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?
Il pacchetto “Fit for 55” è stato presentato nel luglio 2021 in risposta agli obblighi previsti dalla normativa dell’UE sul clima (EU Climate Law) di riduzione delle emissioni nette di gas a effetto serra in Europa di almeno il 55% entro il 2030 (neutralità al 2050). È stato aggiornato quando la Commissione ha proposto target più ambiziosi su energie rinnovabili ed efficienza energetica nel piano REPowerEU per rispondere all’invasione russa dell’Ucraina e rafforzare la sicurezza energetica dell’Europa. Il pacchetto legislativo definitivo dovrebbe ridurre le emissioni nette di gas a effetto serra dell’UE del 57% entro il 2030.
Per centrare il suddetto target, il pacchetto “Fit for 55” propone di portare l’obiettivo vincolante complessivo di rinnovabili nel mix energetico dell’UE dal 32% al 45%, al fine di rendere il sistema energetico più sostenibile ed efficiente. Occorre, pertanto, favorire l’elettrificazione basata sulle rinnovabili e promuovere l’utilizzo di combustibili rinnovabili quali l’idrogeno verde, oltre che realizzare e/o potenziare le infrastrutture necessarie.Un’accelerazione dell’entità richiesta dal pacchetto è conseguibile solo incrementando significativamente l’installazione di ulteriore potenza rinnovabile.
La Commissione Europea ha deciso di dare una spinta decisa verso la produzione di energia da fonti rinnovabili, presentando la nuova Direttiva RED III, il provvedimento di modifica della Direttiva europea sulle energie rinnovabili 2018/2001 (RED II). L’elemento centrale è il nuovo target per le rinnovabili 2030 sul consumo finale di energia dell’UE. La direttiva RED III porta l’obiettivo al 42,5% dal 32% richiesto dalla RED II, prevedendo al contempo un impegno pari al 45% da implementare attraverso ulteriori contributi volontari nazionali o misure paneuropee. È fissato, inoltre, un obiettivo indicativo per le “tecnologie innovative” green pari ad almeno il 5% della nuova capacità rinnovabile installata per la fine del decennio.
La direttiva mira anche ad accelerare le procedure autorizzative, che spesso rappresentano un collo di bottiglia alla concreta realizzazione di impianti da fonti rinnovabili. Secondo la nuova direttiva rinnovabili 2030 RED III, le autorità nazionali non potranno impiegare più di 12 mesi per autorizzare la costruzione di nuovi impianti eolici e fotovoltaici situati nelle cosiddette “aree di riferimento per le rinnovabili”. Per il repowering, la realizzazione di nuovi impianti sotto i 150 kWp e per i sistemi di stoccaggio co-ubicati, la tempistica è di 6 mesi, a patto che siano collocati in tali aree.
Nel settore dei trasporti, la RED III stabilisce una quota di energia rinnovabile nel consumo finale pari ad almeno il 29% entro il 2030; o in alternativa una riduzione dell’intensità delle emissioni di gas a effetto serra del 14,5% entro la stessa data. In questo contesto, ciascun Paese membro dovrà fissare un obbligo in capo ai fornitori di combustibili per assicurare che la quota combinata di biocarburanti avanzati e biogas e di combustibili rinnovabili di origine non biologica (RFNBO) sia pari ad almeno l’1% nel 2025, mentre nel 2030 la quota dovrà raggiungere il 5,5%.
Un altro degli elementi qualificanti del provvedimento è il nuovo obiettivo rinnovabile vincolante per il settore del riscaldamento e raffrescamento, che prevede un aumento annuo di 0,8 punti percentuali della quota verde nei consumi fino al 2026 e di 1,1 punti percentuali dal 2026 al 2030. Appare, pertanto, evidente che si tratta di obiettivi ambiziosi che richiederanno azioni e interventi coordinati tra tutti gli stakeholder istituzionali e non coinvolti a vario titolo e livello nel processo di transizione energetica.
L’obiettivo da traguardare è la neutralità climatica al 2050, ossia l’indipendenza dai combustibili fossili. Ciò implica la costruzione di un mix energetico basato su tecnologie green, guardando alle rinnovabili nel breve periodo e a nuovi vettori ed altre tecnologie, tra cui l’idrogeno, la CCS, l'uso delle biomasse, produzione di calore da rinnovabili, dato che fare il passo ulteriore dal 2030 alla metà del secolo con le sole tecnologie attuali sarà sempre più sfidante. Si stanno anche studiando impianti nucleari di quarta generazione, e su una prospettiva più lunga, la fusione nucleare. Serve inoltre investire sulle tecnologie per lo storage energetico per la gestione ottimale delle rinnovabili e per garantire l’accumulo stagionale in una prospettiva di abbandono del gas naturale. Centrale per il percorso di transizione energetica è anche l’implementazione delle tecnologie digitali e ICT al fine realizzare sistemi energetici interconnessi, resilienti e flessibili che superino i tradizionali confini tra domanda e offerta.
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?
Il solare fotovoltaico è indubbiamente strategico per l’economia europea, e riveste un ruolo di primo piano per la neutralità climatica: sarà la prima capacità produttiva installata in Europa entro il 2025 secondo l’IEA e genererà il 60% dell’elettricità europea entro il 2050. L’Italia, insieme agli altri Stati membri dell’UE, per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione, è chiamata a coprire entro il 2030 gran parte dei consumi di energia con almeno il 70% di elettricità prodotta da fonti rinnovabili. La produzione elettrica da fonti rinnovabili dovrà raddoppiare rispetto ai livelli attuali e ciò si traduce in 70 GW di nuova potenza installata, di cui oltre 40 GW di fotovoltaico, che rappresenterà la fonte rinnovabile più diffusa in futuro e la prima per capacità installata in Europa entro il 2050. L’accelerazione del fotovoltaico a livello nazionale si è concretizzata nell’ultimo decennio, e nel 2023 siè registrato un nuovo massimo storico per eolico e fotovoltaico, che sono arrivati a coprire il 17,5% della domanda di energia nazionale su base annua, grazie alla crescita della capacità installata; il trend dovrà proseguire nei prossimi anni se si vogliono raggiungere gli obiettivi di produzione nel mix di rinnovabili.
Tuttavia, è da evidenziare che il mercato del fotovoltaico è sostanzialmente in mano alla Cina. La concentrazione delle catene di fornitura del fotovoltaico implica importanti vulnerabilità per l’UE e l’Italia ai fini della transizione energetica; di conseguenza servono politiche industriali e misure specifiche per il rilancio della catena del valore del fotovoltaico. Ultimamente si è, inoltre, registrato un incremento dei prezzi dei moduli fotovoltaici dovuto ad un sensibile aumento dei costi del trasporto e delle materie prime, in particolare silicio e vetro. Nel breve termine non è prevedibile una riduzione dei prezzi soprattutto per le stime di crescita della domanda che si concentra sempre di più nel mercato orientale (Cina e India). In termini di manodopera, spese generali e intero processo produttivo, i costi sostenuti dalle aziende produttrici cinesi sono mediamente inferiori rispettivamente del 20% e del 35% rispetto agli Stati Uniti e all’Europa.
L’Europa riafferma ancora una volta la sua leadership nelle tecnologie fotovoltaiche innovative. In questo contesto, SolarPower Europe e EIT InnoEnergy hanno lanciato la European Solar Initiative nel febbraio 2021, con l’obiettivo di sviluppare una capacità produttiva di 20 GW di tecnologie solari fotovoltaiche in Europa entro il 2025, sbloccando 40 miliardi di euro di PIL all’anno e creando 400.000 nuovi posti di lavoro diretti e indiretti nella catena del valore del fotovoltaico. È una occasione da non perdere che necessita, tuttavia, di una politica comunitaria coesa e finalizzata al perseguimento di un obiettivo comune: ossia creare una filiera europea di riferimento e competitiva in un mercato globalizzato per lo sviluppo di tecnologie innovative e la produzione di moduli basati su tali tecnologie.
L’eolico offshore è una delle fonti rinnovabili in grado di dare potenzialmente un apprezzabile contributo alla transizione energetica avviata da molti Paesi. La collocazione di turbine in mare aperto permette soprattutto di sfruttare la maggiore intensità dei venti presenti al largo delle coste. Negli ultimi dieci anni, infatti, sono stati fatti importanti passi in avanti, dal punto di vista sia tecnologico sia di capacità produttiva installata. L’energia generata da una singola turbina offshore è passata dai 2 MW di inizio anni 2000 ai 12 MW attuali, con la commercializzazione di turbine di oltre 15 MW prevista nel 2024. Una rapida crescita favorita anche dalla riduzione dei costi dell’eolico offshore, scesi ormai al di sotto del dollaro per kWh prodotto.
Gli investimenti nel settore sono in rapida crescita in tutto il mondo, la potenza degli impianti è in aumento e le innovazioni tecnologiche si susseguono, dai parchi eolici polivalenti alle installazioni galleggianti, dalla connettività di nuova generazione alla manutenzione con i droni.
La gran parte del totale delle installazioni eoliche offshore si trova in Europa e nell’area Asia-Pacifico, anche se gli Stati Uniti stanno incrementando gli investimenti nel settore e la Cina ha superato l’Europa diventando il principale mercato a livello mondiale. In base alle previsioni del Global Wind Energy Council, nei prossimi dieci anni si aggiungeranno circa 380 GW di capacità offshore in 32 mercati.
Il nuovo PNIEC presentato alla Commissione Europea dal Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza Energetica a luglio 2023 prevede che al 2030 siano installati complessivamente circa 131 GW di impianti a fonti rinnovabili, di cui 28 GW circa dall’eolico. Per il perseguimento di tali obiettivi ci sono diversi ostacoli da considerare, sia per lo sviluppo dell’eolico onshore sia per l’eolico offshore, quali: procedure e vincoli autorizzativi e tempi di costruzione, vincoli relativi alle aree idonee, costi dei materiali e del noleggio delle navi per il trasporto e l’installazione delle turbine eoliche in mare, disponibilità di appaltatori, ritardi nelle connessioni alla rete elettrica.
È da evidenziare che lo sviluppo della produzione da fonti rinnovabili costituisce una duplice occasione per il sistema energetico italiano, rispondendo da un lato alla diminuzione dell’impatto ambientale e dall’altro offrendo l’opportunità di ridurre la dipendenza energetica dall’estero. La necessità di rafforzare il peso delle fonti rinnovabili nel mix energetico nazionale richiede interventi volti sia a incrementarne la capacità di generazione, sia ad assicurarne l’integrazione efficiente nelle reti di trasmissione e distribuzione. La crescita della generazione distribuita e la non programmabilità delle fonti rinnovabili (specialmente eolico e fotovoltaico) richiedono una vera e propria trasformazione delle reti e delle modalità di gestione in ottica smart, orientata alla flessibilizzazione del sistema tramite l’automazione e la digitalizzazione degli elementi di rete e alla trasformazione degli utenti finali in prosumer in grado di partecipare attivamente al mercato energetico, nonché significativi investimenti per l’accumulo energetico.
Guardando al prodotto come cambieranno le tecnologie rinnovabili (rendimenti, nuovi materiali, ecc..). Tra le tecnologie emergenti, quali sono quelle destinate a prevalere da qui al 2030. Nello specifico qual è il ruolo dell’agrivoltaico?
L’obiettivo della ricerca è duplice: da un lato migliorare, per quanto possibile, le prestazioni delle attuali tecnologie (silicio) e dall’altro trovare un’alternativa più efficiente al silicio che abbia un migliore rapporto euro/watt (ossia quanto costa rispetto a quanto produce). Le celle fotovoltaiche di perovskite rappresentano una soluzione molto promettente; dopo pochi anni di ricerca hanno già raggiunto un’efficienza poco più bassa del silicio e nel caso delle celle in tandem perovskite-silicio sono stati ottenuti valori superiori. Di conseguenza, è ragionevole ipotizzare in un periodo di breve-media durata che tale tecnologia possa “battere” in silicio per costo ed efficienza e quindi essere commercializzata. L’UE sta investendo su tale tecnologia nella prospettiva di poter acquisire una rilevante posizione di mercato stante che la produzione del silicio avviene al di fuori dei confini comunitari, mentre la catena di fornitura e del valore della tecnologia basata su perovskyte potrebbe svilupparsi in ambito europeo anche in considerazione del fatto che proprio in Europa sono nate le ricerche sulla perovskite.
Occorre guardare sempre con maggiore attenzione all’integrazione del fotovoltaico negli edifici ed in generale nell’ambiente, nell’ottica di dare un contributo ad una penetrazione sempre più capillare di tale tecnologia.
È, inoltre, da evidenziare lo sviluppo dell’agrivoltaico per il quale - nell’ambito della missione “Rivoluzione verde e transizione ecologica” del Piano Nazionale Ripresa e Resilienza - sono previsti investimenti per 1,1 miliardi di euro, una capacità produttiva di 2,43 GW, con benefici in termini di riduzione delle emissioni di gas serra (circa 1,5 milioni di tonnellate di CO2) e dei costi di approvvigionamento energetico. L’agrivoltaico è un settore dalle caratteristiche specifiche in grado di combinare energia, nuove tecnologie, agricoltura e conservazione del paesaggio anche a tutela delle comunità locali e delle loro attività, con benefici in termini di sostenibilità ambientale, economica e sociale. Il suo sviluppo potrebbe anche contribuire a superare alcune delle criticità che oggi ostacolano la crescita del fotovoltaico. La specificità dei contesti urbani italiani e il limitato potenziale di integrazione del fotovoltaico negli edifici, ma anche le incertezze legate al cambiamento di uso del suolo e alla trasformazione del paesaggio spesso rappresentano elementi di ostacolo alla concessione delle autorizzazioni; pertanto i sistemi agrivoltaici possono rappresentare una valida risposta, e per incoraggiarne la diffusione è necessario sviluppare innanzitutto delle nuove visioni progettuali, che mettano insieme paesaggio, energia ed agricoltura, nonché soluzioni tecnologiche innovative e adeguati criteri di progettazione e valutazione delle prestazioni degli impianti. La sfida è trasformare una questione tecnica in una di cultura complessa, con un approccio transdisciplinare supportato dai risultati della ricerca sulle migliori combinazioni colture/sistemi fotovoltaici. Del resto, anche il sistema agroalimentare deve affrontare i temi della decarbonizzazione, della sostenibilità e della competitività e, in questo contesto, l’agrivoltaico può rappresentare una nuova opportunità per gli agricoltori tramite modelli win-win che esaltino le sinergie tra produzione agricola e generazione di energia. Il settore, inoltre, può contribuire a rafforzare il tessuto produttivo agricolo attraverso l’approccio Nexus che guarda alla stretta interdipendenza tra produzione di cibo, energia e acqua, allargando la visione ad un altro fattore cruciale, il suolo, con le sue caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche che vanno salvaguardate, o anche migliorate quando necessario.
Il ruolo dell’idrogeno nel contesto della transizione energetica? Alcune iniziative e programmi europei e nazionali in corso. In particolare, l’idrogeno resta l’alternativa più valida e plausibile all’elettrico per la transizione green dei mezzi di trasporto? E perché?
L’Europa, con il Green New Deal, si è candidata a diventare nel 2050 il primo continente al mondo ad impatto climatico zero. La transizione verso una società climaticamente neutra coinvolgerà diversi settori della società e dell’economia: tecnologico, energetico, industriale, civile, finanziario, normativo, regolatorio. È oramai opinione diffusa che l’idrogeno in tale contesto potrà svolgere un ruolo importante: infatti l’Unione Europea, nelle strategie An EU Strategy for Energy System Integration e A Hydrogen Strategy for a Climate-Neutral Europe lo indica come uno dei fattori abilitanti per la decarbonizzazione del sistema energetico, individuando tra le priorità la necessità di perseguire una domanda in tutti quei settori dove l’uso diretto dell’energia elettrica è di difficile e/o non conveniente implementazione.
Secondo il rapporto “Hydrogen Roadmap Europe: A sustainable pathway for the European Energy Transition” l’idrogeno potrà generare importanti vantaggi socio-economici e ambientali arrivando a coprire il 24% della domanda finale di energia ed a creare più di 5 milioni di posti di lavoro entro il 2050 in Europa, oltre a contribuire alla riduzione di 560 milioni di tonnellate di anidride carbonica.
L’introduzione dell’idrogeno come vettore energetico costituisce una novità nella gestione del sistema energetico, e richiede, pertanto, un approccio di sistema integrato e coordinato che tenga conto di diversi aspetti.
Ci sono settori più maturi e più pronti, da un punto di vista tecnologico, altri necessitano di ulteriori sforzi ed investimenti in ricerca e sviluppo. È necessario sviluppare tecnologie, prodotti, processi e soluzioni per favorire l’affermazione di un ecosistema basato sull’idrogeno, coniugando la capacità e l’offerta di innovazione e sviluppo tecnologico proveniente dal mondo della ricerca con la domanda di innovazione e chiusura dei cicli delle filiere produttive.
Tuttavia, la maturità tecnologica da sola non è sufficiente, è necessario intervenire contestualmente sugli aspetti normativi, regolatori ed incentivanti per traguardare gli obiettivi fissati. È fondamentale sburocratizzare, semplificare ed armonizzare gli iter autorizzativi per la realizzazione di impianti ed infrastrutture, garantendo tempi certi e rapidi. Occorre anche promuovere un rapporto più stretto e continuativo tra ricerca e sistema industriale, realizzare una governance adeguata a rafforzare l’efficacia e l’efficienza delle strategie adottate, dare continuità e coerenza alle policy introdotte nella prospettiva di un reale cambio di paradigma per progettare un futuro sostenibile.
l gas naturale è attualmente la fonte più utilizzata per produrre idrogeno, attraverso il processo di reforming. L’idrogeno, prodotto dai processi di reforming dei combustibili fossili, viene definito idrogeno “grigio”; quello prodotto da gas naturale rappresenta circa i tre quarti della produzione annuale globale con circa 70 milioni di tonnellate, utilizzando circa 205 miliardi di metri cubi di gas naturale (6% del consumo globale di gas naturale). Ciò si traduce in emissioni di CO2: 10 tonnellate di CO2 per tonnellata di idrogeno (tCO2/tH2) prodotto da gas naturale.
Le strategie e le roadmap europee guardano alla produzione di idrogeno “verde”, ovvero ottenuto da fonti rinnovabili senza emissioni in atmosfera di gas climalteranti. Il processo maggiormente consolidato e tecnologicamente maturo per produrre idrogeno verde è l’elettrolisi dell’acqua (ossia la scissione in idrogeno e ossigeno) alimentata da energia rinnovabile, ad esempio fotovoltaico e/o eolico. Nonostante i rilevanti investimenti in R&D&I su processi e tecnologie per produrre idrogeno verde, l’idrogeno grigio non potrà essere nel breve termine completamente sostituito, soprattutto per aspetti di natura economica; oggi l’idrogeno prodotto da elettrolisi dell’acqua costa di più di quello prodotto da metano (4-5 volte in più). In questo scenario e con un obiettivo di accompagnamento graduale all’idrogeno verde si colloca l’idrogeno “blu”, ossia quello prodotto dagli stessi processi di reforming, integrati con sistemi di cattura e sequestro della CO2 generata durante il processo stesso che potrebbe dare un significativo contributo alla decarbonizzazione di settori industriali energivori (hard to abate).
L’Italia ha recepito le indicazioni dell’Unione Europea, stanziando con il PNRR 2,6 miliardi di euro per: (i) la realizzazione di progetti per la produzione di idrogeno, attraverso la creazione di “hydrogen valley” in aree industriali dismesse; (ii) l’installazione di 40 “hydrogen refueling station” lungo le principali arterie autostradali e stradali nazionali; (iii) l’utilizzo dell’idrogeno nei settori industriali hard to abate e nel trasporto pesante (in particolare ferroviario).
Il nostro tessuto economico e industriale, che vanta competenze ed eccellenza in diversi settori, risulta essere pronto a recepire il cambiamento. Ne è dimostrazione il considerevole successo ottenuto dalle nostre aziende nell’ambito dei progetti IPCEI (Importanti Progetti di Comune Interesse Europeo) sull’idrogeno (Hy2Tech, Hy2Use, Hy2Infra) con 15 progetti finanziati con circa 3 miliardi di euro, che ne attiveranno in termini di investimenti privati almeno il doppio.
Non meno importante è il tema della ricerca; a riguardo con riferimento al Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza, ENEA ha sottoscritto con il MASE a maggio 2022 un Accordo di Programma (AdP) nell’ambito dell’Investimento 3.5 “Ricerca e sviluppo sull’idrogeno”, Missione 2 “Rivoluzione verde e transizione ecologica”, Componente 2 “Energia rinnovabile, idrogeno, rete e mobilità sostenibile”, che prevede lo svolgimento di attività di ricerca e sviluppo volte a migliorare le conoscenze circa l’uso dell’idrogeno in tutte le fasi, incluse quelle di produzione, stoccaggio, distribuzione e usi finali. Tale misura ha stanziato 160 milioni di euro, di cui 110 destinati all’AdP e 50 assegnati attraverso bandi pubblici a progetti di ricerca e sviluppo aventi come capofila organismi di ricerca ed Università (20 milioni) o industrie (30 milioni).
Il suddetto AdP, di cui ENEA è soggetto realizzatore con il coinvolgimento di CNR e RSE in qualità di co-realizzatori, dispone di 110 milioni di euro (di cui 75 milioni di euro assegnati ad ENEA) per la realizzazione di un apposito Piano Operativo di Ricerca (POR), coordinato da ENEA, per lo svolgimento di attività di ricerca e sviluppo nei seguenti settori: produzione di idrogeno verde e pulito;
tecnologie innovative per lo stoccaggio e il trasporto dell’idrogeno e la sua trasformazione in derivati ed e-fuels; celle a combustibile per applicazioni stazionarie e di mobilità; sistemi intelligenti di gestione integrata per migliorare la resilienza e l’affidabilità delle infrastrutture basate sull’idrogeno.
Si tratta di ricerca a basso TRL 1-4 (Technology Readiness Level) che si pone l’obiettivo di sviluppare materiali, componenti, prototipi ed impianti pilota a supporto dello sviluppo di una filiera tecnologica dell’idrogeno.
Un importante ruolo nel processo di decarbonizzazione del sistema energetico italiano è riconosciuto all'idrogeno nel PNIEC che evidenzia anche l’opportunità/necessità di realizzare "Hydrogen Valleys", ossia ecosistemi che includono sia la produzione che gli usi finali dell’idrogeno, e che potranno inoltre fornire aree per la diffusione dell’idrogeno entro il 2030, portando a una sua possibile applicazione in diversi settori. A riguardo, ENEA realizzerà una Hydrogen Valley, presso il proprio C.R. Casaccia, dove sviluppare una filiera nazionale per la produzione, il trasporto, l’accumulo e l’utilizzo di idrogeno, puntando su ricerca, tecnologie, infrastrutture e servizi innovativi. Il progetto, finanziato dal MASE, con fondi Mission Innovation, intende dar vita a un incubatore tecnologico nazionale per lo sviluppo della filiera dell’idrogeno, in collaborazione con università, istituti di ricerca, associazioni e imprese.
L’ENEA può agire come cerniera tra ricerca, innovazione, sperimentazione, trasferimento tecnologico e sviluppo industriale, attraverso lo sviluppo di attività sperimentali, la realizzazione di impianti pilota, la sperimentazione, dimostrazione e validazione delle soluzioni tecnologiche e di sistema adottate anche su scala significativa.
L’Italia può posizionarsi strategicamente in tutti i settori di riferimento della catena del valore dell’idrogeno (produzione, logistica, trasporto e distribuzione, usi finali nell’industria, nella mobilità e nel residenziale), contando su una grande tradizione manifatturiera, un know-how consolidato, centri di ricerca di rilevanza internazionale e su un vantaggio geografico che la candida ad essere il principale futuro hub Europeo e del Mediterraneo sul fronte dell’idrogeno.
Tuttavia, queste sono condizioni necessarie, ma non sufficienti a favorire la nascita di un’economia basata sull’idrogeno. Infatti, ci sono barriere e criticità da superare. Le criticità tecnologiche riguardano principalmente i costi di produzione dell’idrogeno verde, l’efficienza di alcuni componenti chiave (elettrolizzatori), ma anche l’assenza di infrastrutture di distribuzione e stoccaggio dell’idrogeno che ne permettano la larga diffusione.
Tra le barriere sono da menzionare l’assenza di una strategia ben precisa, a partire da un quadro normativo, regolatorio e autorizzativo di agevole applicazione al fine di dare sicurezza agli investitori e di misure di incentivazione lato produzione e domanda che guardino non soltanto ai Capex ma anche agli Opex.
Risulterà centrale l’indirizzo politico che sappia valorizzare le tecnologie green secondo il principio della neutralità tecnologica e nell’ambito di un’azione nazionale coordinata e integrata.
Con riferimento al ruolo dell’idrogeno nella transizione green dei mezzi di trasporto, il rapporto dell’Associazione Internazionale dei Trasporti Pubblici (UITP) - intitolato “The Road to Sustainability: Transition to Renewable Energy in Public Transport” - evidenzia che i biocarburanti rappresentano una valida alternativa alle fonti fossili, anche se il futuro del trasporto pubblico avrà come protagonisti anche l’elettrico e l’idrogeno. Premesso che l’idrogeno appartiene alla categoria degli e-fuels, tuttavia, allo stato attuale è difficile prevederne il futuro nel trasporto personale e pubblico, poiché i mezzi disponibili sul mercato occupano ancora una percentuale minima rispetto alle altre alimentazioni e sussistono incertezze sull’effettivo quantitativo di idrogeno che sarà prodotto in futuro.
L’approccio da seguire per la neutralità climatica al 2050 è quello della diversificazione delle fonti e dei vettori; non è disponibile un’unica soluzione che consenta il necessario trade-off tra i diversi aspetti e obiettivi di natura tecnologica, economica, sociale e ambientale. Per cui, anche l’idrogeno, più che un’alternativa, può rappresentare oggi una soluzione complementare alla mobilità elettrica a batteria per la decarbonizzazione del settore trasporti. Alcuni dei vantaggi della mobilità ad idrogeno (facilità e velocità di ricarica ed elevata autonomia dei veicoli) colmano i gap tecnologici dei veicoli elettrici a batteria, che allo stato attuale ne limitano l’impiego prevalentemente al trasporto urbano, rendendolo un carburante potenzialmente protagonista nei viaggi a lunga percorrenza. Questa tipologia di veicoli, al pari di quelli a batterie, non emette inquinanti atmosferici e offre benefici in termini di riduzione del rumore all’interno e all’esterno della vettura.
Di contro, la distribuzione capillare del vettore elettrico, la maturità tecnologica dei veicoli elettrici a batteria e la presenza di infrastrutture di ricarica sul territorio nazionale (oltre 41.000) rappresentano dei punti di forza per la mobilità elettrica nel trasporto urbano, così come l’utilizzo dell’idrogeno risulta particolarmente promettente nel trasporto pesante (truck, ferroviario, marittimo ed in futuro aereo) in cui i motori elettrici potranno difficilmente essere alimentati da batterie per via degli eccessivi ingombri e delle ridotte autonomie.
Di interesse è anche l’utilizzo dell’idrogeno per il trasporto navale per le lunghe tratte e per il trasporto ferroviario, laddove risulta difficile o non conveniente l’elettrificazione, ad esempio nelle aree montane e, in un’ottica più di lungo periodo, per il trasporto aereo.
Quale ruolo sta avendo e avrà il digitale in questa trasformazione? Sia a livello di servizi che di nuovi attori economici. 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?
La transizione ecologica andrà di pari passo con lo sviluppo delle cosiddette tecnologie abilitanti legate alla digitalizzazione, quali l’Internet of Things (IoT), la blockchain, l’intelligenza artificiale e il machine learning, i big data, la robotica e la sensoristica, la gestione virtuale dei servizi e lo smart metering che consentiranno nuove modalità di funzionamento ed efficientamento delle reti energetiche, in un’ottica di maggiore affidabilità e resilienza, accrescendo le performance di erogazione di servizi che saranno resi disponibili.
Si fa riferimento alle reti “intelligenti” in grado di dialogare oltreché trasmettere, governando in maniera sempre più efficace il trasporto dell’energia prodotta dalle varie tecnologie di fonti rinnovabili e la possibilità di erogare nuovi servizi, che difficilmente sarebbero possibili senza l’integrazione con le tecnologie digitali. Pensiamo, nel futuro prossimo, quanto l’intelligenza artificiale sarà sempre più integrata nelle reti e nei processi produttivi, con tutte le opportunità in termini di produttività, innovazione, sviluppo tecnologico e competitività.
L’apporto dell’intelligenza artificiale fornirà un contributo significativo in termini di supporto all’infrastruttura delle reti energetiche ed, in generale, delle infrastrutture critiche: grazie alla capacità di analizzare grandi quantità di dati in maniera rapida ed accurata, permette di individuare pattern e conoscenze per governare in maniera più efficiente le reti e/o gestirne la manutenzione.
Tuttavia, la crescente digitalizzazione, con più dispositivi e tecnologie connessi alle reti, renderà vulnerabili a potenziali attacchi informatici le infrastrutture, i gestori delle reti, le aziende e i cittadini. Sarà, pertanto, necessario assicurare elevati gradi di resilienza agli attacchi informatici, anche attraverso quadri normativi e regolatori armonizzati e duraturi, stabilendo linee guida per le best practice, certificazioni internazionali o altri meccanismi simili.
Le tecnologie dell’IoT sono in grado di mettere insieme dati, oggetti, servizi e persone e rappresentano una importante opportunità, ma presentano tuttavia elementi di vulnerabilità e richiedono azioni e misure orientate a garantire sicurezza, considerata la grande mole di dati raccolti e trattati. Tali dati dovranno, infatti, essere gestiti con cautela perché presentano problematiche per la privacy dei cittadini, con conseguenti responsabilità in tema di sicurezza e classificazione delle informazioni, che dovranno rispondere a specifiche normative e procedure, e in parallelo necessitano di adeguate azioni di informazione, formazione e sensibilizzazione di tutti i soggetti coinvolti.
L’accelerazione delle rinnovabili evidenzia l’emergere di nuovi attori a valle della filiera quali imprese legate al fine vita dei prodotti che ne rigenereranno o ricicleranno materia. In particolare, quale sarà il contributo della circolarità energetica?
L’attuale sistema economico, basato su un sistema lineare in cui le risorse sono prelevate, utilizzate e al termine scartate come rifiuti, comporta non solo un elevato impatto ambientale negativo, con produzione di rifiuti ed emissioni di gas serra, ma soprattutto una perdita di competitività del sistema produttivo, soprattutto per i Paesi poveri di materie prime. In questo contesto l’economia circolare - modello economico volto alla chiusura dei cicli che si contrappone al modello lineare e che, attraverso l’innovazione e la collaborazione, segue i principi della rigenerazione dei materiali e della creazione di valore nei processi, nei prodotti e nei servizi promuovendo il prolungamento del ciclo di vita dei prodotti e delle risorse - è un tema sempre più strategico per le sue ricadute sull’ambiente, la crescita e l’occupazione, ma anche quale motore di innovazione, competitività, sviluppo e di ingenti investimenti.
A riguardo si evidenzia la Piattaforma Italiana degli attori dell’Economia Circolare (ICESP) nata nel maggio 2018 su iniziativa dell’ENEA per dar vita ad un’interfaccia nazionale all’ECESP in Europa. L’obiettivo è di rafforzare il ruolo dell’Italia quale paese-chiave per la promozione, implementazione e diffusione di strategie circolari ad alto valore aggiunto e, al contempo, di aumentare il peso e la rappresentatività del nostro paese nella comunità internazionale.
È, pertanto, indispensabile, investire in ricerca, innovazione e sviluppo di tecnologie, soluzioni e sistemi per ridurre in misura sempre maggiore l’utilizzo di materie prime critiche, e favorire il recupero ed il riuso di quelle oggi impiegate.
A titolo di esempio, le prime installazioni di moduli fotovoltaici sono state realizzate intorno agli anni Ottanta. Attualmente il tasso di riciclo del silicio in Europa è molto basso e per questo risulta estremamente utile poterlo recuperare dai pannelli fotovoltaici dismessi e re-immetterlo in differenti filiere, grazie a tecnologie di recupero a basso impatto ambientale, offrendo una modalità sostenibile di approvvigionamento del materiale anche per altri usi e applicazioni.
La potenza fotovoltaica installata nel mondo è aumentata esponenzialmente a partire dal 1990 e alla fine del 2022 ha raggiunto 1047 GW (Irena, 2023), con un trend in aumento pari a 18.200 GW entro il 2050. Dal momento che il tempo di vita di un pannello fotovoltaico è di circa 25-30 anni, nel 2050 sono previsti su scala mondiale, circa 60-78 milioni di tonnellate di pannelli da smaltire.
Un modulo fotovoltaico contiene diversi materiali, quali rame, argento, alluminio, vetro, silicio, etc.. È necessario sviluppare processi di diversa natura, meccanici, chimici, termici, anche combinati tra loro, che ne consentano il recupero in modo economicamente e ambientalmente sostenibile.
Problematica analoga si presenterà per quanto riguarda le pale e le turbine eoliche, composte da resina e altri materiali compositi complicati da riciclare e per le batterie al litio. È, tuttavia, necessario associare alle tecnologie di riciclo e recupero approcci e soluzioni basate sull’ecodesign, ovvero concepire in fase nativa i moduli fotovoltaici, le turbine eoliche, le batterie e i loro componenti con il minor utilizzo possibile di materiali critici ed in modo che inducano impatti ambientali minimi durante il loro ciclo di vita. Ciò rappresenterà anche una grande opportunità per nuove aziende: ancora non ci sono abbastanza consorzi che si occupano di circolarità, riciclo e riuso. Emerge, pertanto, l’esigenza di una governance armonizzata che metta a sistema aspetti tecnici, economici e normativi e che agevoli il dialogo multisettoriale di attori pubblici e privati, istituzioni, imprese, mondo della ricerca e innovazione e società civile.
Quali nuove professionalità vede emergere nel settore? 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?
Secondo un recente studio condotto da Manpower Group e pubblicato nel gennaio 2024, si ipotizza che la transizione energetica darà origine a 30 milioni di nuovi posti di lavoro a livello globale entro il 2030. Con riferimento all’Europa, si stima la creazione di oltre 1,7 milioni di nuove posizioni entro il 2040, accompagnate dalla necessità di riqualificare e aggiornare le competenze del 60% degli attuali professionisti per rispondere alla crescente domanda nel settore green.
IRENA stima in almeno 38 milioni i nuovi posti di lavoro creati nel mondo da qui al 2030 nel solo settore delle energie rinnovabili, con la possibilità di arrivare fino a 139 milioni nell’intero mercato della green economy.
Le aziende necessitano di figure professionali, quali progettisti elettrici, project manager, asset manager e permitting manager, nonché di professionalità legate alle attività e ai servizi di consulenza quali, tra gli altri, data scientist (analizza e organizza i dati, estrapolando i trend di scenario), business process analyst (mappa e descrive tutti i processi necessari per lo sviluppo del business, riducendo i colli di bottiglia), machine learning engineer (crea algoritmi di machine learning per analisi avanzate, sviluppa database e framework di supporto ai task analitici e si occupa dell’analisi di fattibilità dei progetti di integrazione di nuovi dati/tecnologie per identificare soluzioni applicative) e firmware engineer (sviluppa e migliora il software per sistemi embedded per il sistema di gestione del prodotto, il firmware per sistemi a microprocessore e l’interfaccia di comunicazione). Sono anche necessari progettisti elettrici e tecnici specializzati, esperti in tecnologie di accumulo dell’energia ed in nuovi vettori energetici, tra cui l’idrogeno, ed in politiche energetiche e regolamentazione. Occorrono, inoltre, nuove competenze nel settore della digitalizzazione legate anche alla convergenza tra il digitale e le fonti energetiche, compreso lo sviluppo dell’intelligenza artificiale.
La transizione ecologica richiede un sempre maggior numero di ingegneri informatici, con una specifica formazione su tematiche e settori, quali Big Data, intelligenza artificiale, Internet of Things, realtà virtuale e realtà aumentata.
In questo contesto il ruolo delle Università, degli enti di ricerca e degli Istituti Tecnici Superiori e la collaborazione con le imprese devono essere ulteriormente potenziate, creando nuovi percorsi formativi per la transizione energetica.
Serve un piano generale che attivi percorsi di riqualificazione per adeguare le professionalità alle nuove esigenze e un piano di formazione a livello di scuola superiore e universitario. Tra le competenze da considerare per orientare la formazione vi sono sicuramente quelle digitali e le discipline STEM, per le quali si registra, già oggi, una significativa carenza in termini di offerta.
La decarbonizzazione del sistema energetico ed economico richiede nuove figure professionali, dotate di competenze trasversali in diversi ambiti (tecnologico, gestionale, amministrativo, manageriale, normativo, regolatorio) e con esperienza specifica in settori che svolgeranno un ruolo centrale, quali, a titolo esemplificativo, l’idrogeno, gli accumuli, la digitalizzazione e la smart sector integration.
