28 Maggio 2019

Le incertezze sulle previsioni climatiche e il futuro dell’energia

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Cinque anni fa, dovendo tenere una conferenza sui problemi sollevati dai cambiamenti climatici, l’ho intitolata “Alla ricerca disperata di un miracolo: è possibile salvare la terra da un disastro annunciato?”. Rileggendola, non posso che reiterarne le conclusioni, riguardanti le difficoltà che si devono fronteggiare per attuare la transizione dall’impiego delle fonti fossili nella produzione dell’energia alle fonti di energia carbon free quali la solare e l’eolica.  

Si tratta di un’operazione, avviata nella seconda metà del secolo scorso, giustificata sia dal punto di vista ecologico, che da quello tecnico per i progressi conseguiti nella fabbricazione delle celle solari al silicio e degli impianti eolici. In realtà, nonostante gli incentivi devoluti e la promozione politica, sancita dal protocollo sottoscritto a Kyoto, il loro contributo al budget dell’energia impiegata dall’uomo non è decollato in modo soddisfacente, poiché dopo diversi anni è dell’ordine del 3,5%. Nel contempo il consumo del petrolio è in aumento, per cui globalmente i combustili fossili contribuiscono con una quota superiore all’81%, e di conseguenza le emissioni di anidride carbonica sono in aumento, come ci informa l’IEA. Questi risultati sembrano sancire i limiti dell’impiego di sorgenti energetiche intermittenti, come la solare, che può essere attinta solo poche ore al giorno (circa 7), o aleatorie quali il vento, per produrre energia elettrica faticosamente immagazzinabile. Confermando che la crescita economica è dipesa, e dipenderà, dall’accessibilità e caratteristiche dell’energia.

La transizione è stata avviata nella seconda metà del ‘900, ma nonostante incentivi e promozione politica non è decollata in modo soddisfacente: solare ed eolico sono al 3,5%; il consumo del petrolio è in aumento; la concentrazione di CO2 in atmosfera ha toccato il picco degli ultimi 3 milioni di anni

Le conseguenze di tale insufficienza trovano un riscontro nelle parole del segretario della UN Climate Change Conference, nel riconoscere, nell’ultimo suo intervento tenuto e Varsavia nel 2018, che i vent’anni passati siano stati i più caldi registrati sul Pianeta, mentre la concentrazione di CO2 presente nell’atmosfera continua ad aumentare avendo raggiunto il suo valore più alto degli ultimi tre milioni di anni.

Sul piano mediatico questa situazione si riflette nelle manifestazioni da parte di alcuni che sollecitano interventi concreti per limitare i paventati pericoli, mentre altri ritengono che tali timori siano ingiustificati, perché dovuti alle imprecisioni delle previsioni climatiche planetarie estese su larga scala temporale. In sostanza si direbbe che se sta diminuendo il negazionismo che esclude ogni effetto della CO2 sul clima, aumenta lo scetticismo, che mette in dubbio la rilevanza e l’incombenza di tali effetti. Creando un’incerta situazione che potrebbe influire sulle scelte da intraprendere, poiché se negative nei riguardi di azioni impegnative si potrebbe sfociare in una tragedia nel caso in cui le trasformazioni ambientali avessero il decorso previsto dagli ambientalisti “catastrofisti”. O ad una farsa, se tutto si limitasse al litigio fra persone con opinioni contrastanti.   

Diminuisce il negazionismo che esclude ogni effetto della CO2 sul clima, ma aumenta lo scetticismo, che mette in dubbio la rilevanza e l’incombenza di tali effetti

In realtà, in diversi paesi del mondo sono in corso iniziative intese a contrastare le evoluzioni climatiche indesiderate mediante opportune strategie. Chiamate rispettivamente mitigazione, perché intesa a ridurre le emissioni della CO2, e adattamento, inteso a ridurne gli effetti negativi diminuendo la vulnerabilità dei sistemi esposti alle variazioni del clima. Entrambi gli approcci sono motivatamente costosi, e il primo richiede una intesa politica di respiro mondiale. Cosa che al momento appare remota, anche se auspicata per affrontare altri problemi che affliggono la società umana, quali le migrazioni e gli squilibri economici. In sostanza le incertezze che ci vengono trasmesse dalle difficoltà di fare particolari previsioni scientifiche, soprattutto per quanto riguarda i tempi delle trasformazioni ambientali in corso, vengono trasferite alle più incerte previsioni riguardanti il futuro della politica mondiale.

Le incertezze che ci vengono trasmesse dalle difficoltà di fare particolari previsioni scientifiche vengono trasferite alle più incerte previsioni riguardanti il futuro della politica mondiale

In realtà, l’emancipazione dai combustibili fossili non è un free lunch, per cui il problema non può essere affrontato senza una rivalutazione degli approcci seguiti nella produzione e fruizione dell’energia. Osservando che, se escludiamo i progressi:

– nel settore della termo-fluido dinamica, che ha permesso di migliorare significativamente l’efficienza delle macchine e degli impianti termici, anche se paradossalmente non sempre raggiunge l’obbiettivo di limitare l’uso dei carburanti perché riducendo i costi si incentivano i consumi;
–  nell’individuazione di nuovi pozzi petroliferi grazie alle conoscenze più approfondite nelle scienze della terra;  
– nella progettazione di grandi raffinerie, grazie all’impiego di conoscenze e metodi di calcolo avanzati;
– nell’applicazione di automazione e controllo degli impianti energetici con significativi vantaggi nella sicurezza e rendimenti;

negli ultimi anni, non si sono riscontrati eventi nel settore energetico che si possano dichiarare rivoluzionari per quanto concerne l’impiego delle fonti energetiche.

Nonostante il clamore mediatico di innumerevoli annunci, negli ultimi anni non si sono riscontrati eventi rivoluzionari per quanto concerne l’impiego delle fonti energetiche

Sul piano mediatico viceversa si sono avvicendati annunci sull’ottenimento di energia pulita mediante la fusione nucleare fredda, l’impiego di reattori nucleari subcritici, l’uso di celle elettro fotovoltaiche ed altri. Con un riscontro applicativo nullo o al più modesto.

Nell’ambito delle esperienze sulla fusione nucleare, viene preannunciato che le esperienze in corso sono prossime ad ottenere l’accensione del plasma, presupposto per poter ottenere energia pulita in abbondanza. Riceviamo con interesse la notizia, anche se il cammino per renderla fruibile per le attività umane appare ancora lungo.   

Tuttavia, se scalzare il petrolio dalla sua posizione egemone costituisce un’impresa ardua, si deve tenere conto che sono in corso profonde modifiche nei comportamenti civili e sociali strettamente connessi con l’impiego dell’energia. In questo quadro risultano di rilievo gli studi sulle ristrutturazioni delle metropoli associate a una profonda elettrificazione dei servizi. Questo approccio, compatibile con l’abbattimento dell’inquinamento locale e la tendenza verso l’inurbamento, potrebbe trovare un efficiente vantaggio nell’impiego della fissione nucleare che ha raggiunto un elevato livello tecnologico e di sicurezza.

Inoltre, guardando al futuro si deve ricordare che la produzione di biocarburanti potrà essere raggiunta mediante l’emergente biologia sintetica, agendo sui percorsi metabolici di batteri geneticamente modificati, con lo scopo di dirigere la loro attività verso la produzione di prodotti desiderati. Le ricerche in atto in diverse sedi stanno portando risultati di grande interesse. La loro applicazione alla preparazione dei biocarburanti si presenterà agevole, poiché in grado di operare in sinergia con l’attuale sistema di trasporto, quindi fruendo delle infrastrutture già esistenti.

Lo sviluppo di biocarburanti mediante biologia sintetica consentirebbe di operare in sinergia con l’attuale sistema di trasporto e di fruire delle infrastrutture esistenti

Infine non dobbiamo dimenticare che il nostro Pianeta ha subito profondi cambiamenti anche in conseguenza delle attività umane, per cui dobbiamo riservare attenzione ad alcune proposte che rientrano nella cosiddetta ‘geoingegneria climatica’, anche se alcune delle iniziative proposte comporterebbero improbabili trasformazioni della struttura del Pianeta stesso.

Sergio Carrà, Politecnico di Milano, Accademia Nazionale dei Lincei

Riferimenti Bibliografici

Sergio Carrà, Alla ricerca disperata di un miracolo, XXXII Giornata dell’Ambiente, Atti dei Convegni Lincei, 297, p. 11 (2014)
Sergio Carrà, Peculiarity and Perspective of catalytic reaction engineering, Rend. Fis. Acc. Lincei (2017)
Sergio Carrà, Stepping Stones to Synthetic biology, Springer Nature, The frontier Collection, Swizerland (2018)
Alberto Clò, Energia e Clima, Il Mulino, Bologna (2017)
IEA World Energy Outlook (2018)
Oliver Morton, The Planet Remade. How Geoengineering Could Change the World, GRANTA, London (2015)

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