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di Domenico Sturabotti e Tiziano Rugi

Come evolverà il settore delle rinnovabili da qui al 2030? Che peso avranno le rinnovabili nel mix energetico? Assisteremo ad uno sviluppo lineare oppure dobbiamo attenderci una crescita esponenziale? Come si riadatteranno le industrie dei combustibili fossili?

L’obiettivo 2030 a livello di Unione europea è la riduzione delle emissioni di gas serra del 55% rispetto ai livelli del 1990. Per favorire il percorso di decarbonizzazione è necessario spostare molta domanda verso l’energia elettrica, perché molto più efficiente. Il nocciolo della crescita di produzione elettrica, tuttavia, deve provenire da fonti di energia rinnovabile, mentre le industrie dei combustibili fossili dovrebbero ridurre drasticamente la produzione.

Il problema è che il Piano nazionale energia e clima che l’Unione europea chiede ai singoli Stati membri è stato interpretato dall’Italia in maniera meno coraggiosa di altri Paesi: mentre in Germania o Spagna si raggiungerà circa l’80% di domanda elettrica coperta da produzione da fonti rinnovabili, in Italia il piano prevede poco più del 60%.

L’Italia, invece, ha dato largo spazio alla tecnologia di cattura e stoccaggio di carbonio nel sottosuolo. Tecnologia molto costosa e che altrove non ha dato buoni risultati e viene considerata una soluzione molto marginale in ottica decarbonizzazione. Il risultato è che l’Italia avrà da qui al 2030 una riduzione nell’uso di metano solo del 30% e questo inevitabilmente condizionerà in negativo la crescita delle rinnovabili.

Quale tra le attuali tecnologie rinnovabili registrerà il maggior sviluppo da qui al 2030 e per quali motivi? Dove ritiene, invece, che ci si stia muovendo troppo lentamente?

Se si vuole ridurre come prevede l’obiettivo vincolante dell’UE del 55% dei gas serra climalteranti le rinnovabili elettriche che avranno il ruolo maggiore dovranno coprire entro il 2030 tra l’80 e l’85% della domanda di energia elettrica. È un salto importantissimo: in Italia oggi siamo intorno al 38-40%. Significa raddoppiare in meno di un decennio.

Il contributo massimo nel mix delle fonti rinnovabili, sarà dato dall’energia fotovoltaica che sfrutta l’irraggiamento del sole. Sia perché l’Italia è un paese favorito, ma soprattutto perché in qualunque fascia ci troviamo l’irraggiamento solare è lo stesso, mentre l’energia eolica è molto più localizzata: ci sono piccole zone, fortunatamente sparse un po’ ovunque, in cui il regime dei venti consente di sfruttarla in maniera efficiente in termini di costi sia in termini di quantità di energia prodotta e perciò darà un contributo inferiore rispetto all’energia solare.

Guardando al prodotto come cambieranno le tecnologie rinnovabili? Tra le tecnologie emergenti, quali sono quelle destinate a prevalere da qui al 2030 e dove si stanno sviluppando?

Energia delle maree e altre fonti di energia al di fuori di fotovoltaico, eolico ed elettrico avranno per l’Italia un ruolo molto marginale. Ci sono, invece, sviluppi per quanto riguarda i moduli fotovoltaici. Tra le innovazioni più interessanti, Enel ha realizzato a Catania la gigafactory 3Sun, dove è stata sviluppata una tecnologia molto particolare che permette di raggiungere rendimenti ampiamente superiori alla media. Oggi gli impianti fotovoltaici ad alto rendimento hanno un’efficienza della cella compresa tra il 19 e il 22%. La cella elaborata da 3Sun è in grado di trasformare in elettricità fino al 25% dell’energia solare che impatta i moduli fotovoltaici.

La ricerca è molto attiva per costruire pannelli solari bifacciali, capaci di sfruttare anche la luce solare indiretta. Nei moduli realizzati con la tecnologia Perc (acronimo di Passivated Emitter and Rear Cell) una superficie riflettente è installata nella parte inferiore del pannello, per riflettere indietro nel modulo fotovoltaico l’energia solare che la cella non è riuscita a trasformare immediatamente in elettricità, con un aumento notevole dell’efficienza del modulo fotovoltaico e la possibilità di ridurre la superficie destinata ai pannelli solari.

Viceversa per quanto riguarda l’energia eolica la più grossa innovazione è l’eolico offshore in mare, dove c’è il massimo di ventosità e non ci sono gli ostacoli delle barriere naturali e artificiali. Questa tecnologia ha funzionato molto bene in pieno oceano, a nord della Gran Bretagna. I guai sono cominciati quando si è cercato di usarla prima nel mar Baltico e poi nel Mediterraneo. Il Baltico ha un regime di venti buono e i fondali sono poco profondi e quindi i parchi eolici sono più facili da realizzare. Ciononostante, uno dei più grandi operatori di energia eolica, Ørsted, nei primi nove mesi del 2023 con gli impianti offshore del mar Baltico ha perso 3,8 miliardi di euro. Una situazione analoga si è verificata negli Stati Uniti a largo del New Jersey.

Per avere la remunerazione sufficiente rispetto all’investimento iniziale, i parchi eolici offshore devono essere di grandi dimensioni e questo comporta notevoli investimenti: con l’aumento dei prezzi delle materie prime e dei tassi di interesse, è diventato tutto più complicato. Nel Mediterraneo, dove ci sono anche problemi con i fondali più profondi, è realistico pensare che da qui al 2030 vedremo attivi pochi impianti eolici offshore.

Il vero problema è che eolico e fotovoltaico devono vendere l’energia che producono nel momento in cui la producono, perché ancora non sono commercialmente disponibili batterie sufficienti per accumulare l’energia in eccesso per molte ore. La non programmabilità delle fonti rinnovabili e la mancanza di tecnologie di accumulo adeguati hanno un’immediata ricaduta negativa dal punto di vista economico. Il fotovoltaico produce la maggior parte di energia quando c’è il massimo irraggiamento solare e questo coincide col momento in cui è massima la domanda di energia elettrica. In passato, per la legge della domanda e dell’offerta, le industrie alle ore 13 pagavano un prezzo più alto per l’energia rispetto alle 6 di mattina. L’avvento del fotovoltaico sta cambiano radicalmente la situazione: l’offerta in eccesso adesso è proprio nelle ore in cui l’energia costava di più e questo ha spostato la curva dell’offerta, provocando un abbassamento del prezzo.

Oggi il costo dell’energia elettrica, proprio per la crescente produzione proveniente dal fotovoltaico, tende a essere costante dalle 10 di mattina alle 18 di sera. Per assurdo, quindi, il fotovoltaico è autolesionista dal punto di vista economico. L’unico modo per incrementare i guadagni è accumulare l’energia in eccesso, prodotta in maniera massiva tra le 11 e le 15, e venderla al posto di quella delle centrali elettriche a gas quando lo richiede la domanda, diminuendone l’impatto ambientale grazie all’apporto di energia pulita. Per l’eolico vale lo stesso principio. La forza dei venti è superiore la notte rispetto al giorno, mentre la domanda di energia di notte è inferiore. A maggior ragione gli impianti eolici devono accumulare l’energia nelle ore notturne e venderla in quelle diurne.

C’è però un limite tecnico. Gli attuali sistemi di accumulo sono principalmente le batterie al litio. Sono le più efficienti in circolazione, ma non riescono ad accumulare una quantità di energia adatta alle esigenze degli impianti eolici o fotovoltaici. Sviluppare perciò nuovi sistemi di accumulo e batterie di lunga durata in grado di immagazzinare energia elettrica fino a dieci ore rappresenterà una delle principali svolte nei prossimi anni per l’evoluzione delle fonti rinnovabili, perché la redditività dei parchi eolici e fotovoltaici aumenterà a dismisura, favorendone a sua volta la diffusione. Anche in questo caso l’Italia è pioniera: la fondazione Bruno Kessler sta sviluppando un prototipo di batteria in grado di accumulare energia per 10 ore e probabilmente arriverà a 15 ore, mettendo definitivamente la parola fine alla critica che le fonti rinnovabili non sono programmabili.

Come cambieranno i modelli di business del settore? Rileva delle convergenze tra il settore energetico e altri settori?

Emergeranno nuovi modelli di business principalmente su stimolo dei grandi cambiamenti a cui andrà incontro la rete elettrica. In passato l’elettricità era prodotta dalle grandi centrali: una rete di trasmissione ad alta tensione la veicolava verso le reti di distribuzione a bassa tensione, che a loro volta la erogavano alle fabbriche, ai negozi e per il consumo domestico. Con l’integrazione nella rete di quote crescenti di energia solare ed eolica, i sistemi energetici diventeranno più decentrati e caratterizzati dalla generazione di elettricità in punti più vicini alla domanda, e bidirezionali, consentendo l’immissione dell’elettricità prodotta da impianti di generazione distribuiti nella rete a bassa tensione.

In sostanza, avremo due reti che svolgono in larga misura le stesse funzioni e hanno come unica differenza la tensione a cui operano. Il cambiamento porta con sé nuovi problemi di gestione: se vengono mantenute separate, sarà necessario mettere a punto una procedura di coordinamento e cogestione tra la rete di trasmissione e le reti di distribuzione che garantisca di conservare stabile l’intero sistema elettrico, con le complessità del caso. Già oggi circa il 25% della produzione elettrica in Italia è allacciata alle reti di distribuzione a bassa tensione. Una quota che salirà al 40-45% nel 2030 e assai sopra il 50% nel 2050 e sarà la sfida maggiore dei prossimi anni.

Quale ruolo sta avendo e avrà il digitale in questa trasformazione? Sia a livello di servizi che di nuovi attori economici (ad esempio ipotizzando piattaforme per l’energia, “energy as a service”, centrali elettriche virtuali). In particolare tra le diverse tecnologie quali tra queste avranno maggiore impatto, e in quale ambito: intelligenza artificiale, Blockchain, internet delle cose, big data, smart grid, robotica?

Lo sviluppo dell’intelligenza artificiale sarà l’altro grande passo in avanti per ovviare al problema della non programmabilità delle fonti rinnovabili, perché grazie alle enormi capacità di analisi delle macchine sarà più facile prevedere con 3-4 giorni di anticipo quale sarà la domanda di elettricità rendendo il sistema molto più programmabile . Inoltre, sarà possibile prevedere in anticipo quando c’è bisogno di manutenzione nella rete elettrica o in un impianto e intervenire prima che il guasto si presenti.

La digitalizzazione e l’enorme quantità di dati sensibili a disposizione del gestore di rete provenienti dai consumi elettrici dei clienti avranno tuttavia una ricaduta sensibile sul mercato e l’economia nazionale su cui è bene riflettere. I produttori di energia elettrica e i gestori di rete, grazie al numero più elevato di dati registrati dai contatori elettrici di seconda generazione e alle capacità analitiche avanzate fornite dagli algoritmi e dal data mining, potranno utilizzare l’enorme mole di informazioni sui consumi elettrici per quantificare con maggiore precisione i vantaggi che le loro soluzioni hanno in base alle abitudini dei clienti e adeguare le offerte in relazione alle loro esigenze. Questo, se porterà vantaggi in termini di risparmio per l’utente finale, solleva tuttavia una serie di altre questioni.

Difficilmente un nuovo operatore energetico privo di informazioni così accurate sarà in grado di approntare offerte migliori degli operatori dotati di reti di distribuzione con cui i clienti hanno già stipulato un contratto, che avranno così un vantaggio competitivo immenso, proprio grazie alla disponibilità esclusiva dei dati, venendo meno però ai principi della concorrenza e del libero mercato. Sarà un tema sicuramente da affrontare per l’Antitrust.

L’accelerazione delle rinnovabili evidenzia l’emergere di nuovi attori, dai cittadini che da semplici consumatori di energia diventano produttori o in produttori attori nello stoccaggio di energia, oppure attori a valle della filiera nasceranno imprese legate al fine vita dei prodotti che ne rigenereranno o ricicleranno materia. Vede altri attori emergenti nella filiera?

Una prima forma di ruolo più attivo dei cittadini sarà quello dell’autoproduzione e dell’autoconsumo domestico o a livello condominiale, installando impianti fotovoltaici sui tetti e vendendo all’esterno gli esuberi immagazzinati nelle batterie. Le forme di autoproduzione, autoconsumo e vendita diretta sono da distinguere dalle comunità energetiche, in cui cittadini, enti locali, attività commerciali e PMI si associano e creano una cooperativa che gestisce in maniera collettiva impianti di energia rinnovabile non solo integrati con gli edifici, ma inseriti in un’aria di interesse che serve tutta la comunità e possono dotarsi anche di colonnine domestiche o collegiali per la ricarica dei veicoli elettrici o adottare altre forme di efficientamento energetico.

Entro il 2030, le comunità energetiche saranno la normalità. Quando succederà, nella prima fase nascerà una nuova figura professionale, il promoter di comunità energetiche: si occuperà di illustrare i benefici economici e organizzativi delle comunità energetiche, ai Comuni,  alle associazioni di PMI e alle attività commerciali  locali offrendosi come consulente per la realizzazione. Quando le comunità energetiche si affermeranno in Italia, probabilmente saranno i cittadini stessi a desiderare di associarsi, ma in una prima fase serviranno figure in grado di favorirne l’avvio.

Come cambieranno le tecnologie legate alle rinnovabili dal punto di vista del design e delle soluzioni. Vede una maggiore integrazione con prodotti edilizi o manifatturieri? Questa integrazione si farà sempre più stretta tanto da cambiare il volto di prodotti, abitazioni o addirittura città nei prossimi dieci-venti anni?

Le città diventeranno smart city. E quindi l’installazione di impianti fotovoltaici si accompagnerà a interventi di efficientamento energetico, che si accompagnerà allo sviluppo della mobilità elettrica. Questo cambierà la faccia dei nostri centri abitati in molte direzioni. Soprattutto la decentralizzazione che accompagna queste trasformazioni potrà essere utilizzata per digitalizzare meglio i servizi che la città è in grado di offrire: renderli più efficienti, più accessibili. Le città diventeranno molto più integrate con le rinnovabili, anche perché le comunità energetiche, come dimostra il caso di New York, si costituiscono anche nei grandi centri abitati.

Quali nuove professionalità vede emergere nel settore? Il fine vita è sicuramente un campo di intervento sterminato. Ritiene nasceranno altre figure professionali? Quali saranno le figure professionali chiave? E che diffusione stanno avendo e quale avranno nel mercato del lavoro da qui al 2030?

Oltre al promotore di comunità energetiche di cui abbiamo già parlato e agli esperti di riciclo e riuso, una nuova professione sarà sicuramente l’esperto di data mining specializzato sui dati provenienti dal settore energetico. Già oggi nelle facoltà di economia la specializzazione in statistica avanzata sta esplodendo, perché in futuro sarà una competenza estremamente ricercata dalle aziende.

Da qui al 2030 quali barriere allo sviluppo delle rinnovabili la preoccupano di più e perché?

In futuro non ci sarà nessun problema di accesso ai finanziamenti, perché i capitali internazionali disposti a investire ci sono e i soldi vanno dove c’è un utile. Soprattutto con le batterie a lunga durata che faranno crescere gli utili di fotovoltaico ed eolico. Il problema è che in Italia non riusciamo ad accelerare perché il problema delle autorizzazioni e la mancanza di un’adeguata semplificazione sono barriere che non permettono di sviluppare al meglio le fonti rinnovabili: potremmo avere una velocità tripla di installazione se riuscissimo ad abbatterle.

In questa riorganizzazione del sistema che ruolo può avere l’Italia, soprattutto in quali segmenti può giocare la sua partita?

Le possibilità di sviluppo per l’Italia nel futuro delle rinnovabili ci sono, sebbene dobbiamo ammettere che in certi settori ormai è troppo tardi recuperare il gap. Innanzitutto con la ricerca e sviluppo, come ha dimostrato il caso 3Sun, che sarà la principale azienda produttrice di pannelli solari in Europa, realizzati con l’innovativa tecnologia bifacciale e una produttività superiore alla media. Stellantis realizzerà una gigafactory per la produzione di batterie al litio. Certamente le aziende italiane saranno chiamate a un importante lavoro di riconversione: un’eccellenza come la Marelli, che si occupa di prodotti elettrici tradizionali era a rischio chiusura, mentre ha tutte le competenze per poter essere un’azienda leader nel percorso di elettrificazione della nostra economia. E poi il ruolo dei futuri governi italiani, che dovranno accompagnare questa riconversione produttiva su stimolo delle fonti rinnovabili per sostenere le opportunità di occupazione e di crescita dell’indotto

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