Una “società del girasole” per contrastare il riscaldamento globale

Per limitare il riscaldamento del pianeta Terra entro la soglia degli 1,5 gradi centigradi è necessario ristrutturare il nostro sistema energetico il più rapidamente possibile. Ma la velocità di questa trasformazione è fisicamente limitata.
Uno studio realizzato in Svizzera dall’EMPA, i Laboratori Federali Svizzeri di Scienza e Tecnologia dei Materiali con sede a Dübendorf (Zurigo), San Gallo e Thun (Berna), ha calcolato l’influenza dei sistemi di stoccaggio dell’energia sulla massima velocità di transizione possibile, e quindi anche sulla probabilità di superare con successo la crisi climatica.

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Quanto più carburante fossile sarà “investito” all’inizio, tanto più rapida sarà la transizione

La costruzione di infrastrutture per un sistema di energia rinnovabile, come pannelli solari e batterie di accumulo, richiede di per sé molta energia.
All’inizio della transizione verso una società rispettosa del clima, questa può essere fornita soltanto dal sistema energetico esistente, prevalentemente fossile, ed è quindi causa di emissioni di CO2.
Tuttavia, più energia fossile e quindi emissioni vengono “investite” all’inizio, più veloce sarà la transizione e, cosa ancora più importante, meno gas serra verranno rilasciati nell’ambiente nella loro interezza.

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Più impianti di accumulo saranno costruiti, più lunga sarà la trasformazione del sistema

Gli impianti di stoccaggio energetico svolgono un ruolo importante negli scenari di ristrutturazione dell’industria energetica: dalle batterie alle centrali di pompaggio fino ai combustibili sintetici da fonti rinnovabili.
Se essi vengono costruiti e gestiti in aggiunta alle infrastrutture di cattura dei raggi solari su tetti e facciate, la domanda di energia per la transizione aumenterà.
Gli scenari sviluppati dai ricercatori del Laboratorio Tecnologia e Società dell’EMPA mostrano che più impianti di accumulo energetico vengono costruiti, più lunga sarà la trasformazione del sistema e più alte saranno le emissioni complessive di gas serra: ciò a seconda, ovviamente, delle tecnologie utilizzate e del progresso tecnico.

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Senza cambiare abitudini al mondo, oggi il 60 per cento del solare andrebbe stoccato

Un esempio fra tutti: se volessimo mantenere le nostre attuali abitudini di utilizzo dell’energia, circa il 60 per cento della produzione mondiale di quella solare dovrebbe essere immagazzinata e la capacità complessiva di immagazzinamento dovrebbe essere sufficiente a soddisfare l’intera domanda mondiale di energia per circa tre settimane.
Anche con ipotesi estremamente ottimistiche, questo scenario supererebbe l’obiettivo di 1,5 gradi con almeno il 50 per cento di probabilità.

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Elettrificazione del riscaldamento degli edifici ed elettrodomestici più… “intelligenti”

Tuttavia, il fabbisogno di stoccaggio può essere ridotto in modo significativo grazie a misure tecniche.
Ad esempio, l’elettrificazione dei sistemi di riscaldamento degli edifici e i controlli intelligenti degli elettrodomestici in molti casi consentono di rendere più flessibili i modelli di domanda dell’energia, senza dover modificare il comportamento degli utenti.
Uno scenario di questo tipo potrebbe già ridurre i requisiti di stoccaggio di circa la metà.
Per l’obiettivo di 1,5 gradi Celsius di massimo riscaldamento del globo terrestre, tutto ciò che cosa significherebbe?
Nel migliore dei casi, questo obiettivo verrebbe superato soltanto con una probabilità del 14 per cento, vale a dire se per l’accumulo di energia venissero utilizzate principalmente centrali a pompaggio con un’elevata efficienza.
Se invece si immagazzinasse molta energia in combustibili sintetici al livello tecnico attuale, che hanno un’efficienza piuttosto bassa, l’obiettivo sarebbe difficilmente raggiungibile.
In confronto, un’industria energetica che non richieda quasi alcuno stoccaggio potrebbe ridurre la probabilità di superare l’obiettivo di 1,5 gradi ad appena il 3 per cento.

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Serve allontanarsi da un modello la cui guida sia la “domanda” per guardare al… Sole

Lo stoccaggio dell’energia ha quindi un’influenza fondamentale sulla dinamica della transizione e sulle sue conseguenze sul clima:
Quanto minore è necessario lo stoccaggio, tanto più velocemente potremo fare a meno dei combustibili fossili.
Certo, questo richiederà un cambiamento di paradigma: allontanarsi da un sistema energetico guidato dalla domanda, in cui ognuno può usare l’energia quando vuole.
E verso l’avvicinamento a un sistema energetico che segue il percorso del sole.
Il girasole comune (il cui nome scientifico dal 1753 è Helianthus Annuus) è una pianta annuale con una grande infiorescenza a capolino appartenente alla famiglia delle Asteracee.
Il nome generico (Helianthus) deriva da due parole greche: ”helios” (sole) e ”anthos” (fiore) in riferimento alla tendenza della pianta a girare sempre il bocciolo verso il sole, prima della fioritura, e tale significato trova cittadinanza in molti altri idiomi europei: italiano (Girasole), inglese (Sunflower), francese (Tournesol), tedesco (Sonnenblume), e via dicendo.

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Un isolamento efficace degli immobili al posto del riscaldamento e un ritorno al filobus

I consumatori come l’industria, i trasporti, le famiglie e le istituzioni pubbliche concentrano le loro attività ad alta intensità energetica, se possibile, intorno a mezzogiorno e in estate.
Di notte e in inverno, invece, vengono ridotte al minimo.
Le misure ipotizzabili sono, ad esempio, la sostituzione delle misure energetiche “attive” con quelle “passive”.
Ciò significa, ad esempio, promuovere un isolamento efficiente degli edifici al posto dei sistemi di riscaldamento, che hanno un impatto particolarmente negativo in inverno.
Sebbene la produzione di questo tipo di isolanti richieda energia, essa potrebbe venire attuata in periodi di surplus energetico.
Oppure si potrebbe passare a mezzi di trasporto come i filobus, che non richiedono stoccaggio.
Anche semplici cambiamenti nel comportamento dei consumatori potrebbero dare un contributo: ad esempio, facendo funzionare la lavatrice all’ora di pranzo anziché durante la notte.
In conclusione: se attuata in modo coerente, la “società del girasole” avrebbe il potenziale per ridurre significativamente i rischi climatici e accelerare notevolmente la trasformazione del sistema energetico.

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Protezione del clima, ma anche preservazione delle risorse naturali e riduzione dei costi

Ciò non soltanto contribuirebbe a proteggere il clima, ma anche a preservare le risorse naturali e a ridurre i costi, poiché i sistemi di accumulo dell’energia sono anche ad alta intensità di materiale e costosi.
Nello studio dell’EMPA, la trasformazione globale del sistema energetico è stata analizzata tenendo conto delle retroazioni nel bilancio energetico.
Il sistema energetico globale, con tutti i suoi componenti, è stato computerizzato in due parti separate, le cosiddette “macchine”: una “macchina fossile”, cioè il sistema energetico odierno, e una “macchina solare”, il sistema futuro che include lo stoccaggio dell’energia.
Entrambe le “macchine” forniscono energia alla società, ma quella solare deve prima essere creata o costruita utilizzando energia supplementare.
A seconda della quantità di investimenti fossili, del reinvestimento dell’energia solare durante la transizione, della tecnologia di accumulo (che tiene fatalmente conto dei progressi tecnici) e delle dimensioni dell’accumulo richiesto, si delineano diversi scenari con fasi di transizione più rapide o più lente e con emissioni di CO2 più o meno elevate.
Lo studio, che ha prodotto l’idea di una “società del girasole”, è stato finanziato dal Fondo Nazionale Svizzero (FNS) nell’ambito del “Programma Nazionale di Ricerca 73”, o “PNR 73”, dedicato specificamente all’economia sostenibile.

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