L'energia termica verrà completamente sostituita?

ⅰLezioni dalle interruzioni di corrente

Hai mai avuto un'interruzione di corrente? Improvvisamente, tutto diventa buio, gli ascensori si fermano, i cellulari si scaricano e i condizionatori si spengono. Quel senso di impotenza ti fa capire che l'elettricità è "l'aria" della società moderna.

In effetti, si sono verificate gravi interruzioni di corrente in tutto il mondo:

Il blackout del 2003 in Nord America ha lasciato decine di milioni di utenti al buio durante la notte.

Durante l'ondata di freddo del 2021 in Texas, gli impianti eolici e a gas naturale hanno chiuso in massa e, senza un sistema di accumulo di energia come riserva, milioni di persone hanno sofferto temperature gelide e interruzioni di corrente.

Interruzioni di corrente in alcune regioni della Cina: la carenza di carbone e le fluttuazioni nell'energia rinnovabile hanno messo a dura prova la rete, imponendo restrizioni energetiche.

Questi esempi ci dimostrano che affidarsi esclusivamente all'energia termica è rischioso, e altrettanto rischioso è affidarsi esclusivamente alle energie rinnovabili. Il sistema energetico necessita di una "strategia di combinazione" più stabile.

ⅡStrutture di potere nei diversi paesi

Le fonti di energia variano notevolmente in tutto il mondo:

Cina: l'energia prodotta dal carbone resta la fonte principale, ma negli ultimi anni la capacità installata di energia fotovoltaica ed eolica è aumentata vertiginosamente e il modello "energia rinnovabile + accumulo di energia" sta gradualmente diventando una tendenza.

Stati Uniti: un approccio equilibrato tra gas naturale ed energia rinnovabile, leader mondiale nella tecnologia di accumulo di energia tramite batterie, con la California e altre regioni che hanno costruito le centrali elettriche di accumulo di energia più grandi al mondo.

Europa: Germania e Spagna sono pionieri nell'energia eolica e solare, mentre la Francia fa affidamento sull'energia nucleare per la stabilità della rete. L'Europa nel suo complesso è impegnata nella transizione energetica, con un'accelerazione nello sviluppo dei sistemi di accumulo.

Giappone e Corea del Sud: fortemente dipendenti dall'energia importata, questi paesi devono bilanciare la sicurezza dell'approvvigionamento e al contempo sviluppare attivamente combinazioni di tecnologie solari, dell'idrogeno e di stoccaggio.

Nel complesso, tutte le regioni si stanno muovendo verso il modello “energia rinnovabile + accumulo”, anche se a ritmi diversi.

ⅲQual è la situazione attuale?

Lo sviluppo di nuove energie è fiorente, ma deve anche affrontare delle sfide.

La “capricciosità” dell’energia fotovoltaica ed eolica: l’energia fotovoltaica può essere generata solo durante il giorno, quando c’è il sole, e si interrompe di notte; l’energia eolica dipende dalle condizioni meteorologiche, e si interrompe durante i “periodi senza vento”. Questa volatilità mette a dura prova il funzionamento stabile della rete elettrica.

L'avvento delle batterie di accumulo di energia: le batterie agli ioni di litio e le batterie a flusso agiscono come enormi "power bank", immagazzinando l'elettricità in eccesso durante i periodi di surplus e rilasciandola durante i picchi di domanda per contribuire a bilanciare la rete.

Fattori politici: la Cina ha esplicitamente stabilito che i nuovi progetti fotovoltaici ed eolici debbano essere accompagnati da impianti di accumulo di energia. Nel frattempo, Stati Uniti ed Europa stanno utilizzando sussidi fiscali e meccanismi di mercato per incentivare le aziende a costruire infrastrutture di accumulo di energia.

Restano delle sfide: le batterie per l'accumulo di energia sono costose, hanno una durata di vita limitata e il loro riciclaggio e riutilizzo a fine vita restano questioni irrisolte.

In altre parole, l'accumulo di energia si sta gradualmente diffondendo, ma ci vorrà del tempo prima che sostituisca completamente le fonti energetiche tradizionali.

ⅳPerché sostituire l'energia a carbone?

Tutela ambientale: l'energia prodotta dal carbone contribuisce in modo significativo alle emissioni di carbonio, all'inquinamento atmosferico e all'effetto serra.

Sicurezza energetica: le fluttuazioni dei prezzi del carbone e del gas naturale hanno un impatto diretto sui prezzi e sulla fornitura di energia elettrica.

Fattibilità economica: l'energia fotovoltaica e quella eolica stanno diventando sempre più accessibili, addirittura più convenienti dell'energia a carbone.

Obiettivi di neutralità carbonica: per ridurre le emissioni, l'energia prodotta dal carbone deve essere gradualmente eliminata e infine eliminata.

ⅤPuò sostituire completamente l'energia a carbone?

La risposta è: prima o poi, ma non nell'immediato.

Nei prossimi 10 anni, l'energia prodotta dal carbone continuerà a rappresentare la "spina dorsale" della rete.

2030–2040: Man mano che l'accumulo di energia diventa più economico e l'energia a idrogeno più affidabile, l'energia prodotta dal carbone passerà gradualmente in secondo piano.

Intorno al 2050: si prevede che l'energia rinnovabile combinata con l'accumulo di energia prenderà il sopravvento, mentre l'energia a carbone verrà in gran parte eliminata.

In altre parole, è probabile che il sistema energetico del futuro sarà così strutturato: energia rinnovabile e accumulo di energia come fonti principali, mentre l'energia a carbone passerà in secondo piano e l'energia nucleare, idroelettrica e dell'idrogeno forniranno un supporto supplementare.

Le batterie per l'accumulo di energia saranno sempre più integrate con l'energia solare ed eolica, proprio come gli smartphone non possono funzionare senza batterie. Tuttavia, affinché le energie rinnovabili sostituiscano completamente l'energia a carbone, sono ancora necessari progressi tecnologici, sostegno politico e ammodernamento della rete. Il futuro potrebbe non vedere l'energia a carbone scomparire improvvisamente, ma piuttosto un suo graduale declino, fino a quando un giorno ci si renderà conto che il settore energetico è già dominato dall'energia pulita.