analisi dell’EROEI evidenzia una questione centrale nell’uso dell’energia. Lo sviluppo umano è dipeso dalla disponibilità di riserve di carbone, petrolio e gas che possono essere utilizzate in modo efficiente a causa di modeste esigenze di investimento energetico o finanziario. Man mano che le migliori risorse vengono esaurite e il cambiamento climatico impone il passaggio a fonti energetiche meno inquinanti, l’EROEI diminuisce rapidamente (noto come energy cliff ). Il rischio è che l’EROEI scenda al di sotto dei requisiti minimi per il funzionamento delle società e delle economie moderne.

Prezzi energetici

Il prezzo dell’energia, soprattutto a lungo termine, deve essere valutato in un contesto di aumento della domanda, vincoli sull’offerta, in particolare di combustibili fossili tradizionalmente dominanti, e calo dell’EROEI. Ciò non include importanti esternalità come le emissioni derivanti dall’uso di combustibili fossili che non sono valutate o addebitate.

Ad esempio, il prezzo reale del petrolio non riflette pienamente i fattori individuati.

Ciò significa che il costo dell’energia dovrà aumentare in modo significativo a lungo termine. I driver principali includono:

  • Domanda anelastica e in crescita, soprattutto da economie in via di sviluppo come Cina e India.
  • Il ruolo essenziale dell’energia nel generare la crescita globale e soddisfare le aspettative di miglioramento degli standard di vita.
  • Fornitura limitata di combustibili fossili che rimarranno una parte essenziale del mix energetico a causa delle difficoltà di sostituzione per alcune applicazioni.
  • EROEI in calo.
  • Crescente instabilità politica nelle regioni produttrici di energia.
  • Gestione delle risorse energetiche coerente con gli obiettivi nazionali e autonomia strategica.

I prezzi dell’energia a breve e medio termine rimarranno volatili a causa dell’inelasticità sia dell’offerta che della domanda di petrolio e del rischio di eventi (una recessione in Cina o un rapido calo del turismo a causa di attacchi terroristici contro aerei di linea commerciali o pandemie). Tuttavia, le dinamiche dei prezzi a lungo termine sono difficili da trascurare.

Lo squilibrio tra domanda e offerta potrebbe manifestarsi più rapidamente del previsto poiché i mercati lungimiranti anticipano il deficit spingendo bruscamente verso l’alto i prezzi. Ad esempio, l’Arabia Saudita ha avvertito che, senza reinvestire nell’industria petrolifera per trovare più giacimenti, il mondo potrebbe essere a corto di 30 milioni di barili al giorno entro un decennio circa. In effetti, l’adeguamento dei prezzi potrebbe avvenire molto prima che le riserve di combustibili fossili siano quasi esaurite.

Mantenere le luci accese

La domanda di energia attuale e prevista supererà progressivamente i combustibili fossili intrinsecamente finiti. Mentre le energie rinnovabili possono colmare parte del deficit, la fisica energetica impone che le fonti energetiche meno efficienti sostituiranno i combustibili fossili superiori, ignorando le emissioni. Come minimo, significherà potenza più costosa e più limitata. Nel peggiore dei casi, potrebbero esserci carenze, soprattutto di combustibili necessari per attività specifiche. Ciò avrà profonde conseguenze per le società e le economie che credono in un diritto di nascita di energia illimitata ed economica.

Tali carenze non sono nuove. A metà del diciannovesimo secolo, la domanda di combustibile per l’illuminazione superava l’offerta di olio di balena, determinando un aumento dei prezzi. Ha anche reso l’illuminazione costosa per gli americani comuni, il che significa che solo i ricchi potevano permettersi di illuminare regolarmente le loro case. Ironia della sorte, è stata la scoperta del petrolio nella Pennsylvania occidentale ad alleviare il deficit.

Le ipotesi energetiche che hanno sostenuto i modelli economici e le aspettative, con il senno di poi, non erano sagge. Come rifletteva il poeta Robert Frost in The Road Not Taken “ la strada conduce alla strada ”. Le scelte fatte nel corso dei secoli possono essere difficili da cambiare o, in alcuni casi, irreversibili. È improbabile che la nostra civiltà possa tornare indietro, almeno non senza una grande dislocazione.

Satyajit Das, è un ex banchiere e autore di numerose opere sui derivati ​​e diversi titoli generali: Traders, Guns & Money: Knowns and Unknowns in the Dazzling World of Derivatives  (2006 e 2010), Extreme Money: The Masters of the Universe and the Cult of Risk (2011), A Banquet of Consequences RELOADED (2021) e Fortune’s Fool: Australia’s Choices (2022)

Fonte: nakedCapitalism, 14 giugno 2023.

https://www.acro-polis.it/2023/06/23/destini-energetici-parte-1-bisogni-energetici-e-fonti-barili-di-bilanciamento/

La perdita della funzione esecutiva in Occidente, di Yves Smith

La perdita della funzione esecutiva in Occidente

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È una forzatura usare dati aneddotici per costruire una teoria… tranne quando le prove sono schiaccianti, come in questo caso, della diffusa erosione delle capacità esecutive. Non è controverso sottolineare che il calibro di ciò che passa per leadership in Occidente è ormai scadente, e c’è una carenza di promettenti nuovi arrivati ​​per sfidare la vecchia guardia. Quando Jamie Dimon è bravo come si arriva, sai che è brutto.

Il funzionamento di molte importanti istituzioni pubbliche e private è notevolmente peggiorato negli ultimi decenni. Probabilmente, la maggior parte di questi pesci è marcita dalla testa. E se è così, perché la funzione esecutiva, che in termini molto semplici sta valutando le situazioni, decidendo se e come agire, e portandole a termine, è decaduta così rapidamente che le scarse prestazioni di alto livello sono ampiamente visibili?

Questo è un fenomeno così vasto che spero che i lettori intervengano con esempi tratti dalle loro vite lavorative e personali. Per aiutare a stimolare la discussione, esporrò anche alcune possibili cause. Ma una patologia multisintomo che ha infestato organizzazioni già complesse può senza dubbio essere attribuita a molti driver. 1 E i driver possono differire a causa di condizioni preesistenti (strutture e norme sociali, focus istituzionale).

Alcuni dei tanti tanti esempi:

L’incapacità di chiunque nel governo federale con potere di presentarsi sulla scena dell’attentato al treno nella Palestina orientale . I funzionari federali dovrebbero apparire preoccupati, vedere in prima persona quali sono i bisogni più urgenti, promettere di aiutare e farlo.

Questo si distingue perché ci è voluto pochissimo sforzo per fingere che gli importasse, ma il Team Biden non poteva essere disturbato. È un lampante esempio di abbandono da parte del governo e dell’élite del marciume nel corpo pubblico: abuso di oppioidi, violenza armata (i suicidi sono ancora in cima agli omicidi), calo dell’aspettativa di vita. Quelli al vertice continuano come se questi problemi non fossero un loro problema, quando sono esposti a ripetuti danni causati dal Covid quanto gli ordini inferiori. 3

Il notevole declino del servizio civile britannico. I lettori ci dicono che è quasi del tutto svuotato, con (almeno fino a qualche anno fa) qualche vecchissimo scoreggia come Custodi della Conoscenza, e giovani non di grande caratura e non performanti a livelli storici. Questo decadimento è diventato evidente durante la Brexit, quando il Regno Unito ha spesso prodotto dichiarazioni di posizione sconclusionate e grandiose, in netto contrasto con le controparti europee scarne e accuratamente redatte. 2

Infrastrutture in decomposizione . La Volcker Alliance ha stimato che l’importo totale della manutenzione differita negli Stati Uniti fosse di oltre 1 trilione di dollari nel 2019 . Costruire strade e riparare ponti mette denaro nelle tasche locali e, grossolanamente, può comprare voti alle società nella catena di riparazione. È anche un vantaggio per gli affari, poiché strade più grandi e migliori significano un movimento più efficiente di merci e lavoratori. Nient’altro che il neoliberista hard core Larry Summers ha pompato proprio per questo tipo di spesa, dicendo che si ripagava da sola, che ogni dollaro di recupero delle infrastrutture poteva generare fino a 3 dollari di crescita aggiuntiva del PIL.

Promozione e allevamento di cattivi modelli di business . Solo di recente la stampa economica ha scoperto che la superstar aziendale Jack Welch era l’unico responsabile della distruzione di una società americana un tempo grande, la General Electric. 4 GE ha utilizzato il suo ramo finanziario per gestire i profitti a un livello che sapeva di frode. Gli analisti avrebbero dovuto sospettare, e non lo erano, della capacità simile a Madoff di GE di soddisfare i suoi numeri.

Intendiamoci, non è che Welch sia stato lodato. I media hanno una brutta tendenza a esagerare e poi attaccare. È che Welch è diventato l’archetipo di un nuovo cattivo prodotto americano, l’amministratore delegato come celebrità, e le sue nuove pratiche sono state adottate con tanto controllo quanto le diete di Hollywood, come licenziare il 10% del personale ogni anno.

E non era solo Welch, ma era un caso estremamente resistente. Considera gli S&L go-go. Enron. AI.G. Super. E per aggiungere la beffa al danno, molte società con performance solide come Toys’R’Us sono state stroncate dall’eccessivo indebitamento del private equity e dal sottoinvestimento.

Autocensura tra gli influentiUn contatto conservatore sostiene che gli Stati Uniti e l’Europa hanno leader inimmaginabilmente scadenti perché è quello che vogliono i ricchi e i potenti. Ma per quanto riguarda la Brexit? La comunità imprenditoriale non è riuscita a difendere i propri interessi, in particolare per quanto riguarda la necessità di una preparazione molto maggiore per un confine fisico. Mi è stato ripetutamente detto che erano stati costretti a tacere sulle imminenti interruzioni e sui costi per paura di rappresaglie del governo. Quindi chi è il responsabile, esattamente? Allo stesso modo, durante l’incessante gassma delle sanzioni dell’UE, i produttori tedeschi erano a bocca aperta su quanto l’energia più costosa avrebbe portato a tagli permanenti della produzione e persino alla chiusura degli impianti. Sicuramente ci sarebbe stato un modo accettabile per affrontare l’argomento, come il costo per le comunità che perderebbero il lavoro e come tale onere potrebbe essere condiviso.

Programmi inadeguati per il cambiamento climatico . Sì, è comprensibile, anche se disastroso, che l’azione per combattere il cambiamento climatico sia stata tristemente inadeguata. Troppe persone dovranno rinunciare alle comode abitudini e molte ciotole di riso saranno rotte. Ma la prova del funzionamento esecutivo danneggiato è la mancanza di piani arcobaleni e unicorni a piena noia, non a energia verde.

Il mondo sa che il cambiamento climatico si sta abbattendo su di noi almeno dai rapporti IPCC del 2007. Allora dov’è il mostruoso documento accademico/ONG che delinea una visione sistematica di come deve cambiare l’approvvigionamento per la società, in tutto il mondo? Potrebbero essere necessari a un team molto grande, diciamo 30 mesi, per produrre un rapporto con due scenari ben sviluppati. Sottolineare che l’esercito è una parte importante del problema sarebbe un motivo da solo per ingigantire questo tipo di documento. Un approccio sistematico, anche se i critici potessero bucarlo, eleverebbe il livello del pensiero e fisserebbe un livello più alto per altri piani.

Questi problemi sono così vasti e profondi che è molto improbabile che si prestino a spiegazioni riduzioniste. Ma lasciatemi suggerire alcuni possibili colpevoli:

L’erosione delle comunità locali e con esse la responsabilità. Quando ero bambino, negli Stati Uniti c’erano molte aziende con sede in città di medie dimensioni come Dayton, Ohio. Ciò, oltre al fatto che le città più piccole allora avevano regolarmente un giornale mattutino e serale, significava che c’era un gruppo di notabili locali che si preoccupavano della loro immagine e statura ed erano (rispetto a adesso) soggetti a essere imbarazzati nella loro città se colti in fallo. condotta di servizio. Al contrario, era anche relativamente economico guadagnare capitale culturale, ad esempio donando a un’importante organizzazione di beneficenza locale o sponsorizzando programmi di studio-lavoro presso l’università locale.

Certo, dati i costi di approvazione regolamentare, i farmaci non sono prodotti locali. Ma pensi che i Sackler avrebbero potuto farla franca creando quasi da soli la crisi degli oppioidi se fossero stati in prossimità delle comunità che stavano distruggendo? Erano usciti direttamente dalla sceneggiatura del Terzo Uomo:

Il relativo problema della complessità . Mentre le industrie americane ed europee si sono prima consolidate, spostando l’azione aziendale verso un numero minore e più grande di città e poi l’outsourcing e l’offshoring hanno preso piede, i dirigenti stanno gestendo operazioni molto più tentacolari, complesse ed esposte al rischio.

Gli esseri umani hanno una cattiva tendenza a voler fare affidamento su semplici regole decisionali e sul falso conforto delle metriche (vedi qui per una discussione di lunga durata… nel 2006!). Da un post di quest’anno :

Poiché le aziende e gli ambienti competitivi sono diventati più difficili da affrontare, molti capi aziendali sono ricaduti su semplici linee guida come “Massimizza il valore per gli azionisti”. Ma il principio di obliquità rileva che in sistemi altamente complessi non possiamo avere una comprensione sufficiente del loro comportamento per tracciare un semplice corso. Una breve introduzione di questa idea, dall’ex editorialista del Financial Times John Kay, che ha sottolineato che quando le aziende cercano di “massimizzare il valore per gli azionisti”, non ci riescono :

Gli approcci obliqui sono più efficaci su terreni difficili o dove i risultati dipendono dalle interazioni con altre persone. L’obliquità è l’idea che gli obiettivi spesso si raggiungono meglio se perseguiti indirettamente.

L’obliquità è caratteristica dei sistemi che sono complessi, imperfettamente compresi e cambiano la loro natura mentre ci impegniamo con loro…

L’obliquità dà origine al paradosso della ricerca del profitto: le aziende più redditizie non sono le più orientate al profitto. ICI e Boeing illustrano come una maggiore attenzione ai rendimenti per gli azionisti sia stata controproducente nei suoi termini ristretti. I confronti delle stesse aziende nel tempo si rispecchiano nei contrasti tra diverse aziende degli stessi settori. Nel loro libro del 2002, Built to Last: Successful Habits of Visionary Companies, Jim Collins e Jerry Porras hanno confrontato aziende eccezionali con aziende adeguate ma meno straordinarie con operazioni simili… in ogni caso: l’azienda che ha posto maggiore enfasi sul profitto nella sua dichiarazione di obiettivi era il meno redditizio nei suoi bilanci.

Ritorno al tribalismo e al clientelismo . Nelle società complesse, i partecipanti affrontano obblighi concorrenti e spesso contrastanti. Amo la saggezza del grande teorico sociale Jamie Lannister:

Tanti giuramenti… ti fanno giurare e giurare. Difendi il re. Obbedisci al re. Mantieni i suoi segreti. Fai i suoi ordini. La tua vita per la sua. Ma obbedisci a tuo padre. Ama tua sorella. Proteggi gli innocenti. Difendi i deboli. Rispetta gli dei. Rispetta le leggi. È troppo. Non importa quello che fai, stai abbandonando un voto o l’altro.

Quindi cosa succede quando quasi nessuno, anche in cima alla catena alimentare, aveva un trespolo sicuro? Pensa al destino di un dirigente che il CEO vede come una minaccia perché il suddetto dirigente sta mettendo in discussione alcuni tagli normativi? Gli alti ufficiali che vengono improvvisamente espulsi in genere hanno difficoltà ad atterrare bene. Addio non solo vacanze sulla neve e casa estiva, ma potenzialmente la cooperativa dell’Upper East Side e le lezioni alla Dalton.

Questa maggiore necessità percepita di concentrarsi sull’autoconservazione della carriera combacia con la tendenza negli Stati Uniti per l’istruzione superiore a diventare un esercizio di credenziali, non di apprendimento. 5 Il motivo per cui le ragazze ottengono risultati migliori in matematica in Iran e in altre parti del Medio Oriente rispetto ai ragazzi è, per la maggior parte, il livello di istruzione che non aiuta con le prospettive di carriera. Dipendono quasi interamente dalla connessione familiare/tribale. Per le ragazze, tuttavia, andare bene a scuola dà loro un vantaggio in un mercato del lavoro generalmente ostile alle donne.

Poiché il ruolo dell'”educazione d’élite come preservazione della classe” è diventato ovvio, 6 i suoi effetti corrosivi vengono persi. Significa che le prestazioni al college non contano poi così tanto. Ciò è coerente con l’abbattimento segnalato anche di programmi universitari apparentemente di alto livello.

Se gli studenti imparano a pattinare al college, non è difficile pensare che porteranno queste abitudini nella vita. Da qui l’eccessivo affidamento sulla disinvoltura e l’elusione delle controversie.

Mi fermo qui. Potrei facilmente scrivere un post quattro volte più lungo e graffiare a malapena la superficie. Quindi forse è meglio lasciare questo pezzo come un espediente di forzatura e cercare input e commenti dal nostro commentatore saggio.

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1 Sebbene molti siti Web medici contengano sezioni sulla compromissione delle funzioni esecutive, Medical News Today sottolinea :

Le abilità della funzione esecutiva aiutano le persone a completare le attività e interagire con gli altri. Includono una serie di abilità, come:

  • pianificazione e organizzazione
  • concentrare e gestire la concentrazione mentale
  • analizzare ed elaborare le informazioni
  • gestione delle emozioni e del comportamento
  • ricordare i dettagli
  • gestire il tempo
  • multitasking
  • risolvere problemi

Un disturbo della funzione esecutiva compromette alcune di queste abilità, che possono influire sulla capacità di una persona di gestire e organizzarsi per raggiungere gli obiettivi.

Tuttavia, il Manuale diagnostico e statistico dei disturbi mentali, 5a edizione ( DSM-5 ) non riconosce il disturbo della funzione esecutiva come una specifica condizione di salute mentale. Invece, i problemi della funzione esecutiva sono sintomatici di altri disturbi neurologici, di salute mentale e comportamentali.

2 Alcuni potrebbero denigrare l’importanza di preparare solidi documenti di posizione: “Oh, l’UE è un disastro. Che importa se possono produrre bei documenti? Questo punto di vista rivela un grave malinteso su come funzionano le organizzazioni grandi e, in particolare, altamente politiche. Il processo di stesura delle dichiarazioni è un mezzo per (si spera) raggiungere un consenso. Una stesura migliore e più attenta generalmente significa che i partecipanti hanno riflettuto a lungo su ogni parola. Inoltre, essere in grado di produrre risultati di livello professionale è uno standard minimo per poter fornire il lavoro del personale completato. Ciò non significa che l’UE possa svolgere bene compiti di ordine superiore, ma almeno conserva alcune competenze di base che il Foreign Office del Regno Unito, in passato una delle sue operazioni più prestigiose, ha perso.

3 Le élite che pensano che Covid li lascerà andare facilmente è un’altra forma di autoillusione (prima di discutere, ricordi tutte le foto di presunti aiutanti sporchi che indossano maschere alle feste, servono ospiti senza maschera?) Forse perché la magrezza è un indicatore di status, credono che non essere grassi o diabetici significhi che Covid sarà gentile con loro. Ma i sopravvissuti al cancro sono ad alto rischio. E IM Doc e altri hanno osservato che il super fit è stato spesso duramente colpito da Covid. Il fanatismo del fitness ha un forte seguito tra i benestanti.

4 Un’amica ha iniziato la sua carriera lavorativa in una posizione di impiegato presso GE e si è fatta strada nella gestione delle operazioni. Ha imparato così tanto che in seguito è stata in grado di voltarsi e gestire un produttore di nicchia di successo che ora ha clienti come Mercedes e NASA. Molto prima che l’aureola di Welch fosse rimossa, stava raccontando capitolo, libro e versi di come Welch aveva ereditato un’azienda superbamente funzionante da Reg Jones e aveva rapidamente iniziato a farla crollare.

5 Per favore, non provare a dire che le educazioni della Ivy League sono inutili. Ho imparato molto ad Harvard, incluso l’equivalente della coordinazione occhio-mano nella scrittura (come fare in modo che una frase dica quello che intendevo dire, e non più o meno), sintetizzando grandi quantità di informazioni e scrivendo lunghi documenti (come nell’essere in grado di strutturare un argomento complesso con prove a sostegno).

6 Quando ero bambino, le ammissioni ereditarie non erano poi così importanti per Harvard o Yale. Ogni scuola avrebbe potuto accettare il quadruplo dei candidati da artisti del calibro di Andover, Exeter, Groton e St. Paul’s rispetto a quelli che hanno fatto, e molti dei respinti provenivano da famiglie ereditarie. Allo stesso modo, solo uno studente che ho incontrato da una vecchia famiglia non è riuscito nell’area dei risultati intellettuali / accademici. Gli altri, a parte qualche volta ostentare i loro modi particolarmente simpatici e ammettere di essere esperti sciatori e/o velisti, per il resto erano praticamente alla pari con gli altri studenti.

https://www.nakedcapitalism.com/2023/06/the-loss-of-executive-function-in-the-west.html

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