L'elettrificazione e il gas naturale sono fondamentali per ridurre le emissioni e sostenere la transizione verso un'energia rinnovabile
L’elettrificazione è essenziale per contrastare il cambiamento climatico, poiché consente la sostituzione dei combustibili fossili con fonti energetiche rinnovabili, riducendo le emissioni di gas serra. L’adozione di auto elettriche, pompe di calore e apparecchiature industriali elettriche rappresenta un passo cruciale verso un futuro sostenibile.
Tuttavia, le energie rinnovabili (dipendendo dalle condizioni meteo) sono per loro natura intrinseca intermittenti e per questo non sempre disponibili in quantità sufficiente per soddisfare la domanda energetica. In questo contesto, il gas naturale svolge un ruolo importante come fonte di energia di backup. Nonostante non siano una soluzione a lungo termine, l’uso di centrali alimentate a gas naturale per l’energia richiesta nei momenti di picco della domanda è un passo intermedio efficace, riducendo le emissioni rispetto al carbone e supportando la transizione verso un sistema energetico completamente rinnovabile.
Indice:
- 1. Cosa significa “elettrificazione”?
- 2. Il cambiamento climatico
- 3. Il gas naturale come soluzione transitoria
- 4. Conclusioni
1. Cosa significa elettrificazione?
“Elettrificazione” significa sostituire l’energia ottenuta dai combustibili fossili con un’elettricità decarbonizzata, ovvero ottenuta da fonti rinnovabili, per il funzionamento dei servizi necessari al pubblico e al privato. Questa parola racchiude in sé un valore molto più ampio in quanto, ad oggi, è lo strumento più efficace per realizzare la transizione energetica in quanto solo attraverso questa possiamo fermare il cambiamento climatico.
L’elettrificazione può essere “diretta” o “indiretta”:
- elettrificazione diretta: l’elettricità serve per produrre energia destinata ad usi finali;
- elettrificazione indiretta: l’elettricità serve per produrre combustibili o vettori energetici che saranno utilizzati per produrre energia in un secondo momento o in un luogo diverso da quello di produzione.
2. Il cambiamento climatico
Tutto l’arco di vita del pianeta Terra è stato interessato da cambiamenti climatici. Il problema, così come lo conosciamo oggi, è figlio della Rivoluzione Industriale e di un progresso gestito “come se non ci fosse un domani”. In pratica, in circa 150 anni, l’uomo ha riversato nell’atmosfera così tanta anidride carbonica e così tanti altri gas serra da raddoppiare la CO2 accumulata in 700.000 anni. Il nostro pianeta non era pronto, non era abituato e non era attrezzato per gestirla e questo ha innescato un cambiamento climatico diverso e molto più pericoloso rispetto a quelli precedenti. Dal 1870 il ghiaccio marino artico è diminuito quasi del 13% portando a un’innalzamento dei mari di oltre mezzo metro, le stagioni degli incendi sono diventate più lunghe e intense, gli eventi metereologici estremi si sono fatti sempre più frequenti e catastrofici e le specie animali si spostano dai loro areali devastando gli ecosistemi.
2.1 Le strategie per contrastare il cambiamento climatico
Per contrastare il cambiamento climatico bisogna mettere in campo una transizione energetica veloce e inarrestabile. Questo pretende prima di tutto un cambiamento culturale forte in quanto chiede a generazioni che hanno vissuto incuranti dei danni ambientali di mettere al centro delle loro scelte la sostenibilità. Significa sostituire ai combustibili fossili che alimentano le abitazioni, i trasporti e l’industria delle fonti rinnovabili e l’elettrificazione è un elemento portante di questo cambiamento. Questo passaggio, tuttavia, non può avvenire da un giorno all’altro in quanto l’eliminazione dei combustibili fossili deve essere graduale al fine di garantire la stabilità, la resilienza e l’efficienza delle reti. Questo per evitare che una transizione più dirompente utilizzi di fatto più risorse nell’immediato di quelle che andrebbe a salvaguardare nel corso degli anni successivi.
2.2 Come si passa dalle fonti fossili a quelle rinnovabili?
Quando qualche riga sopra abbiamo accennato al necessario cambiamento culturale per una transizione energetica reale abbiamo pensato prima di tutto a un qualcosa davvero difficile da accettare per la parte più ricca del mondo: la flessibilità. Siamo abituati ad avere tutta l’energia che desideriamo quando la desideriamo, ma le fonti rinnovabili sono per definizione non programmabili. Pertanto, la prima sfida che ci troviamo dinanzi è la creazione di un’infrastruttura capace di modulare la creazione e l’erogazione della corrente elettrica senza interrompere il servizio. Non è pensabile infatti riuscire ad attuare la transizione energetica senza aver la possibilità tecnica di garantire un costante approvvigionamento di energia a una società che ne ha sempre più bisogno. Gli impianti, quindi, dovranno essere prima di tutto flessibili e capaci di anticipare e tollerare le alterazioni improvvise dell’equilibrio tra domanda e offerta di energia. Eolico e fotovoltaico dipendono, infatti, dalle condizioni meteoclimatiche e questo può generare un disallineamento tra quanta energia viene prodotta e quanta energia viene effettivamente consumata.
Le soluzioni a questo problema possono essere molteplici, alcune già delineate e altre ancora da testare o addirittura da scoprire. Certo è che oggi occorre potenziare i sistemi di accumulo di energia in modo tale che qualora la richiesta superasse la produzione, essa potrebbe attingere da dei magazzini con energia sempre disponibile. Per i prossimi anni, tuttavia, è più auspicabile che la transizione energetica sia solamente parziale e i combustibili fossili siano sostituiti con altre fonti non rinnovabili, ma almeno meno inquinanti.
3. Il gas naturale come soluzione transitoria
Stabilite le ragioni per cui il passaggio alle energie rinnovabili non può essere un interruttore che, all’improvviso, si accende nonostante la tempestività richiesta dal cambiamento climatico in corso, occorre trovare una fonte di energia il più possibile sostenibile da affiancare al processo di elettrificazione.
3.1 Le peaking power plant
Una peaking power plant, o centrale di picco, è un impianto di generazione elettrica appositamente studiato per funzionare durante i picchi della domanda di energia, ovvero quando la domanda supera la produzione. Questi picchi sono in un qualche modo programmabili in quanto si verificano generalmente in certi orari del giorno o in condizioni climatiche particolari. L’obiettivo di queste centrali, capaci di entrare in funzione molto rapidamente e che solitamente stanno in funzione per un limitato periodo di tempo, è garantire la stabilità della fornitura di elettricità. La loro alta flessibilità, tuttavia, è garantita da costi operativi elevati accresciuti anche da un’efficienza inferiore rispetto alle centrali di base.
Per alimentare le peaking power plant si possono utilizzare turbine a gas naturale che possono essere accese o spente rapidamente, motori a combustione interna (anch’essi alimentati a gas naturale o impianti idroelettrici a serbatoio, ovvero alimentati con l’acqua rilasciata dalle dighe preposte). Tuttavia, essendoci l’acqua, un bene prezioso soprattutto in questo periodo storico, è meglio optare per una centrale di picco che sfrutta il gas naturale.
3.2 Perché il gas naturale è migliore del carbone?
Perché il gas naturale e non, ad esempio, il carbone? L’uso del gas naturale è considerato un’opzione migliore rispetto al carbone nel contesto della transizione energetica e del cambiamento climatico per diversi motivi:
- minori emissioni di CO2: la combustione del gas naturale emette circa il 50-60% meno CO2 rispetto alla combustione del carbone. Inoltre è costituito principalmente da metano (CH4), che ha un rapporto carbonio-idrogeno inferiore rispetto al carbone, riducendo così le emissioni di CO2 per unità di energia prodotta.
- minori emissioni di inquinanti: la combustione del gas naturale produce meno inquinanti atmosferici come ossidi di zolfo (SOx), ossidi di azoto (NOx), particolato e mercurio rispetto al carbone, migliorando così la qualità dell’aria e riducendo gli impatti negativi sulla salute umana e sull’ambiente.
- migliore efficienza delle centrali: le centrali a ciclo combinato a gas naturale sono più efficienti delle centrali a carbone. Possono raggiungere efficienze superiori al 60%, rispetto al 30-35% delle centrali a carbone tradizionali. Ciò significa che producono più energia per unità di combustibile utilizzato, riducendo ulteriormente le emissioni.
- flessibilità operativa: le centrali a gas possono essere accese e spente rapidamente, il che le rende ideali per integrare fonti di energia rinnovabile intermittenti come l’eolico e il solare. Questa flessibilità aiuta a stabilizzare la rete elettrica e a gestire le variazioni nella domanda di energia.
- disponibilità e infrastrutture: molte regioni dispongono già di infrastrutture ben sviluppate per la produzione, il trasporto e la distribuzione del gas naturale, rendendo più facile e meno costoso il passaggio dal carbone al gas.
4. Conclusioni
L’utilizzo di centrali alimentate con gas naturale può essere quindi un valido supporto durante l’elettrificazione grazie alla riduzione delle emissioni di CO2 immediate rispetto all’utilizzo del carbone che le rende una buona opzione di transizione energetica mentre si risolvono le sfide delle fonti rinnovabili su larga scala. Inoltre il gas naturale può essere quella fonte di energia “di backup” laddove le condizioni metereologiche fossero avverse per la produzione di energia rinnovabile e non potessero queste soddisfare i periodi di maggiore intensità della domanda
