Provviste sicure di energia e neutralità climatica entro il 2050
Un modello scientifico simula l'intero sistema energetico svizzero nei vari settori fino alla data limite, tenendo conto anche dei Paesi vicini
Con il nuovo progetto “Futuro energetico 2050”, l’Associazione delle Aziende Elettriche Svizzere (VSE/AEL) e il Laboratorio Federale per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali (EMPA) mostrano, sulla base di diversi scenari, come potrebbe essere l’approvvigionamento energetico della Svizzera entro il 2050.
Nuova prassi svizzera per la cattura “double face” di energia solare
(Foto: VSE/AEL)
La Confederazione non raggiungerà i propri obiettivi senza alcuni interventi massicci
Qual è il messaggio da cogliere: la Svizzera non raggiungerà i suoi obiettivi energetici e climatici senza un’accelerazione massiccia dell’espansione delle energie rinnovabili, un aumento massiccio dell’efficienza energetica, una conversione e un’espansione mirata delle reti e uno scambio energetico con i suoi vicini europei.
La sicurezza energetica non può più essere data per scontata e il rischio di una carenza energetica è un’amara realtà.
“I fallimenti degli ultimi dieci anni pesano come macigni. La rotta per un approvvigionamento energetico sicuro e sostenibile deve essere tracciata ora”, afferma Michael Wider, Presidente della Verband Schweizerischer Elektrizitätsunte o Association des Entreprises Électriques Suisses.
Lo studio “Energy Future 2050”, realizzato dalla VSE/AEL in stretta collaborazione con l’EMPA, è il primo modello scientifico che simula l’intero sistema energetico svizzero nei vari settori fino all’anno 2050, tenendo conto anche dei Paesi vicini.
Un team impegnato per due anni sotto la direzione di Matthias Sulzer e Martin Rüdisüli
I ricercatori dell’EMPA Matthias Sulzer e Martin Rüdisüli sono stati responsabili della direzione scientifica dello studio.
Per un periodo di circa due anni, hanno lavorato con un team di scienziati e numerosi partner industriali per creare un database unico che copre tutte le fonti energetiche e tutti i settori.
“I lavori precedenti si sono solitamente occupati solo di singoli aspetti o di modelli semplificati. Il modello che è stato creato fornisce per la prima volta una panoramica olistica del nostro sistema energetico”, afferma Sulzer.
Inoltre, può essere utilizzato per ulteriori studi: “Nuove scoperte o condizioni quadro modificate possono essere facilmente integrate”.
Lo studio mostra varie possibilità, compresi i vincoli, i costi e le condizioni quadro necessarie per raggiungere gli obiettivi di politica energetica e climatica con la tecnologia attuale.
Il “Futuro Energetico 2050” si basa su quattro scenari rappresentativi su due dimensioni: “accettazione nazionale di nuove infrastrutture energetiche” (espansione difensiva o offensiva) e “rapporto di politica energetica con l’Europa” (mercato energetico isolato o integrato).
“Lo status quo non è un’opzione…” per l’Associazione delle Aziende Elettriche Svizzere
Sicurezza dell’approvvigionamento e neutralità climatica entro il 2050 non sono una conclusione scontata.
“Con l’Energy Future 2050, l’industria fornisce un contributo competente e scientificamente valido alla discussione sulla politica energetica e all’ulteriore sviluppo del nostro sistema energetico”, afferma il direttore della VSE/AEL, Michael Frank.
I risultati dimostrano che il raggiungimento degli obiettivi energetici e climatici non sarà affatto scontato, ma richiederà sforzi notevoli. Lo status quo non è un’opzione.
Dal punto di vista della Associazione delle Aziende Elettriche Svizzere, la sicurezza dell’approvvigionamento deve essere dichiarata un interesse nazionale e gli ostacoli devono essere rimossi in modo che la sicurezza dell’approvvigionamento e la neutralità climatica siano possibili entro il 2050.
Il potenziale svizzero dell’energia eolica supera ogni aspettativa
Dodici sono i risultati decisivi per la trasformazione dell’approvvigionamento energetico
Questi sono i dodici risultati fondamentali per la trasformazione dell’approvvigionamento energetico svizzero fino all’anno 2050:
1) “Energy Future 2050”: doverosa una spinta all’impiego dell’eolico e del fotovoltaico
Senza una massiccia accelerazione nell’espansione di nuove capacità e un massiccio aumento dell’efficienza, una conversione mirata e un’espansione delle reti, nonché uno stretto scambio energetico con l’Europa, la Svizzera non riuscirà a raggiungere gli obiettivi energetici e climatici.
L’attuale tasso di espansione del fotovoltaico (PV) e soprattutto dell’eolico non sarà sufficiente per raggiungere gli obiettivi energetici e climatici della Svizzera entro il 2050 e la Confederazione Elvetica dovrà continuare a dipendere in parte dai combustibili fossili.
Con l’attuale tasso di aggiunta di fotovoltaico degli ultimi due anni, negli scenari difensivi mancano fino a 7 GW o il 20 per cento della produzione solare necessaria.
Per quanto riguarda l’energia eolica, che attualmente non è in fase di espansione, negli scenari offensivi ci sarà una carenza di circa 1,2 GW al ritmo attuale di espansione nel 2050.
2) “Energy Future 2050”: la domanda rossocrociata di elettricità è destinata ad aumentare
La domanda di base di elettricità in Svizzera diminuirà leggermente entro il 2050 grazie al miglioramento della tecnologia e alle misure di efficienza.
Tuttavia, la sostituzione dei combustibili fossili nei settori dei trasporti e del riscaldamento porterà a un forte aumento della domanda di elettricità, che passerà dagli attuali 62 TWh a 80-90 TWh nel 2050. A seconda dello scenario, ciò corrisponde a un aumento del 25-40 per cento.
A causa dell’aumento della domanda di elettricità e della successiva disattivazione delle centrali nucleari svizzere entro il 2044, si crea un gap di produzione di 37-47 TWh, che dovrà essere colmato con l’aggiunta di nuove centrali.
3) “Energy Future 2050”: nuove infrastrutture e stretta cooperazione energetica con l’UE
L’elevata accettazione di nuove infrastrutture energetiche e la stretta cooperazione energetica con l’UE creano le migliori condizioni per la sicurezza dell’approvvigionamento e per il raggiungimento degli obiettivi energetici e climatici al minor costo.
Nel complesso, lo scenario “offensivamente integrato” crea l’approvvigionamento energetico più solido per la Svizzera.
Nello scenario “offensivamente integrato”, i costi annuali del sistema sono i più bassi, con circa 24 miliardi di CHF, e anche la dipendenza dalle importazioni di energia elettrica in inverno è relativamente bassa, con circa 7 TWh (19 per cento della domanda semestrale invernale).
Al contrario, i costi nello scenario “difensivamente integrato” ammontano a circa 28 miliardi di CHF e la dipendenza dalle importazioni di energia elettrica è di circa 9 TWh (22 per cento della domanda del semestre invernale).
4) “Energy Future 2050”: un sistema energetico ricostruito meno costoso dell’attuale
Grazie alla maggiore efficienza, un sistema energetico ricostruito è meno costoso dello status quo.
Questo è particolarmente vero per gli scenari offensivi. La sostituzione delle attuali importazioni di combustibili fossili con l’elettricità comporta una riduzione dei costi annuali del sistema da 1 a 5 miliardi di CHF, a seconda dello scenario.
Questo aumenta significativamente l’efficienza perché le applicazioni elettriche sono più efficienti dei processi di combustione.
Questo non tiene ancora conto dell’espansione e della conversione della rete elettrica.
5) “Energy Future 2050”: ridurre la dipendenza delle importazioni dal 79 per cento
La ristrutturazione del sistema energetico riduce le importazioni complessive di energia della Svizzera di un fattore compreso tra 4 e 6.
Oggi la dipendenza dalle importazioni è del 79 per cento.
Oggi, la dipendenza dalle importazioni è pari al 79 per cento di una domanda totale di energia primaria di 259 Twh.
Nel 2050, a seconda dello scenario, questa quota di importazioni scenderà al 30-42 per cento di una domanda totale di energia primaria di 115-132 TWh, riducendo così la dipendenza assoluta dalle importazioni di un fattore da 4 a 6.
Ciò è reso possibile dall’elettrificazione, che comporta una maggiore efficienza del sistema, una maggiore efficienza dal lato della domanda e l’espansione della produzione energetica nazionale.
6) “Energy Future 2050”: la Svizzera rimarrà in ogni caso un importatore di elettricità
In inverno, l’elettricità deve continuare a essere importata.
La dipendenza dalle importazioni di elettricità in inverno aumenta dagli attuali 3 TWh a 7 TWh nello scenario “offensivo-integrato”; nello scenario “difensivo-isolato”, devono essere importati 9 TWh di elettricità invernale.
Il problema delle importazioni si aggraverà temporaneamente intorno al 2040, perché a quel punto non ci sarà più un’infrastruttura per l’idrogeno, la maggior parte dell’energia nucleare svizzera sarà già fuori dalla rete e la domanda di elettricità aumenterà a causa della progressiva elettrificazione.
7) “Energy Future 2050”: un’elettrificazione completa per essere climaticamente neutrali
La neutralità climatica è possibile solo attraverso un’elettrificazione completa.
In tutti e quattro gli scenari, la neutralità climatica richiede la sostituzione dei combustibili fossili con l’elettricità, soprattutto nei settori dei trasporti e del riscaldamento.
Di conseguenza, in tutti gli scenari è possibile ridurre al minimo i gas serra domestici dagli attuali 35 milioni di tonnellate di CO2 equivalenti a 2,6-3,3 milioni di tonnellate.
Per raggiungere lo zero netto, sono necessarie ulteriori misure che prevedono l’uso di tecnologie a emissioni negative, come la cattura di CO2 negli impianti di termovalorizzazione o direttamente dall’aria (cattura diretta dell’aria).
I costi aggiuntivi per questo ammontano a 3-3,5 miliardi di CHF all’anno e sono inclusi nei costi del sistema.
8) “Energy Future 2050”: l’energia idroelettrica pilastro del sistema energetico elvetico
L’energia idroelettrica rimane il pilastro del sistema energetico svizzero.
Dominerà la produzione di elettricità in tutti gli scenari con circa 35 Twh.
Negli scenari offensivi è possibile aggiungere circa 2 TWh di stoccaggio dell’acqua, che aumentano la sicurezza invernale del sistema energetico.
9) “Energy Future 2050”: l’energia fotovoltaica ed eolica alpina fondamentale in inverno
L’energia fotovoltaica ed eolica alpina offre vantaggi significativi per l’approvvigionamento energetico invernale.
La produzione da impianti fotovoltaici alpini a cielo aperto ammonta a circa 2 TWh nel 2050 negli scenari offensivi, mentre la produzione eolica ammonta a circa 3 TWh: queste centrali riducono le importazioni di elettricità.
Esse contribuiscono quindi in modo sostanziale all’approvvigionamento elettrico invernale.
10) “Energy Future 2050”: le centrali a gas alimentate a idrogeno economiche e flessibili
L’idrogeno può diventare un elemento essenziale dell’approvvigionamento energetico della Svizzera.
L’importazione di idrogeno verde attraverso l’emergente infrastruttura europea dell’idrogeno può diventare un pilastro dell’approvvigionamento energetico invernale, accanto all’energia idroelettrica e al fotovoltaico.
Nello scenario “offensivo-integrato”, le centrali a gas alimentate a idrogeno forniscono circa 13 TWh di elettricità tutto l’anno, di cui 9 TWh in inverno, coprendo circa il 20 per cento della domanda invernale.
L’aggiunta di nuove centrali nucleari, come i piccoli reattori modulari (SMR), non è conveniente in presenza di un’infrastruttura per l’idrogeno fortemente sviluppata nell’UE (“H2-Backbone EU”), perché le centrali a gas alimentate a idrogeno possono coprire la domanda in modo più flessibile ed economico.
11) “Energy Future 2050”: centrali elettriche di riserva e di stoccaggio per la sicurezza
La sicurezza dell’approvvigionamento richiede centrali elettriche di riserva e stoccaggio.
Il futuro sistema energetico sarà in gran parte alimentato da una produzione rinnovabile dipendente dalle condizioni atmosferiche, come l’energia fotovoltaica ed eolica.
Per mantenere la sicurezza dell’approvvigionamento in queste condizioni, sono necessarie centrali elettriche di riserva e strutture di stoccaggio.
I relativi costi ammontano a circa 1 miliardo di CHF l’anno e sono integrati nei costi del sistema.
12) “Energy Future 2050”: verso una conversione e un’utile espansione della rete elettrica
La ristrutturazione del sistema energetico richiede la conversione e l’espansione della rete elettrica.
Il fotovoltaico viene ampliato in modo massiccio con una produzione di 18 TWh nello scenario “offensivo-integrato” fino a 28 TWh nello scenario “difensivo-isolato”, principalmente decentralizzato sui tetti.
Insieme all’elettrificazione dei trasporti e delle applicazioni termiche, ciò richiede l’espansione e la ricostruzione della rete, soprattutto ai livelli inferiori.
L’espansione del fotovoltaico alpino richiede anche la costruzione di linee di alimentazione corrispondenti.
Questa espansione della rete non è ancora stata presa in considerazione nel presente studio e sarà oggetto di un ulteriore studio da parte della VSE/AEL nel 2023.
Svizzera: verso un traffico stradale neutrale dal lato climatico
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