lunedì 4 marzo 2013

Il prezzo dell'energia solare: siamo già alla "grid parity"


Di Luis de Sousa. 25 febbraio 2013
Da “The Oil Drum” Traduzione di MR


In tutta Europa tariffe incentivanti e i sussidi per l'energia solare vengono tagliati o anche tolti. In Portogallo e Spagna queste azioni vengono giustificate con la crisi del debito o anche se questi espandono il loro deficit commerciale  degli Stati. Questo mee, il governo spagnolo ha fatto una mossa decisiva per spaventare gli investitori ed espellere gran parte delle energie rinnovabili dalla rete elettrica, in particolare il solare.

Reuters
Esclusivo: Gli investitori stranieri pensano di citare la Spagna sulla riforma energetica
14-02-2013

(Reuters) – Gli investitori stranieri in progetti di energia rinnovabile hanno assunto degli avvocato per preparare una potenziale azione legale internazionale contro il governo spagnolo sulle nuove regole che essi sostengono rompere i loro contratti.
Il Parlamento spagnolo ha approvato una legge giovedì che taglia i sussidi per le tecnologie energetiche alternative, facendo marcia indietro sulla spinta all'energia verde.
Questa misura, insieme ad altre leggi recenti compresa una tassa sulla generazione di energia che colpisce duramente in particolare gli investimenti sull'energia verde, cancellerà virtualmente i profitti per gli impianti fotovoltaici, di solare termico ed eolico, dicono i lobbisti del settore. 

Immergendosi fra i numeri quello che si scopre dietro alla politica di invesione di marcia è qualcosa di completamente diverso.

Più caro, dicono

In posti come il Lussemburgo i tagli di queste tariffe incentivanti vengono difesi in modo diverso, come ha fatto il ministro dell'economia Etienne Schneider lo scorso agosto presentando una nuova legge per l'energia rinnovabile:

Le Juedi
Il fotovoltaico è caduto in disgrazia
Sébastien Meinbach, 09-08-2012 
Sostenuto dall'analisi dei suoi servizi, il Ministro dell'Economia, Etienne Schneider, ha fatto un commento netto. Un'osservazione che tocca soprattutto tutto il settore fotovoltaico, “che è troppo caro per un debole risultato in termini di sviluppo di energie rinnovabili”. 
«In confronto, un megawatt/ora [sic] (mW/h) [sic] prodotto dall'eolico è 14 volte più economico di 1 mW/h [sic] prodotto dal fotovoltaico”, scende nei dettagli il ministro. Quindi per la stessa quantità di energia rinnovabile paghiamo 14 volte in più per il solare. Tutte le altre forme [di energia] sono a loro volta più economiche”. 

Così il Ministro dell'Economia lussemburghese ha completamente cancellato le tariffe incentivate sulle installazioni di fotovoltaico (FV) al di sopra dei 30 kWp e fortemente ridotto quelle sulle installazioni al di sotto dei 30 kWp. A parte la creatività giornalistica dei mili-watt ora, l'energia solare è davvero così cara? Questo post fornisce una risposta a questa domanda, mostrando che la vera ragione dietro a questa detrazione dell'energia solare è proprio il contrario di quanto dichiarato dal Ministro Schneider.

Investire in Energia Solare

L'investimento anticipato in un sistema FV ha tre componenti principali:

  • pannelli di celle solari, che raccolgono l'energia;

  • un inverter, che tratta la corrente continua in arrivo dai pannelli trasformandola  in una forma digeribile dalla rete elettrica;

  • e l'installazione, che comprende lavoro, incartamenti e qualsiasi altra cosa serva per avere il sistema attivato e funzionante.


La dimensione del pannello o la sua capacità, sono descritti come la quantità massima di potenza che essi possono raccogliere in situazioni di luminosità ottimali. Ciò viene misurato in Watt di picco (W/p). I prezzi dei pannelli sono quotati in €/Wp e siccome i costi sia dell'installazione sia dell'inverter sono vicini alla capacità del pannello, le aziende possono fornire un prezzo per l'insieme su una conveniente base €/Wp.

Ogni anno c'è una fiera ecologica in Lussemburgo ad ottobre, meglio conosciuta col termine lussemburghese di Oekofoire. Ci sono stato lo scorso anno ed ho passato il mio tempo agli stand delle imprese fotovoltaiche che di solito affollano l'evento. Lì, il prezzo che le imprese  chiedevano per un sistema solare era di 1,6 €/Wp. Quel prezzo comprendeva gli 0,6 €/Wp per i pannelli, gli 0,2 €/Wp per l'inverter e i rimanenti 0,8 €/Wp per l'installazione. Il fatto che l'hardware fondamentale costituisca ora solo la metà del prezzo di un sistema FV indica già che la realtà potrebbe non coincidere perfettamente coi discorsi politici. A dicembre ho avuto l'informazione che in Germania questi prezzi erano già sotto ad 1,3 €/Wp, in luoghi con con buon accesso e facilità di installazione. Ciò riflette l'implacabile declino dei prezzi sia delle celle solari sia degli inverter, le prime sono diminuite del 40% nel solo 2012.

Figura 1 – Prezzi dei sistemi FV (installazione più hardware) in Germania da gennaio 2006 a giugno 2012, che mostrano un declino lineare di 500 €/kWp/anno. Fonte:Solarwirtschaft.de.



In anni recenti li mercato solare ha subito la trasformazione imposta da ciò che viene normalmente chiamata economia di scala. Dalle piccole fabbriche in Europa, la produzione di solare FV è migrata in enormi fabbriche in Asia. E con questa trasformazione sono arrivati i soliti cicli nei grandi mercati dove la differenziazione del prodotto non è ovvia. Dalla metà del 2012, è stato detto che alcuni produttori asiatici vendono celle di circa 0,2 €/wp sotto costo, in un chiaro ciclo di distruzione dell'offerta. Ciò ha creato schiamazzi in Europa, coi produttori locali che chiedono tasse sui prodotti asiatici e gli investitori rivendicano che questa è la strada per l'elettricità che ci possiamo permettere. Anche se questa distruzione del ciclo dell'offerta fosse di fatto il motore del recente crollo dei prezzi, il ritorno dei prezzi di due, o anche di un anno fa, non è da attendersi. In primo luogo perché il mercato solare mostra una chiara similitudine col mercato dell'hardware dei computer, con un declino dei prezzi similmente mozzafiato. In entrambi i casi il prodotto finale è pura tecnologia, che può solo migliorare nel tempo, come il numero di transistor per unità di area. L'efficienza della tecnologia FV continua ad aumentare e miglioramenti come l'auto-raffreddamento devono ancora arrivare sul mercato. E in secondo luogo perché la produzione non tornerà in Europa, se è economico produrre uno smartphone o un laptop in Europa, sarà molto di meno così per una tecnologia più semplice come le celle solari.

Il prezzo base del FV – Scenario I

Allora, per venire al punto: qual è il prezzo dell'energia solare alle presenti condizioni di mercato? E' davvero così alto come dichiarano il Sig Schneider ed altri politici? Siccome con questa tecnologia gran parte dei costi si sostengono in anticipo, una ragionevole approssimazione può essere fatta. Nella sua forma più semplice, il prezzo dell'elettricità generata da un sistema solare è il rapporto fra i costi totali e la quantità totale dell'energia prodotta durante la sua vita:


P = C / E


I costi possono essere divisi in investimenti: pannelli (Ip), inverter (Ii), installazione (Il) e manutenzione. L'ultima può a sua volta essere divisa in ricambi dell'inverter, che normalmente hanno una vita inferiore dei pannelli, ed i costi annuali di altri compiti come la pulizia o la sostituzione di cavi (M). Mettendo tutto insieme in modo più formale:


C = Ip + Il + (Vp/Vi) * Ii + Vp * M


Dove Vp è la durata di vita e Vi la durata di vita dell'inverter, entrambi espressi in anni.

Per calcolare la quantità totale di energia prodotta dal sistema, per prima cosa dobbiamo sapere l'energia in uscita prevista per capacità dell'unità nel sito di installazione. Un pannello non produrrà permanentemente alla massima capacità, l'inclinazione dei raggi solari, la copertura nuvolosa e la quantità di radiazione diffusa variano durante il giorno e durante l'anno. Conoscendo alcuni indicatori climatici è possibile caslcolare con precisione la quantità di energia che un pannello può generare in un anno. Il Joint Research Centre ha creato un sistema di informazione che comprende mappe e piccole applicazioni web per fornire una stima accurata di questo valore (Ec), espresso in Wh/Wp/anno (per esempio, energia generata per capacità installata per anno – qui in Lussemburgo questa cifra è intorno ai 900 Wh/Wp/anno). Una seconda componente importante per calcolare la quantità totale di energia prodotta è il declino dell'efficienza della cella col tempo (d), che è indotta dalla stessa luce solare. Tornando alla formula:


E = sum[t=0,Vp-1][Ec * (1 - t * d)]


Sostituendo tutte queste figure coi numeri si può avere un'idea precisa del prezzo in €/kWh, le stesse unità usate per misurare il consumo alla rete e per fa pagare i consumatori. La Tavola sotto riassume tutti questi parametri e valori usati per ottenere un primo scenario del costo del FV:

Tabella 1 – Parametri e valori corrispondenti usati per costruire lo Scenario I – costi di base.

Costo d'investimento per i pannelli
Ip
0,6
/Wp
Costo d'investimento per l'inverter
Ii
0,2
/Wp
Costo d'investimento per l'installazione
Il
0,8
/Wp
Durata dell'inverter
Vi
10
anni
Costi di manutenzione
M
20
/Wp/anno
Diminuzione dell'efficienza del sistema
d
0,5
%/anno



La sola cifra qui alla quale non si era fatto riferimento prima è quella della manutenzione generale. Il sistema FV che ho installato in Portogallo ha quasi 3 anni e finora i costi di manutenzione sono stati di 0 €; se ne sta semplicemente lì e produce elettricità. So che dovrò sostituire l'inverter ad un certo punto, visto che la garanzia è valida per soli 10 anni ma, a parte questo, altri interventi di manutenzione sono difficili da prevedere in questa fase.

Giungendo finalmente al prezzo, il grafico sotto presenta i prezzi dell'energia solare come funzione della durata di vita del sistema (Vp) secondo le cifre della Tabella I in tre ipotetiche località: sud della Germania (1000 Wh/Wp/a), (1250 Wh/Wp/a) e sud del Portogallo (1500 Wh/Wp/a).

Figura 2 – Prezzi dell'energia solare come funzione della durata di vita del sistema per tre località di riferimento secondo lo Scenario I.


Nel sud della Germania, per la durata di vita di un progetto di 20 anni i costi dell'elettricità solare si trovano oggi a 0,10 €/kWh, in forte contrasto coi prezzi di rete molto più alti di 0,2 €/kWh. E' interessante anche osservare il peso di ogni percentuale nei costi complessivi:

Figura 3 – Percentuale di ogni componente del costo nello Scenario.

Considerare il finanziamento - Scenario II

Anche col recente declino dei prezzi un sistema FV è un investimento rilevante. E' ragionevole presumere che alcuni investitori potrebbero dover ricorrere a finanziamenti, quindi anche i servizi di debito dovrebbero essere inclusi nell'equazione del costo. I costi di finanziamento possono essere calcolati usando un altro orizzonte temporale (Fl) ed un tasso di interesse (Fr), applicato ad una frazione di costi anticipati (Ff). L'equazione del costo ora ha bisogno di altri elementi:
C = (Ip + Il + Ii) * (1 + Ff * Fr * Fl) + (Vp/Vi - 1) * Ii + Vp * M

Il grafico del costo come funzione della durata di vita ora è riprodotto coi costi finanziari, assumendo che l'80% dell'investimento anticipato sia finanziato per un periodo di 8 anni ad un tasso di interesse del 2%. Tutti gli altri parametri sono presi dallo Scenario I. In Lussemburgo, il finanziamento del FV può spuntare tassi di interesse fino a 1,2%, ma preferisco una cifra forse più rappresentativa del più ampio mercato europeo. 

Tabella 2 – Parametri e valori per il Finanziamento, comprendenti lo Scenario 
Orizzonte del finanziamento
Fl
8
anni
Tasso di interesse
Fi
2
%/anno
Frazione dell'investimento da finanziare in anticipo
Ff
80
%



Figura 4 – Prezzi per l'energia solare come funzione della durata di vita per tre diverse località secondo lo Scenario II.

E la composizione del costo:

Figura 5 – Percentuali dei costi di ogni componente nello Scenario II.


Queste cifre possono sembrare sorprendentemente basse, ma presentano un quadro preciso dell'attuale mercato del FV, almeno su scala domestica. Su scala industriale, pochi mesi fa un gruppo di investitori sono apparsi in Spagna offrendo elettricità alla rete ad un prezzo fissato di 0,06 €/kWh, sopprimendo qualsiasi sussidio o tariffa incentivante.

Finanzas.com
Diversi investitori interessati all'installazione di una centrale fotovoltaica a C.Real
19/09/2012 
Il Sindaco di Brazatortas, Pablo Toledano, ha valutato l'interesse che stanno mostrando vari gruppi di investitori stranieri all'installazione, in questo municipalità, di una centrale fotovoltaica di 200 0 400 megawatt. [...] 
Pablo Toledano ha detto che ci sono stati fino a 4 gruppi di investitori, che sono arrivati persino a prendere contatti coi proprietari dei terreni, coloro che hanno previsto una o varie centrali fotovoltaiche, nelle quali potrebbero investire fra i 200 e i 300 milioni di euro. [...] 
I gruppi investitori sono asiatici e centro europei e sarebbero disposti a installare le centrali fotovoltaiche con dei prezzi energetici sotto al prezzo di mercato di 6 centesimi di euro a kilowatt (ora), senza nessun incentivo per l'energia rinnovabile installata. 

Già questo mese, dettagli dell'acquisizione di un grande progetto solare nel Nuovo Messico, che ha un potenziale solare considerevolmente maggiore che in Spagna, puntano a cifre ancora minori:

Renewable Energy World
I dettagli del contratto dell'impianto Solar del Nuovo Messico puntano alla parità – e al dolore. 
James Montgomery, 01-02-2013
La First Solar ha acquisito un progetto solare di 50 megawatt (MW) in Nuovo Messico dalla divisione solare di Element Power. Il contratto è fatturato come il progetto solare più grande dello Stato. Esso solleva anche delle domande interessanti sul potere di acquisto dell'energia solare, secondo alcune informazioni insolitamente pubbliche rivelate in una compilazione del regolamento.  [...]
Infatti, una compilazione del regolamento della Commissione di regolamentazione Pubblica (Public Regulatory Commission – PRC) del Nuovo Messico è già di dominio pubblico e rivela esattamente ciò che paga El Paso Electric: 5,79 centesimi per kilowatt/ora (kWh)  [0.043 €/kWh]. E' quasi un terzo del prezzo di vendita dei progetti FV a film sottile (16.3 centesimi/kWh [0.12 €/kWh]), dice Bloomberg New Energy Finance e meno della metà dei 12,8 centesimi/kWh [0.096 €/kWh] del prezzo medio dei nuovi impianti a carbone. [...] 

La natura eccezionale dell'energia rinnovabile

Se i prezzi del solare ora sono a questi livelli, perché i governi europei apparentemente contrastano la crescita del FV connesso in rete? La risposta va indietro alle strategie di deregolamentazione e privatizzazione intraprese una decina di anni fa. Allo stesso tempo i governi stavano introducendo tariffe incentivanti e sussidi per le energie rinnovabili nei tardi anni 90 e nei primi anni 2000, stavano anche attuando un nuovo paradigma di mercato per l'elettricità, smantellando le società monopolistiche di stato, separando la produzione di energia dalla gestione della rete e generalmente privatizzando il settore. Ciò ha creato un nuovo mercato dove diverse aziende vendono elettricità a breve (mercato spot) e a lungo termine (mercato dei future), presumibilmente tutto nel miglior interesse dei consumatori. Le cose sono andate bene all'inizio, fino al punto che le rinnovabili hanno raggiunto una misura critica ed hanno semplicemente ucciso questo venerato mercato dell'elettricità. Per capire il perché bisogna comprendere due concetti essenziali dell'economia sulle energie rinnovabili.

In primo luogo viene la realtà che le tecnologie rinnovabili come vento, solare, maree o geotermia liberano da qualsiasi tipo di carburante per produrre elettricità. Un impianto a gas o diesel ha costi ogni volta che produce elettricità, l'operatore è permanentemente sul mercato per il combustibile, gestendo prezzi che possono essere piuttosto volatili. Oltre a questo, ci sono altri costi associati allo staff richiesto per mantenere l'impianto. Per contro, un impianto solare o eolico se ne sta semplicemente lì. Anche questi hanno costi di manutenzione, ma sono molto più bassi e possono essere previsti in modo piuttosto accurato all'inizio del progetto. Il risultato è che generare un kWh in più di elettricità da un pannello solare già installato costa quasi zero €/kWh. Questo è ciò che in economia è chiamato costo marginale (in questo caso la generazione di elettricità).

Il secondo aspetto importante di queste tecnologie rinnovabili è che generano elettricità, e una volta che questa viene immessa nella rete, un elettrone e uguale a qualsiasi altro. Inoltre, se ho un sistema FV sul mio tetto e il sole splende, posso essere sicuro che ogni altro vicino, o ogni altro investitore nella regione con un sistema FV, starà a sua volta generando elettricità. In economia, un mercato dove gli agenti dell'offerta non sono capaci di differenziare i loro prodotti l'uno dall'altro sono chiamati Mercati di Concorrenza Perfetta (Perfect Concurrency Markets). L'agricoltura dei cereali in Europa sono il classico esempio scolastico. Questo tipo di mercato ha una caratteristica molto importante: a lungo termine i prezzi combaciano coi costi marginali e gli agenti dell'offerta lottano per fare un profitto (questa è una delle ragioni per cui ci sono i sussidi in agricoltura).

Un mercato di concorrenza perfetta con un costo marginale di zero è qualcosa di totalmente al di fuori dello standard di studio e pratica in economia. E' al ragione per la quale i prezzi spot dell'elettricità collassano durante i giorni assolati d'estate o per la quale durante le tempeste autunnali ci possono persino essere prezzi negativi. Sono tutti sintomi di un mercato i cui prezzi si avvicinano sempre di più a zero, ma mano che aumenta il numero di sistemi ad energia rinnovabile collegati.

Clean Technica
Il solare tedesco abbassa il prezzo dell'elettricità pomeridiana, alla grande!
Zachary Shahan, 23-03-2012
Mentre i prezzi dell'elettricità aumentano nel primo mattino (dalle 4 alle 8) all'aumentare della domanda, circa dalle 8 del mattino alle 9 di sera il prezzo è abbastanza stabile.
Ora, andiamo velocemente a marzo 2012:
Vediamo ancora i prezzi aumentare dal primo mattino a circa le 8-9 del mattino, ma dopo guardiamo a quello che succede quando il sole comincia a picchiare (d i suoi 25 GW di capacità di potenza dei pannelli solari) – il prezzo crolla vertiginosamente, immergendosi anche più in profondità del prezzo dell'elettricità nel cuore della notte!

Il FV ora può guidare i prezzi dell'elettricità nel mercato a spot fino a livelli negativi di per sé e già da aprile. Ancora una volta dimostrando che ridurre i prezzi dell'elettricità per i consumatori non è esattamente ciò che motiva i governi:

Clean Technica
Le rinnovabili portano i prezzi dell'elettricità sotto 0 dollari durante alcuni pomeriggi
Nicolas Brown, 15-04-2012
Le fonti rinnovabili di energia come il solare e l'eolico hanno superato l'offerta di elettricità degli impianti di carico di base tradizionali (carbone, nucleare e un po' di gas naturale) durante le ore diurne, specialmente nel pomeriggio, in alcuni paesi degli ultimi paesi leader nelle rinnovabili. Una ragione per questo è che la domanda di elettricità tende ad aumentare durante le ore più assolate (e più calde) e gli impianti a energia solare generano più elettricità quando c'è più sole, il che avviene proprio al momento giusto. 
Non perfettamente, ma la produzione di energia dal sole tende a seguire la domanda di elettricità. Questo è particolarmente vero con le temperature più calde, visto che i condizionatori (che consumano molta elettricità) vengono alzati per compensare il caldo pomeridiano.

E ciò sta uccidendo i fornitori tradizionali di elettricità con modelli commerciali basati sull'energia dei combustibili fossili. Questi in un tale mercato non possono farcela, mercato che a pensarci bene sembra chiaramente mal concepito. I governi non hanno nulla di innato contro le energie rinnovabili, stanno semplicemente cercando di proteggere queste importanti imprese ed anche la reverenza filosofica per il mercato.

Particolarmente in Germania, lungi dall'essere il luogo più assolato o ventoso d'Europa, la discrepanza fra un mercato pienamente liberalizzato e la crescita dell'energia rinnovabile sta creando problemi di ogni genere. I gestori della rete non sono in grado o non vogliono aggiornare la rete, il voltaggio sale durante i giorni assolati, minacciando di far cadere la rete ed anche la manutenzione è un problema. In alcuni luoghi sta diventando così serio che il governo, composto da conservatori e liberali, sta pensando ad una completa nazionalizzazione della rete.

Der Spiegel
Giochi di potere: I politici richiedono la nazionalizzazione della rete elettrica
Frank Dohmen e Gerald Traufetter, 16-01-2013
Un membro del gabinetto del cancelliere tedesco Angela Merkel chiede una soluzione radicale all'espansione disperatamente necessaria delle linee ad alto voltaggio in tutto il paese, un progetto di infrastruttura cruciale che negli ultimi mesi è stato in stallo. Ilse Aigner vorrebbe vedere la parziale nazionalizzazione della rete elettrica nazionale per assicurare quelle massicce linee di potenza, richieste per trasportare l'energia verde dagli impianti eolici offshore e da altre fonti alle regioni dell'industria pesante nel sud della Germania, siano finalmente costruite.  
Il ministro per la protezione del consumatore, un membro del Christlich-Social Union (CSU), la sorella del partito conservatore della Merkel Christlich Democratische Union (CDU), sembra anche aver toccato una corda con questo richiamo. Molti esperti in affari e politica credono che la Germania sarebbe migliore con una rete elettrica nazionale che sia parzialmente o anche completamente di proprietà del governo – specialmente in tempi in cui il mercato elettrico tedesco drovà essere completamente rinnovato a causa dell'Energiewende, la politica di uscita da tutti gli impianti nucleari di Berlino entro il 2022 e di assicurazione che l'80% della fornitura elettrica del paese provenga da energia pulita entro il 2050. 

Con questi prezzi del FV in una tale impostazione di mercato, i governi possono fare ben poco per ostacolare la crescita dell'energia dal sole. Senza tariffe incentivanti gli investitori andranno semplicemente fuori rete.

Andare fuori rete - Scenario III

Con il prezzo dell'elettricità dal sole che ora è la metà di quello che i consumatori pagano alla rete, gli investitori possono facilmente contemplare uno scenario di investimento dove l'infrastruttura di accumulo può essere aggiunta al sistema, favorendo il consumo pieno dell'elettricità raccolta in loco. Calcolare i prezzi in queste condizioni è più complicato, ma si può ipotizzare uno scenario. Servono alcune assunzioni: per prima cosa la quantità di accumulo, qui presa come metà dell'energia generata durante le 24 ore al solstizio d'estate. A questo punto dell'anno il mio sistema genera l'equivalente di 5 ore a piena potenza, cioè 5 Wh/Wp/giorno, probabilmente sulla parte alta rispetto al resto d'Europa. L'assunzione è che metà di questa elettricità deve essere accumulata per essere usata più tardi nella giornata, questo equivale a 2.5 Wh/Wp. Probabilmente ancora sulla parte alta. Una batteria a 12 V 245 Ah che costa 450 € può accumulare circa 3 kWh; ancora una volta usando un buffer di sicurezza, per ogni altro hardware richiesto, mi resta un costo aggiuntivo per il sistema di accumulo (Ia) a 0.6 €/Wp. Si presume che la durata di vita della batteria (Va) sia di 10 anni ed abbia un'efficienza (Ea) del 90%. Ora la parte impegnativa è stimare la quantità di energia che viene accumulata durante l'anno (Fa), in inverno difficilmente ce ne sarà e quindi la metà nei giorni soleggiati d'estate; userò una cifra approssimativa del 30%. L'equazione del costo deve ora essere estesa per includere questi componenti di accumulo:


C = (Ip + Il + Ii + Ia) * (1 + Ff * Fr * Fl) + (Vp/Li - 1) * Ii + Vp * M + (Vp/Va - 1) * Ia


E così l'equazione del rendimento energetico:


E = sum[t=0,Vp-1][[Ec * (1 - t * d)] * [(1 - Fa) + (Fa * Ea)]]


I valori di accumulo usati per costruire questo terzo ed ultimo scenario sono riassunti nella Tabella 3, che si aggiunge ai valori della 1 e della 2.

Tabella 3 – Parametri e valori per l'accumulo, che comprendono lo Scenario III. 


Costo dei sistemi di accumulo
Ia
0,6
/Wp
Durata di vita del sistema di accumulo
Va
10
anni
Efficienza del sistema di accumulo
Ea
90
%
Frazione di energia accumulata
Fa
30
%

Figura 6 – Prezzi dell'energia solare come funzione della durata di vita del sistema per tre località di riferimento secondo lo Scenario III. 

Figura 7 – Percentuale del costo di ogni componente nello Scenario III. 

L'impatto è inevitabile

Ci sono due svantaggi essenziali con l'opzione off-grid. In primo luogo il sistema deve essere riportato su scala minore alla domanda estiva in situ, lasciando potenzialmente spazio sui tetti inutilizzato. E in secondo luogo c'è una perdita di efficienza imposta dall'accumulo, sarà sempre più efficiente immettere questa elettricità in rete e raggiungere una più ampia gamma di consumatori. Ma in sostanza, con 0.10 €/kWh o 0.12 €/kWh al di sotto del prezzo di rete, c'è una buon margine per andare off-grid con un po' di schemi di accumulo e risparmiare ancora qualche soldo. Ci sono già oggi nel mercato aziende che forniscono tali sistemi integrati – qualche pannello FV, batterie e un inverter/controllo – dichiarando prezzi al di sotto il riferimento della rete. Per le famiglie che possiedono un veicolo elettrico con il proprio sistema di accumulo, le cose vanno anche più lisce. 

Infatti, questo mercato è così paradossale, che gli investitori possono anche pensare di andare avanti senza accumulo, sprecare ulteriore elettricità generata durante i giorni estivi ed avere ancora un prezzo al di sotto di quello chiesto dagli operatori di rete. Alcuni analisti stanno progettando off-grid per crescere più rapidamente dei sistemi connessi alla rete. 

L'elettricità tedesca scivola ai mimini storici quando il solare ammortizza la domanda
Julia Mengewein, 16-01-2013
L'energia elettrica da consegnare nel 2014 per Germania e Francia è crollata mentre è previsto che l'output solare in aumento tagli la domanda di altre fonti di elettricità. [...]
L'energia elettrica tedesca per il prossimo anno ha perso 65 centesimo a 43,30 euro ($57.93) a megawatt/ora, il suo più grande declino dal 6 marzo, secondo i dati dei broker compilati da Bloomberg. L'equivalente francese ha perso 15 centesimo a 46.20 euro.
Il 18% della domanda di energia elettrica potrebbe essere sostituita dai pannelli solari non connessi alla rete tedesca, riducendo la domanda di altre fonti dal 6 al 10% dal 2020. Per Lekander, un analista che lavora a Parigi al UBS AG (UBSN), ha detto in un appunto di ricerca:
“La crescita del solare non sovvenzionato porta alla riduzione ulteriore dei prezzi all'ingrosso dell'energia”, ha detto.  

Ma questi prezzi del FV portano anche opportunità, specialmente per l'industria. Le aziende che sono in grado di spostare per concentrare i processi che consumano più energia durante la metà più soleggiata dell'anno possono avere accesso a prezzi per l'energia elettrica considerevolmente bassi ed acquisire così un vantaggio competitivo. Questo può richiedere un cambiamento rilevante nel modo in cui sono gestiti i processi industriali, ma col petrolio a 110 dollari al barile questo è un mondo che cambia. 

E qui sta il dramma che i fornitori tradizionali affronteranno in un prevedibile futuro. Potrebbero avere a che fare o con i prezzi in diminuzione o con la domanda in declino. In ogni caso gli impianti di carico di base funzioneranno al di sotto della capacità o anche messe fuori servizio durante l'estate e le stagioni ventose. Ridurre o eliminare le tariffe incentivanti è il proverbiale calcio alla lattina. E senza questi l'impatto sul mercato elettrico può essere nel tempo anche peggiore. Senza cambiamenti fondamentali al mercato, il futuro della generazione elettica da combustibili fossili e da nucleare è desolante.   

Tariffe incentivanti

I governi dovrebbero lavorare in direzione di una completa integrazione dei sitemi solari in rete, non alla loro esclusione. In primo luogo devono considerare che solo usando schemi come le tariffe incentivanti possono garantire la permanenza a lungo termine dei produttori del solare nella rete. Con costi marginali di generazione vicino a  0 €/kWh, Questi sistemi non saranno mai in grado di produrre flussi di cassa adeguati nel mercato elettrico liberalizzato. Se l'investimento in tecnologie solari connesse in rete deve continuare a provenire da investitori privato, devono essere garantiti in qualche modo dei redditi a lungo termine. Guardando le leggi in stati membri come il Lussemburgo alcuni cambiamenti vantaggiosi diventano ovvi: prima di tutto estendere le tariffe incentivate a tutta la durata di vita della tecnologia e quindi abbassare i loro valori. Usando l'esempio della Spagna, con un costo previsto di 0.06 €/kWp per sistemi industriali, lo stato può mettere una tariffa di 0.10 €/kWp per i primi 10 anni e di 0.04 €/kWp per l'ultimo decennio di produzione, preservando così anche il ruolo importante dell'anticipo di pareggio nel tempo in cui le tariffe incentivate lo svolgono.

Con tariffe incentivate appropriate in vigore, i governi possono concentrarsi sui monolitici fornitori del carico di base; essi non scompariranno, ma il loro ruolo cambierà radicalmente. Devono spostare la propria concentrazione dalla produzione all'accumulo ed al bilanciamento del carico. I governi possono forse aiutare con sussidi per avviare infrastrutture di accumulo su piccola e grande scala e, più importante, sterzare verso le tecnologie più efficaci , evitando sogni impossibili come l'idrogeno.

Infine una nota sul concetto di smart grid. Potrebbe essere un passo indispensabile per assorbire le energie rinnovabili su larga scala, fornendo informazione in tempo reale sul voltaggio della rete al quale possono essere ancorati i prezzi. Ma occorre prestare attenzione al suo impatto, le tecnologie solare ed eolica continueranno ad avere costi marginali zero in una mercato concorrenziale perfetto. Le smart grid potrebbero evitare i temuti episodi di aumento di tensione, ma non c'è garanzia che creeranno redditi rilevanti per le tecnologie rinnovabili.  

Riepilogo

Le azioni recentemente intraprese in Europa contro l'energia solare non sono un segno di fallimento ma piuttosto una conseguenza dei progressi di grande successo delle tecnologie FV. I governi cercano semplicemente di difendere i più grandi fornitori e il mercato elettrico che hanno creato nell'ultimo decennio. Con costi marginali di generazione vicini allo zero, le tecnologie come il solare FV portano devastazione nel mercato aperto una volta raggiunto un volume critico e minaccia di rubare redditi ai fornitori tradizionali di carico di base. 

Il prezzi reali dell'energia elettrica generata con Fv sono crollati senza tregua negli ultimi anni ed ora sono parificati con la generazione con gas a circa 40° del Nord Europa. Anche in paesi membri più a nord come la Germania, il costo dell'elettricità solare ora è quasi la metà di quello che i consumatori pagano alla rete. Con questi prezzi l'installazione dei pannelli solari può solo crescere, sia in rete sia off-grid, a meno che l'installazione non sia messa fuori legge. 

Le attuali strategie dei governi di tenere fuori dal mercato elettrico queste tecnologie possono al massimo ritardare il processo. E' necessario un canviamento fondamentale nel modo in cui è gestita la rete e in cui vengono stabiliti i prezzi, altrimenti la generazione elettrica e il complesso della distribuzione rimane soggetto a grandi interruzione, sia fisiche sia finanziarie. 

In grande misura la tecnologia richiesta per realizzare la Energiewende è già presente. Infatti la scalabilità e i bassi prezzi del FV possono significare che questa transizione ora sia inevitabile. Ma la crescita dell'energia solare si scontra con le strutture e i concetti di mercato tradizionali della nostra società in modo tale da rendere i risultati finali piuttosto incerti. Gli ostacoli rimasti per la Energiewende ora sono di natura sociale ed economica e questa potrebbe non essere la cosa più facile da superare. 

Ulteriori letture

Riconoscimenti
Grazie ai miei colleghi Oli O'Naggy e Daniel Koster per le molte discussioni stimolanti su questo tema.
Nota: potete trovare la versione interattiva dei grafici nel mio blog.








sabato 2 marzo 2013

Energia fotovoltaica: liberarsi dalle leggende

In questo post, dal Blog della Società Chimica Italiana, il professor Vincenzo Balzani dell'Università di Bologna fa un po' di chiarezza sulle tante leggende che si raccontano sull'energia fotovoltaica. In particolare, fa una critica dettagliata di un recente articolo di Alesina e Giavazzi, che ne contiene parecchie Fra le altre cose, racconta in dettaglio come sia nata la leggenda della "Vernice Fotovoltaica di Archimede Pitagorico" che, secondo alcuni, renderebbe inutili gli impianti realizzati fino ad oggi. 

Innovazione e dintorni


di Vincenzo Balzani

In un editoriale pubblicato sul Corriere della Sera del 3 febbraio, intitolato “Troppe illusioni sull’innovazione” Alberto Alesina e Francesco Giavazzi* hanno toccato un tema che interessa i chimici, particolarmente quelli di noi che sostengono la necessità di una transizione dai combustibili fossili alle energie rinnovabili.

Nell’ambito di un discorso più vasto sulla politica industriale, a loro parere frenata dagli interventi dello Stato, Alesina e Giavazzi iniziano il loro articolo con questo paragrafo: “Le scorciatoie sono pericolose: non solo in montagna, anche nella politica economica. L’ansia di accorciare i tempi che intercorrono fra il momento in cui una riforma è approvata e quando essa si traduce in maggior crescita può far commettere gravi errori. Un esempio: qualche anno fa, per favorire gli investimenti in energie rinnovabili si decise di sussidiare l’installazione di pannelli solari. Per far presto furono concessi incentivi che oggi, a pannelli installati, si traducono in una rendita di circa 11 miliardi di euro l’anno: li pagano tutte le famiglie nella bolletta elettrica e vanno a poche migliaia di fortunati. Non solo si è creata un’enorme rendita che durerà per almeno un ventennio: si è favorita una tecnologia che a distanza di pochi anni è già vecchia. Oggi l’energia solare si può catturare semplicemente usando una pittura sul tetto, con costi e impatto ambientale molto minori. Ma i nostri pannelli rimarranno lì per vent’anni e nessuno si è chiesto quanto costerà e che effetti ambientali produrrà la loro eliminazione.”

Chi ha un po’ di conoscenza dell’argomento, nota subito che alcune affermazioni riportate sono semplicemente non vere. Basta ad esempio consultare due documenti ufficiali del GSE:


Gli incentivi effettivamente pagati nel 2011 ammontano a poco più di 3 miliardi di euro, con un costo indicativo annuo di 5.5 miliardi (considerando cioè gli impianti installati entro la fine del 2011). Le “poche migliaia di fortunati” che secondo l’articolo si ripartirebbero questa enorme somma sono in realtà un numero molto maggiore poiché gli impianti installati alla fine del 2011 erano 330.196, dei quali 261.410 già convenzionati. In realtà, poi, non si tratta di “fortunati”. A parte i pochi che ci hanno speculato sopra a causa di leggi sbagliate,  coloro che hanno installato pannelli fotovoltaici  sui tetti delle loro case sono cittadini consapevoli che hanno capito l’importanza del problema energetico-climatico e quindi hanno fatto un investimento intelligente di qualche migliaia di euro a 8-10 anni.

pveolico
potenza installata nel mondo

La tecnologia fotovoltaica attuale non può definirsi vecchia. E’ una tecnologia entrata nella sua piena maturità perché mette assieme diverse caratteristiche ottimali: efficienza alta (15-20%), costi bassi, lunga durata (molto più dei vent’anni che lo stesso articolo del Corriere riconosce: “almeno un ventennio”) e minime spese di manutenzione. Per di più, fornisce anche una buona occasione per sostituire le coperture in amianto.

Non è affatto vero, poi,  che “… nessuno si è chiesto quanto costerà e che effetti ambientali produrrà la loro [dei pannelli] eliminazione”. La risposta a questa domanda si trova sul secondo dei siti sopra citati: “Lo smaltimento a fine vita non pone particolari problemi. Un modulo fotovoltaico è, infatti, riciclabile per più del 90%. Silicio, vetro e alluminio vengono riutilizzati come materie prime secondarie riducendo il fabbisogno energetico necessario per i materiali vergini. Il Decreto del 5 maggio 2011 (Quarto Conto Energia) prevede che dal 30 giugno 2012 tutti i proprietari di impianti fotovoltaici aderiscano ad un consorzio che assicuri il recupero dei moduli a fine vita”.

Non è vero neppure che “Oggi l’energia solare si può catturare semplicemente usando una pittura sul tetto, con costi e impatto ambientale molto minori”.

Chi segue la letteratura scientifica sull’argomento e ha scambi di opinioni con i colleghi di altri paesi sa che l’idea di un fotovoltaica è molto attraente, ma altrettanto difficile da realizzare. Su internet, come al solito, si trova di tutto, anche sull’argomento PV paint. Il sito


assicurava 5 anni fa che “Solar Paint on Steel Could Generate Renewable Energy Soon” e sosteneva che questa tecnologia sarà particolarmente utile in Gran Bretagna: “Because the photovoltaic paint has none of the material limitations of conventional silicon-based solar cell, it could, at least in theory, provide terawatts of clean solar electricity at a low cost in the coming decades. These new solar cells also have the advantage of being able to absorb across the visible spectrum. That makes them more efficient at capturing low radiation light than conventional solar cells, and so well suited to the British climate with its many cloudy days”.

Il sito http://news.softpedia.com/news/Cheap-Solar-Paint-to-Replace-Traditional-PV-242316.shtmlnel 2011 parlava di “Cheap solar paint to replace traditional PV” e specifica che “Clients would only have to apply the coat of paint on the outside of their homes and witness how it captures sunlight and converts it into clean green energy that could power all the gadgets inside the house.” Insomma, la soluzione della crisi energetica è ormai solo ad un pennello di distanza.

Il sito di National Geographic
riporta che “A hydrogen-powered car painted with the film could potentially convert enough energy into electricity to continually recharge the car’s battery” senza che si capisca che relazione c’è fra la ricarica della batteria e l’idrogeno che fa andare la macchina. Dice anche che “… one day “solar farms” consisting of the plastic material could be rolled across deserts to generate enough clean energy to supply the entire planet’s power needs”.
da ScienceDaily 22 dic. 2011
da ScienceDaily 22 dic. 2011
pkamat 

L’attesa della miracolosa nasce da alcune ricerche di base di un mio vecchio amico, Prashant Kamat, che all’università di Notre Dame (Indiana) studia semiconduttori nano cristallini. Kamat ha pubblicato un articolo con un titolo molto attraente: Sun-Believable Solar Paint. A Transformative One-Step Approach for Designing Nanocrystalline Solar Cells. (Matthew P. Genovese, Ian V. Lightcap, Prashant V. Kamat, ACS Nano, 2011) dove parla delle sue ricerche come di “initial effort to prepare solar paint”. L’efficienza per ora è 1% e nulla si sa sulla stabilità dei componenti e sulla possibilità di passare dalla scala di esperimento di laboratorio ad applicazioni reali. Kamat ha anche brevettato i suoi risultati (USP Appln 2009114273 NANOMATERIAL SCAFFOLDS FOR ELECTRON TRANSPORT), ma si sa che negli USA brevettano subito tutto: mai dire mai. E anche lui, naturalmente, deve un po’ sgomitare, come fanno molti altri per ottenere fondi.

Infine, sul sito
c’è un’intervista del 2008 che parlava di un brevetto presentato nel 2006 da un architetto italiano e due suoi collaboratori, poi ceduto ad una ditta austriaca che avrebbe dovuto commercializzare rapidamente la vernice fotovoltaica, denominata Photon inside. Che, non contenendo silicio, “potrà costare la metà dei pannelli… un po’ di più di una buona vernice”. Saremmo curiosi di sapere se la commercializzazione è avvenuta e se è stata usata su qualche edificio.

Nel loro articolo Alesina e Giavazzi parlano di scorciatoie pericolose. Potremmo parafrasare la loro affermazione, riportata all’inizio di questo commento, dicendo: Le scorciatoie sono pericolose: non solo in montagna, anche nella corsa ad applicare le innovazioni. L’ansia di accorciare i tempi fra i risultati di una ricerca e la sua applicazione per sostituire sistemi che funzionano ottimamente con altri di cui non si conosce ancora l’efficienza e l’affidabilità può far commettere gravi errori.

Rinunciare all’uso dei pannelli fotovoltaici attuali in attesa delle miracolose significherebbe bloccare l’uso della energia solare in favore di chi, come il ministro Passera, ha predisposto una Strategia Energetica Nazionale basata in gran parte sulla estrazione delle nostre modeste riserve residue di petrolio e sulla creazione in Italia di un hub europeo del gas (vedi miei commenti a SEN)

In conclusione, non mi sembra fosse il caso di screditare, come hanno fatto Alesina e Giavazzi, lo sviluppo del fotovoltaico che è una delle più grandi innovazioni in Italia negli ultimi decenni. Basti ricordare che il fotovoltaico installato nel solo 2011 fornisce una quantità di energia pari a quella che avrebbe fornito una centrale nucleare da 1600 MW. Una centrale vera e non ipotetica, che ha già creato migliaia di posti lavoro, ha alimentato le entrate fiscali dello Stato in anni di magra, ha ridotto la nostra importazione di energia primaria dall’estero, non ha imposto oneri di smaltimento alle future generazioni.  Un’infrastruttura energetica sicura e diffusa su tutto il territorio nazionale, che aiuterà l’Italia ad onorare gli impegni europei 20-20-20 al 2020, limitando il danno economico che ci autoinfliggeremo, perché comunque non raggiungeremo gli obiettivi previsti. Perché le politiche di promozione delle rinnovabili e dell’efficienza sono state troppo tiepide, e non troppo generose.


venerdì 1 marzo 2013

Distrutti dalla matematica: la scelta è fra le vasectomie e i funerali


Di Albert Bates 
Da “The Great Change”. Traduzione di MR

“La scelta difficile è fra le vasectomie e i funerali. Prima ci rendiamo conto di questo, meglio è”



Ci lamentiamo dei progressi lenti dei colloqui sul clima, ma che ne dite dei progressi ancora più lenti nei tentativi di ridurre le emissioni di sperma?

Considerate questo punto: ogni giorno la popolazione umana sul pianeta si espande di più di 200.000 unità. Questo equivale a una città di medie dimensioni, completa delle infrastrutture per acqua, cibo, energia, trasporti, comunicazioni e sanità. Per provvedere all'alimentazione di questa città, ci vogliono - ammesso che le perdite di processo e stoccaggio siano ridotte al minimo, 1 milione di kilocalorie al giorno - qualcosa come 80.000 metri quadri di recinto per bestiame, un allevamento di polli della dimensione del duomo di San Pietro e una grande flotta di pescherecci giapponesi che fanno fuori i delfini con le loro reti mentre esplorano, in cerca di tonno, le risorse oceaniche in diminuzione. E il giorno successivo si deve trovare un posto dove metterne un'altra, mentre si deve ancora sfamare la prima. Non ci sono cosi' tante persone vive adesso di quante ce ne siano mai state, ma ci andiamo vicino. Questa è una delle caratteristiche di una curva esponenziale, Gli scacchi continuano a raddoppiare. La popolazione umana della Terra oggi eguaglia la somma di ogni raddoppio di popolazione degli ultimi 200.000 anni.

Immaginate che i negoziatori delle Nazioni Unite si accordino per il pagamento di un'accisa sui bambini – o una “birth tax” (tassa sulla nascita) se volete. Supponete una prospettiva in cui una coppia di genitori possa comprare, per un piccolo ma apprezzabile costo un'indulgenza che permetta loro di avere un figlio in più rispetto al numero assegnato.

Le regole di scambio potrebbero richiedere che i privilegi vengano acquisiti a spese di una aspirante madre, in una qualche parte più disperata e povera del mondo, che voleva vendere la sua quota giusto per il prezzo contrattuale, meno le commissioni del mediatore. La transazione potrebbe essere registrata in un ipotetico Scambio di Nascite di Chicago, diciamo. Esso dovrebbe essere ulteriormente assicurato, a scopo di verifica, dalla rimozione chirurgica delle ovaie fertili della donatrice. Così, la coppia benedetta guadagnerebbe un altro figlio raccogliendo alcuni “frutti a portata di mano”, portando via un po' di pressione demografica dai paesi poveri e assumendosela in un paese ricco, più capace di provvedere. Se possiamo essere d'accordo che lo “spazio di parcheggio terrestre” sulla Terra – la terra disponibile per abitante – è già stato superato (un'assunzione onesta, dati i tassi di esaurimento insostenibili di gran parte delle risorse naturali), dovremo stabilire razioni annuali di nascite al di sotto dell'equilibrio per spingere una graduale contrazione della popolazione. 

Diciamo che vogliamo diminuire la popolazione globale di 200.000 unità al giorno. Ci vorrebbero 70 anni solo per tornare a dove ci trovavamo a metà del ventesimo secolo. Misurando le risorse disponibili – prevalentemente un declino nella disponibilità dell'energia di alta qualità che indirizziamo al soddisfacimento delle domande di cibo ed acqua – potremmo non avere 70 anni. Potremmo aver bisogno di raddoppiare verso il basso e decrescere, diciamo, di 400.000 unità al giorno. Non è necessario calcolare tutti i numeri qui e sarebbe problematico , ma possiamo solo convenire che una quota globale potrebbe essere fissata a “X figli per ogni vita di una donna fertile” e ciò formerebbe la base per il prezzo quotidiano nei contratti negoziati nello Scambio di Nascite di Chicago. Siamo molto lontani da un trattato simile. 

E poi, immaginate solo quanto si potrebbe prezzare nel Senato americano, per non dir nulla del parlamento indiano. L'alternativa, naturalmente, è semplicemente lasciare che la natura applichi le proprie quote, cosa che normalmente fa negando il cibo. Dati gli altri nostri negoziati falliti – la Convenzione Quadro sul Cambiamento Climatico – quel risultato è in cantiere. Se picco del petrolio, OGM o l'economia globale al collasso non uccidono il nostro stile industriale di agricoltura, lo faranno tempeste killer e siccità.

Bambini senzatetto di NYC (prima dell'uragano Sandy) 



Lavorando dal punto di vista del cambiamento dalle pratiche agricole inefficienti, energivore e distruttive per il suolo ai metodi alternativi, biologici e permaculturali che usano lavoro umano a risparmio energetico e costruendo densità di nutrienti sia nei suoli sia nelle colture, non possiamo andare lontano. Gli studi suggeriscono che passare al biologico potrebbe aumentare la disponibilità di cibo globale di una piccola percentuale, al massimo. I Permacultori e gli eco agricoltori potrebbero riprogettare molti grandi campi di grano in rotazione con foreste alimentari (food forests). Potrebbero rimpiazzare le pratiche di allevamento di bovini in cattività con animali allo stato brado che vivono in modo sostenibile entro i limiti di quelle rotazioni. Questo potrebbe sostenere ampie popolazioni, ma non popolazioni in crescita e probabilmente non 7 miliardi, probabilmente neanche metà. L'agricoltura sostenibile non comporterà l'ingegneria genetica. Quel modo di spingere fondi da governi, donatori ed azionisti per finanziare grandi laboratori pieni di studenti laureandi in biotecnologia è un meme gonfiato – dateci un taglio. Nessun organismo modificato geneticamente ha mai dimostrato una superiorità rispetto all'organismo naturale che ha sostituito o risolto alcun problema per il quale è stato progettato senza crearne altri più seri come effetto collaterale. Punto. E' una frode.

E' così anche nell'economia classica, che ci dice che la domanda crea l'offerta, basta aspettare. Così è anche per la pretesa per cui in qualche modo la tecnologia può essere il sostituto dell'energia a basso prezzo. O che i mercati siano arbitri neutrali che separeranno sempre il grano dalla pula. Date un taglio a tutte queste assurdità. No, la scelta difficile è fra le vasectomie e i funerali. Prima ci rendiamo conto di questo, meglio è. 

Non sarebbe bello se i bambini di strada di parco Zuchotti, plaza del Sol o Doha avessero tutti i loro canali seminali chiusi e le ovaie asportate? Cosa succederebbe se prendessero quel fatto come un'orgogliosa dimostrazione di libertà personale e di cittadinanza planetaria? Cosa servirebbe? Delle celebrità? Supponiamo che Chris Hedges, Julia Roberts, Julian Assange, Evo Morales, Naomi Klein, Shakira e Brad Pitt uscissero da cliniche di sterilizzazione esibendo piccoli nastri blu. Blu per il gioiello di pianeta che ci sostiene, entro i limiti. 







mercoledì 27 febbraio 2013

Cambiamento climatico: anche la terra sotto i nostri piedi...

Da “Transition Culture”. Traduzione di MR



Oggi abbiamo un guest post di Chris Bird, autore di “Local Sustainable Homes

Siamo tristemente abituati all'impatto del cambiamento climatico nel meteo e nei livelli del mare, ma cosa ne sappiamo della terra sotto ai nostri piedi? Che ne sappiamo delle parti dure che costituiscono la crosta del pianeta e che gli scienziati chiamano litosfera? Siamo certi che non saranno colpite dal riscaldamento globale? In realtà lo saranno e forse già lo sono. E' probabile che il riscaldamento globale causi un aumento dell'attività sismica come terremoti ed eruzioni vulcaniche, frane, tsunami ed altre cose che non sono buone per le persone. Così, come può accadere questo e dove sono le prove? 

La risposta semplice è che il riscaldamento globale riduce il peso del ghiaccio sulla terra ed aumenta il peso dell'acqua sul letto del mare. Quando è finita l'ultima Era Glaciale, 20.000 anni fa, circa 52 milioni di chilometri cubici d'acqua furono redistribuiti sul pianeta. Trovatevi una calcolatrice e passate qualche minuto a calcolarlo in tonnellate e non sarete sorpresi di imparare che questo peso colossale ha un effetto sul movimento delle placche tettoniche e sul comportamento del magma sotto i vulcani. I geologi hanno scoperto le prove che ciò ha causato grandi terremoti ad alte latitudini precedentemente coperte dal ghiaccio ed uno spettacolare aumento dell'attività vulcanica. 

Un recente saggio di Marion Jegen sulla rivista Geology ha osservato milioni di anni di storia del clima come mostrati dalla geologia del Centro e Sud America. Periodi di fusione glaciale erano seguiti aumenti di 5-10 volte nell'attività vulcanica. Tuttavia, sembra essere la velocità piuttosto che la quantità totale della fusione che prevede quanto intensivamente aumentino le eruzioni e noi siamo impegnati a causare un riscaldamento globale molto rapido!

Ci sono molte più ricerche pubblicate su questo campo e il collegamento fra il cambiamento climatico e gli eventi geologici potenzialmente pericolosi del passato è stato appurato piuttosto bene fra tutti coloro che non credono che il mondo sia stato fatto in sette giorni. Ma il livello del mare è aumentato di 130 metri dopo l'ultima era glaciale e noi attualmente ci troviamo già in un periodo caldo, quindi, quanto cambiamento in più possiamo aspettarci? Cosa succede adesso? Anche le previsioni più terribili suggeriscono un aumento di soli 2 metri per la fine di questo secolo ed è certo che questo non precipiterà le risposte geologiche? 

Mi spiace, ancora cattive notizie. Sembra che la crosta terrestre sia squisitamente sensibile al cambiamento. Per esempio, il fenomeno de El Niño nel Pacifico causa piccole variazioni nei livelli del mare che sembrano innescare un aumento dell'attività sismica nel Est del Pacifico. Inoltre, gli ultimi 300 anni mostrano una correlazione stagionale fra l'attività vulcanica ed una gamma di condizioni ambientali. La Terra non ha la pelle spessa come la nostra!



Come abbiamo visto nel giorno di Santo Stefano nel 2004 ed in Giappone nel 2011, gli eventi sismici sotto il mare possono provocare tsunami devastanti. Ho appena visto alcuni filmati su youtube per ricordarmi quanto fossero scioccanti quelle immagini e il pensiero che i futuri tsunami potrebbero essere provocati dall'uomo è orrendo. 




Gli tsunami potrebbero anche essere causati dal collasso di pendici sottomarine in conseguenza delle destabilizzazione dei depositi di idrati di gas nei sedimenti marini. Gli idrati di gas (idrati di metano o clatrati) sono solidi simili al ghiaccio costituiti da acqua e da gas come il metano, un gas serra potente. Quando le temperature del mare aumentano, questi solidi possono dissociarsi provocando il rilascio di metano e il possibile collasso delle pendici sottomarine. Possiamo solo sperare che le pressioni in aumento all'aumentare del livello del mare controbilanceranno l'effetto delle temperature in aumento per evitare questo potenziale doppio colpo di uno tsunami e del rilascio di metano. 

Non tutti i pericoli geologici associati al cambiamento climatico derivano dai cambiamenti nascosti nella crosta terrestre. Il cambiamento climatico è già associato con condizioni meteo più estreme e questo può avere conseguenze geologiche disastrose. Nel 1999 le forti piogge hanno portato al collasso di una pendice montagnosa nel nord del Venezuela. Sono morte 30.000 persone. Ci sono numerosi altri esempi più vicino a casa. Nelle Alpi europee, per esempio, alluvioni che hanno portato a movimenti di terra hanno ucciso 37 persone. Pochi anni dopo, nel 2002, il collasso di parte di una montagna sul ghiacciaio Kolka, in Russia, ha causato una valanga che ha viaggiato per 24 chilometri ed ha raggiunto velocità di circa 300 km/h. Sono morte 100 persone. La combinazione della fusione dei ghiacciai e di piogge estreme è probabile che renderà tali eventi più comuni.



I laghi di alta montagna trattenuti da dighe di roccia naturale di detriti glaciali pongono un altro pericolo. Mentre i ghiacciai fondono, questi laghi aumentano di misura e minacciano di spazzare via le dighe naturali che li contengono. Ci sono già stati esempi di tali collassi in Himalaya, col Nepal che è particolarmente a rischio. Il lago Tsho Rolpa è cresciuto di 6 volte dagli anni 50 ed è alimentato da ghiacciai che attualmente si ritirano di circa 100 metri l'anno. Un collasso improvviso qui sommergerebbe 10.000 persone. 

Gli eventi geologici collegati al clima hanno anche impatti meno diretti sull'attività umana, Lo spessore del ghiaccio ridotto sui vulcani in Islanda potrebbe portare (sta portando?) ad un aumento di attività. Il pennacchio di cenere dell'eruzione del vulcano Eyjafjallajokull in Islanda, nel 2010, ha causato una grande interruzione del traffico aereo in Europa e l'ulteriore fusione della calotta glaciale del Vatnajokull potrebbe rendere tali eventi più comuni. Potremmo aspettarci interruzioni del traffico aereo, ma ci sono altre conseguenze possibili. Un'eruzione in Islanda di sei mesi, nel 1783, ha diffuso una foschia tossica solforosa su gran parte dell'Europa con un bilancio di morti significativo.



Non c'è un quadro chiaro e certo su come il cambiamento climatico impatterà sulla terra non così solida che abbiamo sotto i piedi. In alcune aree la fusione glaciale potrebbe ridurre l'attività vulcanica e i livelli del mare in aumento potrebbero stabilizzare piuttosto che destabilizzare gli idrati di gas. Ma scherziamo col mondo a nostro rischio e pericolo e, proprio come abbiamo appena visto con l'atmosfera, il riscaldamento globale poterà probabilmente più pericolo geologico che non benefici. Abbiamo anche più ragioni di limitare il cambiamento climatico e di prepararci per un futuro incerto. 

Chris Bird

Questo articolo è basato su prove presentate da 33 scienziati su 'Forzante Climatica di Pericoli Geologici', edito da Bill Maguire e Mark Maslin. Wiley-Blackwell 2013.





lunedì 25 febbraio 2013

Piantare alberi, sciogliere l'esercito e lavorare insieme: la via toscana per sfuggire alla trappola della crescita

Da “Cassandra's Legacy”. Traduzione di MR





Probabilmente conoscete già la storia dell'uomo che ha inventato il gioco degli scacchi. Si dice che abbia presentato il gioco al re e che abbia chiesto in cambio un chicco di riso sul primo scacco, due nel secondo, quattro nel terzo e così via per tutti i 64 scacchi. La storia dice che il re accettò lo scambio solo per rendersi conto solo in seguito che la quantità di riso che avrebbe dovuto consegnare era gigantesca, più grande della quantità esistente nel mondo intero. 

La storia non dice cosa successe a quel punto, ma possiamo supporre che il re non fosse contento e che l'inventore del gioco ricevette un premio molto diverso da quello che aveva chiesto. Così, impariamo che la crescita è una trappola e che non è applicabile solo ai chicchi di riso su una scacchiera. E' sempre difficile capire le conseguenze della crescita esponenziale e chiunque può cadere nella trappola, persino intere civiltà. Oggi, stiamo ancora cercando di inseguire la mitica “crescita” che, secondo molti, risolverà magicamente tutti i problemi. Tuttavia, molti di noi hanno questa terribile sensazione che sarà tutto inutile e non solo. La sensazione è che la crescita economica ci stia portando dritti all'abisso. 

Quindi, c'è un modo per liberarsi? Non sappiamo quale sarà il nostro destino, ma ci sono stati esempi di civiltà che hanno gestito un equilibrio a lungo termine. Una è quella del Giappone del periodo Edo, un'altra è la Toscana dopo il Rinascimento. C'è stato un momento fatidico nella storia della Toscana, in cui la gente capì che la soluzione a quei tempi terribili che stavano vivendo non era crescere ma adattarsi. Avvenne gradualmente, ma possiamo individuare il punto di svolta con la signoria del Gran Duca Ferdinando I, che mise la Toscana su una strada che, in una mia personale interpretazione, posso definire con la frase “piantiamo alberi, smantelliamo l'esercito e lavoriamo insieme”. Una strada che portò ad alcuni secoli di pace (o perlomeno senza grandi guerre) e ad una moderata prosperità.

Toscana. Sfuggire alla trappola della crescita



La Toscana è una regione del centro Italia incastonata fra le montagne e il Mar Mediterraneo. E' una terra di colline e pianure dolci; di campi di grano e di cipressi, di fattorie e città fortificate. E così dal tempo degli Etruschi, i primi abitanti dell'area e dai quali deriva l'antico nome di Tuscia.

Anche se piccola e relativamente isolata, la Toscana è giunta a svolgere un ruolo importante nella storia del mondo col Rinascimento; un'era di poeti, pittori, scultori, banchieri ed esploratori. Per un po', la città principale della Toscana, Firenze, è stata il centro del mondo occidentale, il luogo del potere finanziario, il centro del commercio, il posto dove artisti, letterati e professionisti volevano andare per imparare il mestiere.

Ma l'età dell'oro del Rinascimento non è durata a lungo. I suoi tempi di maggior splendore sono stati di un secolo, o forse due. Poi, col sedicesimo secolo, iniziò il declino. Peste, carestie, crisi economica e invasioni militari, portarono gradualmente la Toscana a diventare uno dei paesi più poveri d'Europa. Tuttavia, la popolazione non è mai crollata e qualcosa è sopravvissuto dell'antico spirito di libertà e di indipendenza intellettuale. Agli inizi del diciassettesimo secolo, la Toscana diventò un rifugio per gli Ebrei che fuggivano dalle persecuzioni in Spagna. La Toscana ha conservato le proprie università ed accademie e, nel 1786, fu il primo Stato europeo ad abolire ufficialmente la tortura e la pena di morte. Quindi, il collasso della Toscana non fu totale, è stato gestito. E' stato “dolce” e non così disastroso come avrebbe potuto essere. Come è stato ottenuto questo risultato? E' una lunga storia che merita di essere raccontata. 

Crescita e collasso in Toscana 

Riemergendo dei tempi terribili della Grande Peste, nel quattordicesimo secolo, l'agricoltura Toscana fu in grado di creare le risorse necessarie per far riprendere la crescita della popolazione e per imbarcarsi in quell'era di crescita economica e di grandi realizzazioni artistiche che chiamiamo “Rinascimento”. Ma nulla può crescere per sempre: una popolazione in crescita significava che sempre più terra era necessaria per sfamarla e questo si poteva realizzare solo tagliando le foreste. Ciò, a sua volta, aprì la strada all'erosione. E l'erosione distrugge il suolo fertile che sostiene l'agricoltura. 

Ancora oggi, potete vedere quanto fosse grave il problema dell'erosione in quel tempo guardando la città di Pisa. Oggi è una città dell'entroterra ma, durante il Medio Evo, era un porto attivo e prospero. Si dice che, già nel quindicesimo secolo, il porto di Pisa avava problemi a causa dei sedimenti portati dall'Arno. Nel diciassettesimo secolo, l'interramento divenne così grave che il porto dovette essere abbandonato. I sedimenti che distrussero il porto di Pisa erano il suolo ricco che un tempo aveva sostenuto l'agricoltura toscana e, con essa, la popolazione toscana.

Col declino dell'agricoltura, il sistema economico Toscano cominciò a implodere; commercio e industria non potevano sopravvivere senza cibo. Le carestie divennero comuni. Gli orgogliosi cittadini di Firenze, la città che venne chiamata la “Nuova Atene”, cominciarono a soffrire la fame. Secondo un cronista, nel 1590, i fiorentini furono ridotti a mangiare un tipo di pane che “in altri tempi avrebbero dato ai cani e forse i cani lo avrebbero rifiutato”. 

Le città toscane declinarono anche in termini di forza militare e le città un tempo libere della Toscana caddero una dopo l'altra sotto invasori stranieri. La repubblica di Firenze cadde sotto l'attacco dell'Esercito Imperiale Spagnolo nel 1535. La repubblica di Siena cadde per mano degli eserciti alleati di Spagna  e dei Medici di Firenze nel 1555. Da quel momento, la Toscana divenne una provincia dell'Impero Spagnolo, pur mantenendo un certo grado di indipendenza. 

Piantiamo alberi, smantelliamo l'esercito e lavoriamo insieme

Sin dall'inizio, i Gran Duchi che governarono Firenze e tutta la Toscana ponevano la loro attenzione verso l'interno, alla gestione del territorio toscano. Già nel 1559, ai tempi di Cosimo I della famiglia Medici, la Toscana aveva avviato una politica di protezione dell'agricoltura con leggi severe che proibivano il taglio degli alberi negli Appennini, persino con la pena di morte! Quella politica venne continuata dai governanti seguenti e il Gran Duca Ferdinando Primo fu probabilmente il punto di svolta nell'abbandono di tutti i sogni di crescita ed espansione. 

Il monumento a Ferdinando Primo (1549-1609), Gran Duca di Toscana dal 1587 al 1609. E' stato forse il primo regnante toscano a riconoscere la fine dei tempi di crescita


Ferdinando regnò la Toscana dal 1587 fino alla sua morte, nel 1609. Egli amava dire che regnava non con la forza ma con la “sola dignità” ed il suo motto latino era: “maiestate tantum”. Fece molto per l'agricoltura, promulgando, fra le altre cose, leggi che riducevano il carico fiscale sui contadini. Andò anche più oltre parlando dei toscani come di “api operose” , intendendo che essi dovevano lavorare duramente tutti insieme. Ecco il simbolo delle api operose in una lastra di bronzo sul monumento di Ferdinando a Firenze. 

Le “Api Operose", simbolo di Ferdinando Primo. Immagine  del monumento in Piazza SS. Annunziata, Firenze.


Durante il regno di Ferdinando, rimase un qualche spirito bellicoso in Toscana e questo portò a schermaglie con l'Impero Turco. Ma, in generale, quest'era fu l'inizio di un periodo di attenta gestione del territorio, di riduzione delle spese militari, di ricerca di armonie e giustizia sociale. Potremmo definire questa politica come “piantiamo alberi, smantelliamo l'esercito e lavoriamo insieme”, anche se Ferdinando stesso non usò mai queste parole.  

I Duchi che seguirono Ferdinando Primo proseguirono in questa politica. L'agricoltura rimase un cardine della politica di governo. Le leggi che proteggevano gli alberi furono mantenute ed estese e, nel 1753, il Gran Duca Pietro Leopoldo creò l'Accademia dei  “Georgofili" con lo scopo specifico di promuovere l'agricoltura. L'accademia esiste ancora oggi ed il suo motto è “In favore della pubblica prosperità”.

Il simbolo dell'Accademia dei Georgofili, istituita a Firenze nel 1753. La scritta dice “Prosperitati Publicae Augendae” (“In favore della pubblica prosperità”)


Il governo della Toscana ridusse anche progressivamente le spese militari. La marina cessò praticamente di esistere nei primi anni del diciottesimo secolo e l'esercito creato dalla famiglia Medici fu progressivamente ridotto in forza finché non fu formalmente smantellato nel 1753 dal Gran Duca Francesco Stefano. Nuovi tipi di esercito venivano creati in quei tempi ma, fondamentalmente, la Toscana non si poteva permettere la guerra. Spesso, i suoi confini dovettero essere aperti agli invasori e questo causava meno danni che combatterli. La Toscana subì un buon numero di invasioni ma, in generale, queste guerre non portarono mai grande distruzione. Dopo la caduta di Siena, nel 1555, la Toscana non vide più una propria città assediata o bombardata fino al 1944, quasi quattro secoli dopo.

Ci volle tempo ma, alla fine, queste politiche ebbero i loro effetti nel ridurre la gravità del declino e nel riportare indietro dal collasso la Toscana. Dal diciottesimo secolo in poi, l'agricoltura potè riprendere a produrre. Le carestie non scomparvero, ma poterono essere contenute, mentre il commercio e l'industria ripartirono con una nuova rete fluviale e di strade. 

Non tutto era perfetto in questo periodo. Un problema era che la Toscana non riuscì mai veramente a stabilizzare la popolazione, che cresceva lentamente da meno di mezzo milione nel quindicesimo secolo a più di un milione nel diciottesimo secolo. Di conseguenza, rimaneva un forte pressione per trovare nuove terre agricole. Così, le norme che proteggevano gli alberi vennero allentate più di una volta. Si dice che nel 1780 un gruppo di boscaioli si inginocchiò di fronte al Gran Duca Pietro Leopoldo, implorandolo per la fame. Ne conseguì un decreto che liberalizzava il taglio degli alberi. Ma le montagne vennero riforestate e le politiche di protezione dell'agricoltura mantenute.

I giorni nostri

Col diciannovesimo secolo, la Toscana è confluita nel nuovo Stato italiano e la rivoluzione industriale ha generato una nuova fase di rapida crescita della popolazione e di espansione economica. Col miglioramento della rete dei trasporti e lo sviluppo delle ferrovie, le carestie sono diventate cose del passato. L'ultima registrata in Toscana è stata nel 1899-1899. Le foreste hanno sofferto in questo periodo di espansione, ciononostante oggi la Toscana rimane una delle regioni d'Italia con più boschi, un'eredità della politica dell'antico granducato. 

Ma i tempi sono cambiati e l'ultima ondata di fantasia costruttiva sembra voler trasformare le aree della Toscana un tempo fertili in aree che sembrano i sobborghi di Los Angeles. Con una popolazione di quattro volte più grande di quanto non fosse ai tempi delle carestie e col cambiamento climatico e la crisi petrolifera incombenti, la Toscana sta per affrontare tempi difficili. Ma abbiamo la tradizione di prenderci cura della terra che ci ha già aiutato in passato. Ci aiuterà anche nell'incerto futuro. 

Può la Toscana essere vista come un modello di “collasso morbido” per altre aree del mondo? Forse. Quantomeno ci dà una ricetta che ha funzionato al tempo dei Gran Duchi: “piantiamo alberi, smantelliamo l'esercito e lavoriamo insieme”. Non è proprio quanto stiamo facendo ora, ma potremmo imparare. 

Questa è una versione rivista di un post pubblicato nel 2006 nel blog “Transition Culture.”  E' stato uno dei miei primi post in inglese e, qualche anno dopo, mi sembra appropriato riproporlo su Effetto Cassandra con alcune modifiche e correzioni. Sono grato a Susan Kucera per avermi indotto a tornare su questo soggetto e per avermi consigliato l'analogia con la storia “dei chicchi e della scacchiera”

Note:

Gran parte dei dati che riporto sull'agricoltura toscana in tempi antichi provengono dal libro “ALPI” di Matteo Biffi Tolomei, pubblicato per la prima volta agli inizi del 800 e ripubblicato nel 2004 con una postfazione di Fabio Clauser. (Libreria Editrice Fiorentina)

Dati sulla storia dell'esercito toscano al tempo dei Gran Duchi sono piuttosto difficili da trovare, ma una descrizione può essere trovata in "Corpi armati e ordine pubblico in Italia (XVI-XIX sec.": Seminario di studi, Castello Visconti di San Vito, Somma Lombardo, 10-11 novembre 2000 Livio Antonielli, Claudio Donati Rubbettino Editore, 2003. Per una storia della marina toscana, vedere l'articolo relativo su Wikipedia.

I dati sulla popolazione della Toscana  dal Medio Evo ai giorni nostri si possono trovare nel saggio di Marco Breschi e Paolo Malanima, "Demografia e Economia in Toscana"

Un elenco delle carestie toscane fino al 1736 si può trovare su questo documento dell'Accademia dei Georgofili. Non ci sono molti dati disponibili sulla carestia del 1898-1899 che ha colpito tutta l'Italia e che è stata, probabilmente, l'ultima carestia registrata nel paese. Una descrizione può essere trovata in questo documento.







giovedì 21 febbraio 2013

“Estinzione di massa catastrofica”: probabile se le temperature salgono di 6 gradi nel prossimo secolo


Gli scienziati: gli esseri umani e gli animali dovranno adattarsi per sopravvivere.

Di Beth Brogan
Da “Common Dreams” Traduzione di MR

Un'estinzione di massa “catastrofica” è probabile entro i prossimi 100 anni se la temperatura della Terra aumenta di circa 6°C e il biossido di carbonio si accumula nell'atmosfera, questo prevedono gli scienziati che hanno studiato l'ultimo evento in cui le temperature sono aumentate rapidamente, e così tanto, 55 milioni di anni fa.


Gli scienziati prevedono che un aumento delle temperature di 6°C nel prossimo secolo avrà come conseguenza una “catastrofica” estinzione di massa e richiede che gli esseri umani e gli animali si adattino per sopravvivere (Foto: Redorbit.com)


Gli animali dovranno ridurre la loro dimensione per sopravvivere e adattarsi per esistere con un cibo meno nutriente, secondo il Bighorn Basin Coring Project, attualmente condotto da scienziati americani, britannici, tedeschi e olandesi, i quali stanno studiando l'ultimo evento nel quale la temperatura del pianeta è aumentata così rapidamente di 6°C, come riporta Climate News Network. Il Dott. Phillip dell'Università di Birminham nel Regno Unito, fra i leader dello studio, ha detto che il periodo di riscaldamento precedente “ha portato ad estinzioni catastrofiche della vita negli oceani profondi, in parte a causa dell'aumento dell'acidificazione e in parte a causa della mancanza di ossigeno”. “Ciò che preoccupa gli scienziati è che l'attuale periodo di riscaldamento richiederà soli 200 anni, se l'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ha ragione”, riporta per Climate News Network l'Editore Congiunto Paul Brown. “Ciò non da a molte specie vissute a lungo, per esempio gli alberi, il tempo di evolvere e migrare. La conseguenza sarà l'estinzione di massa e per i sopravvissuti, esseri umani, animali ed insetti, ci sarà una corsa ad accaparrarsi una quantità di cibo in diminuzione e meno nutriente”. Alla domanda del Climate News Network su quale effetto avrebbe un aumento di 6°C attualmente sul pianeta, se non viene intrapresa un'azione sufficiente per frenare le emissioni , Jardine ha detto:

“Per me questo mostra soltanto quanto siano realmente pervasivi gli impatti dell'alterazione dell'equilibrio del carbonio. Anche se il cambiamento climatico futuro non fosse un argomento sufficientemente convincente da ridurre le emissioni di carbonio, l'aumento delle concentrazioni di CO2 in atmosfera ha una possibilità molto reale di ridurre la vitalità delle nostre disponibilità di cibo, compromettendo la base della catena alimentare per noi stessi e per gli animali che alleviamo e mangiamo. Se riconosciamo la presenza di temperature in aumento, allora abbiamo un fattore in più per il quale ci potremmo aspettare diminuiscano ulteriormente la dimensione degli animali che alleviamo e quindi la quantità di cibo che possiamo ottenere da loro. Direi che l'impatto di tutto questo su una popolazione umana grande ed in crescita potrebbe essere catastrofico, specialmente nel mondo in via di sviluppo e se vengono anche tenuti in conto i cambiamenti di altre risorse, per esempio l'acqua”.