E' uscito di recente un rapporto del Wuppertal Institute sulla "rinnovabilità delle rinnovabili". Ovvero, se è vero che l'energia rinnovabile è rinnovabile per definizione, lo sono altrettanto le risorse minerali utilizzate negli impianti? Questo punto è oggetto di molto dibattito e ha generato anche tante leggende negative. Ma la risposta del Wuppertal Institute è sostanzialmente affermativa - come del resto ho sostenuto anch'io nel mio recente libro "Extracted". A parte alcune tecnologie particolari, nel complesso le energie rinnovabili - in particolare l'energia fotovoltaica - non sono limitate dal consumo di risorse minerali, supponendo, ovviamente, che queste vengano usate con cautela e riciclate. Insomma, nonostante le tante leggende che girano imperterrite per il Web, l'unico vero ostacolo alla diffusione dell'energia rinnovabile è la stupidità umana.
Qui di seguito, il resoconto di "Qualenergia" sul rapporto del Wuppertal Institute. E' sostanzialmente corretto anche se forse un tantino ottimista se confrontato col più cauto riassunto dello studio (che trovate in Inglese in fondo a questo documento)
I minerali non sono un fattore limitante per lo sviluppo delle rinnovabili in Germania
Un progetto del Wuppertal Institut,
realizzato per conto del Ministero degli affari economici ed energetici
tedesco, analizza per la prima volta quali siano i minerali più critici
per la diffusione di rinnovabili elettriche, termiche e biocarburanti al
2050 in Germania. Molte le variabili in gioco, ma per le tecnologie più
importanti non ci dovrebbero essere grossi problemi.
Uno degli aspetti meno affrontati nello sviluppo delle rinnovabili e della transizione energetica è la disponibilità di risorse minerarie.
Un tema che va trattato con molta cautela soprattutto quando le
prospettive sono di lungo periodo, dove diverse variabili entrano in
gioco. Un progetto tedesco, KRESS (Critical Resources and Material Flows during the Transformation of the German Energy Supply System – pdf in tedesco, 277 pp.), elaborato dal Wuppertal Institut e realizzato per conto del Ministero degli affari economici ed energetici, analizza per la prima volta quali siano i minerali più critici
in una prospettiva di diffusione delle rinnovabili elettriche, termiche
e biocarburanti al 2050 con un target di copertura dei fabbisogni
energetici totali pari al 60% (80% per l’elettrico) secondo gli
obiettivi governativi.
L’analisi (in
allegato la sintesi in inglese), che non è una previsione in senso
stretto, è stata condotta non solo sulla disponibilità di lungo termine
delle risorse, ma in base ad altre valutazioni come le opzioni di riciclo dei materiali e gli aspetti ambientali legati alla loro estrazione. Le conclusioni del report mostrano che la disponibilità geologica dei minerali non rappresenta tuttavia un fattore limitante per la roadmap tedesca delle rinnovabili.
Tra le tecnologie oggetto di investigazione quelle che hanno dimostrato di essere, con molto probabilità, le “non critiche”
riguardo all’offerta di minerali da utilizzare nei processi produttivi
sono da annoverare soprattutto nell’ambito elettrico. Dunque,
l’idroelettrico, le turbine eoliche che non utilizzano magneti rari,
fotovoltaico a silicio cristallino, solare termodinamico. Tra le rinnovabili termiche, il solare e la geotermia a bassa entalpia non hanno particolari problemi. Nelle infrastrutture nessun
impedimento di risorse si riscontra per le reti elettriche e per alcune
tipologie di accumuli. Sulla tecnologie delle biomasse o biocarburanti,
che comunque esulano dallo studio, l’aspetto critico è da ricercarsi
soprattutto nell’uso competitivo della terra.
Nello specifico del fotovoltaico, ad esempio, si sono valutati i consumi di indio, gallio, selenio, argento, cadmio e tellururo. Per quanto concerne il fotovoltaico cristallino, che oggi copre quasi il 97% degli acquisti in Germania, nessun fattore critico è stato appurato. Nel caso dei film sottili non
risulterebbe problematica la quantità di cadmio e tellururo richiesta
fino al 2020; in seguito tuttavia la domanda di questa specifica
tecnologia FV dovrebbe declinare. Per celle e moduli CIGS (rame, indio,
gallio e diselenide) il discorso è leggermente diverso. Non ci sono
garanzie, ad esempio, che nel lungo periodo la domanda di indio potrà
essere soddisfatta vista la forte competizione con la produzione di LCD,
in decisa crescita mondiale, e l’elevata dipendenza da un unico paese
fornitore, la Cina. Secondo gli autori del report, anche se l’attuale
mercato tedesco di celle CIGS non supera neanche il 3%, in futuro non
sarà facile mantenere tale quota. L’utilizzo di alternativi substrati
conduttori per le celle a film sottili, che dovrebbe comunque essere nei
prossimi decenni una delle tecnologia FV con le migliori prospettive,
potrebbe trovare maggiori sviluppi, ma si richiedono ulteriori ricerche
nel campo. Una soluzione indicata per tutte le
tecnologie fotovoltaiche, oltre al riciclo, è nel ridurre i materiali
consumati integrando sempre di più celle e moduli in altre strutture o
applicazioni, come facciate, tetti, pensiline, ecc.
Per lo storage
diversi sono i minerali presi in considerazione, come litio, vanadio,
potassio, lantanio, ittrio. Al momento, secondo lo studio, sembrano
avere meno criticità in termini di disponibilità le batterie agli ioni di litio
e gli impianti di stoccaggio ad aria compressa per l’accumulo di breve
periodo. Più complessa è considerata la situazione per le batterie redox al vanadio,
per gli accumuli su grande scala. Queste sfruttano la capacità del
vanadio di esistere in soluzione in quattro diversi stati di
ossidazione; si può realizzare così una batteria con un solo elemento
elettroattivo anziché due. Il vantaggio principale è che si può ottenere
una capacità pressoché illimitata semplicemente usando serbatoi molto
grandi. Ma il vanadio è un elemento raro ed è fondamentale per le leghe
soprattutto in metallurgia, quindi in forte competizione per il suo
utilizzo.
In generale, anche se la
disponibilità dei minerali per le tecnologie più importanti non è un
problema, alcune criticità potrebbero presentarsi nei casi in cui i
produttori siano concentrati in pochissimi paesi o nel caso di usi
competitivi. Una delle raccomandazioni ‘politiche’ dello studio è ovviamente quella di focalizzarsi, almeno nel medio periodo, sul loro utilizzo efficiente e su strategie di riciclo,
sfruttandone tutte le potenzialità, anche se non sempre è facile ai
fini della qualità del prodotto finale o per gli alti consumi
energetici. Prolungare il ciclo di vita dei sistemi energetici a fonti
rinnovabili dovrebbe essere comunque considerato un altro aspetto
chiave. Un approccio che richiederà una sempre più stretta cooperazione
tra ricerca e industria.
La notizia
che ci sembra però interessante sottolineare è proprio l’aver realizzato
uno studio per conto del governo sulle possibili traiettorie delle
risorse minerarie in una visione strategica e di lungo periodo in tema
energetico. C’è chi guarda al prossimo mese, chi prova invece a vedere
oltre di due o tre decenni.