Transizione energetica Le energie pulite autoctone non basteranno mai
L'idea di poter coprire tutti i bisogni energetici della Svizzera facendo capo a fonti rinnovabili nel paese è irrealistica.
È la perentoria conclusione di uno studio dell'Empa e dell'EPFL, che hanno considerato costi e fattibilità di una tale transizione energetica, la quale corrisponde agli obiettivi della Confederazione.
Entro il 2050 la Svizzera deve raggiungere la neutralità climatica, secondo la strategia adottata dal Consiglio federale nel gennaio 2021.
Uno studio comune del Laboratorio federale di prova dei materiali e di ricerca (Empa) e del Politecnico federale di Losanna (EPFL), pubblicato sulla rivista Frontiers in Energy Research, ha determinato quali siano le conseguenze a livello pratico di tale strategia, concretamente di quali infrastrutture la Svizzera dovrebbe dotarsi e a quali costi.
Transizione energetica irrealizzabile
La conclusione dello studio, realizzata dall'ex direttore dell'Empa Louis Schlapbach e da Andreas Züttel, direttore del Laboratory of materials for renewable energy (LMER) di Sion (VS), un centro di ricerca congiunto di Empa e EPFL, è inequivocabile. Sia in termini di fattibilità che di costi, una transizione dall'attuale approvvigionamento energetico a un sistema dominato esclusivamente da fonti pulite in Svizzera non è realizzabile, sintetizza un comunicato diramato oggi dall'Empa.
I ricercatori hanno considerato tre diversi scenari – elettrificazione di tutto l'approvvigionamento, passaggio all'idrogeno e passaggio ai carburanti sintetici – e li hanno confrontati con i costi energetici attuali, che ammontano a circa 3000 franchi pro capite all'anno.
Come premessa, hanno considerato che i consumi energetici attuali della Svizzera rimangano stabili nel tempo, ha spiegato a Keystone-ATS Rainer Klose, responsabile della comunicazione presso l'Empa.
La prima sfida è sostituire le centrali nucleari, che dovranno essere chiuse entro il 2050. Questo processo da solo richiede una superficie di pannelli solari di 16 metri quadrati (m2) per ogni abitante.
Sempre per ogni residente, è poi necessaria una batteria di accumulo di 9 chilowattora (kWh) per immagazzinare l'elettricità raccolta durante il giorno fino alla notte. Inoltre, quattro grandi centrali di pompaggio delle dimensioni di quella della Grande Dixence, in Vallese, sarebbero necessarie per immagazzinare l'elettricità estiva fino all'inverno. Questo presupposto di base si applica a tutti i tre scenari.
Elettrificazione di tutto l'approvvigionamento
La cosa più efficiente da fare sarebbe l'elettrificazione dell'intera fornitura di energia. Se tutte le auto e i camion funzionassero con l'elettricità e tutti gli edifici fossero riscaldati da pompe di calore, la produzione di elettricità necessaria aumenterebbe di soli 1000 watt per persona.
Per produrre questa quantità di energia, la Svizzera avrebbe bisogno di 48 m2 di superficie solare pro capite (tre volte la superficie dei tetti disponibili), una batteria di accumulo di 26 kWh sempre pro capite e tredici ulteriori centrali di pompaggio da 1500 gigawattora (GWh – 1 GWh corrisponde a un miliardo di kWh e approssimativamente all'energia consumata da un'attività industriale) per lo stoccaggio dall'estate all'inverno.
«Se iniziassimo subito, dovremmo costruire una nuova diga delle dimensioni della Grande Dixence ogni anno fino al 2035. Ma semplicemente non abbiamo abbastanza valli adatte nel paese», afferma Züttel, citato nel comunicato.
Idrogeno
Il secondo scenario è basato sull'idrogeno. Per produrre questa molecola però occorre elettricità e quindi una parte dell'energia, ad esempio proveniente dai pannelli solari, va persa nel processo. Questo scenario richiederebbe 116 m2 di superficie solare pro capite e una batteria di stoccaggio giorno-notte di 57 kWh.
L'idrogeno potrebbe alimentare auto e riscaldare tutti gli edifici con bruciatori catalitici. Per questa variante non sarebbero necessarie dighe aggiuntive, ma l'idrogeno prodotto in estate dovrebbe essere immagazzinato in caverne sotterranee. «Avremmo bisogno di un volume di 57 milioni di metri cubi – circa 25 volte la dimensione del tunnel di base del San Gottardo», spiega Züttel, sempre citato nel comunicato. I costi energetici di questa variante aumenterebbero di circa il 50%, da 3000 franchi pro capite a circa 4400 franchi all'anno.
Carburanti sintetici
La terza variante è quella di rifornire l'intero paese di combustibili sintetici da elettricità verde. I proprietari di case potrebbero continuare a far funzionare i loro sistemi di riscaldamento con olio e gas; gli automobilisti continuerebbero a fare il pieno di diesel e benzina. Anche il cherosene per gli aerei è incluso in questo calcolo (nei primi due scenari, per il carburante degli aerei sarebbero necessari 33 metri quadrati di superficie solare supplementare).
In questo modello non sarebbero necessarie nuove dighe o caverne sotterranee. Ma il 4,5% della Svizzera dovrebbe essere coperto da cellule solari, ciò che corrisponde a dodici volte la superficie di tetto disponibile. Inoltre, sarebbe necessaria una batteria di stoccaggio di 109 kWh per persona per immagazzinare l'elettricità solare e renderla disponibile all'industria chimica, che produrrebbe prima idrogeno e, a partire da questo, carburanti sintetici. I costi energetici sarebbero più che triplicati, da 3000 franchi a 9600 franchi.
Azione nazionale isolata impossibile
Züttel sottolinea che il prezzo dell'energia deve rimanere economicamente sostenibile. «Per la crescita, l'energia primaria non dovrebbe costare più di 40 centesimi per kWh, altrimenti l'industria lavorerebbe in perdita», spiega il ricercatore. «Dobbiamo quindi abbandonare l'idea di poter coprire tutti i nostri bisogni energetici con l'energia rinnovabile prodotta all'interno del Paese».
Per il direttore del centro LMER serve una visione globale: in regioni come il Sahara o l'Australia, la radiazione solare è così alta che i carburanti sintetici possono essere prodotti a un terzo del costo. «In futuro non potremo fare a meno di una logistica energetica globale».
