Le fonti energetiche tra sicurezza degli approvvigionamenti e emergenza climatica, di Marzio...

Le fonti energetiche tra Le fonti energetiche tra

sicurezza degli sicurezza degli

approvvigionamenti e approvvigionamenti e

emergenza climaticaemergenza climatica

Marzio Galeotti

Università degli studi di Milano

Fondazione Eni Enrico Mattei, lavoce.info

[email protected]

Schema della relazioneSchema della relazioneSchema della relazioneSchema della relazioneSchema della relazioneSchema della relazioneSchema della relazioneSchema della relazione

••LL’’emergenza ambientaleemergenza ambientale

••La questione energeticaLa questione energetica

••Possibili soluzioniPossibili soluzioni

••E la gente cosa ne pensa?E la gente cosa ne pensa?

1.1.

LL’’emergenzaemergenza

ambientaleambientale

I fenomeni ambientali globaliI fenomeni ambientali globaliI fenomeni ambientali globaliI fenomeni ambientali globali

1. Effetto Serra

2. Deterioramento Scudo Ozono

3. Piogge Acide

Effetto: su clima e mari Causa: i gas serra

Effetto: cancro alla pelle Causa: i CFC

Effetto: danni a flora, fauna, monumenti, ecc.

Causa: emissioni da combustibli fossili (SOx, NOx)

QUALI CARATTERISTICHE HANNO?QUALI CARATTERISTICHE HANNO?

A. LA. L’’effetto serra:effetto serra:

cosa cosa èè,,

come si manifesta, come si manifesta,

cosa implicacosa implica

L’effetto serra

LL’’atmosferaatmosfera come come unauna vascavasca dada bagnobagnocon input e output di con input e output di carboniocarbonio

2 1 = 3 billion tons go out

Ocean Land Biosphere (net)

Fossil FuelBurning

+

7

800billion tons carbon

4billion

tons go in

ATMOSPHERE

billion tons added every year

2 1 = 3 billion tons go out3 billion tons go out

Ocean Land Biosphere (net)

Fossil FuelBurning

+

7

800billion tons carbon

4billion

tons go in

ATMOSPHERE

billion tons added every year

7 miliardi tC, 7 miliardi di persone �1tC emesse a testa all’anno

EmissioniEmissioni

�� Background: Background: LL’’effettoeffetto serraserra

−− naturalenaturale vs. vs. antropogenicoantropogenico

�� DallDall ’’ inizio della rivoluzione industriale (1700) tutti inizio della rivoluzione industriale (1700) tutti i maggiori gas ad effetto serra sono aumentati:i maggiori gas ad effetto serra sono aumentati:

Gas Gas climaclima --alterantialteranti ::COCO22, CH, CH44, N, N22O, HFCs, O, HFCs, PFCsPFCs, SF, SF66

La catena La catena deglidegli effettieffetti deidei CCCC

Concen-trazioni di

GHG

Rispostatermodina

-mica

Emissionidi GHG

Effetticlimatici/

Impatti sugliecosistemi

AttivitàProcessi produttivi

LULUCFMitigazione Adattamento

Stili di vita / Cultura / Qualitàdella vita/ Percezione e gestione

del rischio

AnidrideAnidride carbonicacarbonica (CO(CO22)) – il gas prevalenteMetanoMetano (CH(CH44)) – il secondo più diffuso, 21volte la potenza della CO 2

BiossidoBiossido didi azotoazoto (N(N22O)O) – 310 volte la potenza della CO 2

AltriAltri gasgas – HFCs, PFCs, and SF 6 = 600 – 23900 volte la potenza della CO 2

Transportation

Generazione elettricaProcessi industriali

Uso dalla terra: Agricoltura & Foreste

Trasporti

I gasI gas --serraserra generatigenerati dalldall ’’uomouomo


72.36

7.199

191.432

CO2 CH4 N2O Others

CFCHFC

Fluorinati

Generatinaturalmente

e prodottidall’uomo

Contributo relativo dei gas-serra

Fonte: US Department of Energy 2005

Per memoria: il vapore acqueo rappresenta il 95% di tutti i gas-serra presenti in atmosfera

I gas-serra generati dall’uomo

CFCHFC

Fluorinati

Emissioni mondiali di CO2 per settore di generazione

Emissioni mondiali di CO2 per fonti fossile di energia

Fonte: OECD/IEA World Energy Outlook 2006


Fonte: IEA World Energy Outlook 2006

EmissioniEmissioni pro pro capitecapite

0.50.5

nonOECnonOECDD

3.33.3

OECOECDD

2.22.211tCtC/yr/cap/yr/cap

ItaliaItaliaMondoMondoEmissioniEmissionipro pro capitecapite

QuantoQuanto emettoemetto ??

• Carbon footprint calculators (lifestyle)

• “You've checked the price and calorie count, now here's the carbon cost”, The Guardian,January 2007, about TESCO carbon labeling

300 kWh/300 kWh/mesemese se se tuttatutta ll’’elettricitelettricitààdada carboonecarboone

e) e) IlluminaIllumina--

zionezione

Gas Gas naturalenaturale, , abitazioneabitazione media, media, temp. mediatemp. media

d) d) RiscaldaRiscalda--

mentomentodomesticodomestico

10,000 10,000 migliamiglia

EUEU--CaliforniaCalifornia

c) c) VoloVolo

15000 km, 15km/l 15000 km, 15km/l a) a) GuidaGuida

1 ton carbon/yr1 ton carbon/yr

La Curva di Mauna Loa

E le concentrazioni crescono….

Source: IPCC TAR

Così pure la temperatura

�� Il maggiore Il maggiore riscaldamento del riscaldamento del pianeta negli pianeta negli ultimi 50 anni (0.6 ultimi 50 anni (0.6 gradi gradi CelsiusCelsius) ) può essere può essere attribuito ad attribuito ad attivitattivitàà umaneumane

�� La temperatura La temperatura globale potrebbe globale potrebbe aumentare di 1.4 aumentare di 1.4 --5.8 gradi 5.8 gradi CelsiusCelsiusnei prossimi 100 nei prossimi 100 annianni

Fonte: IPCC WGI – AR4 2007

TemperaturaTemperaturamedia globalemedia globale

Livello del mareLivello del maremedio globalemedio globale

Copertura nevosaCopertura nevosaemisfero borealeemisfero boreale

NelNel complessocomplesso

Gli impatti dei cambiamenti climatici

UnaUna selezioneselezione di di impattiimpatti probabiliprobabili::

� Crescita della temperatura del pianeta (dal1860 di 0.6°C)

� Crescita di eventi di precipitazione

� Crescita nella frequenza ed intensità di eventi climatici estremi (uragani, ecc.)

� Crescita del rischio di desertificazione

� Riduzione dei ghiacciai

� Innalzamento del livello del mare(ultimi 100 anni: ca. 10-25 cm)

Variazioni nella temperatura, precipitazioni e livello dei mari

Agricoltura:

Cambiamenti nella quantità di raccolto, nella domanda di

Irrigazione e nella produttività

Foreste:

Cambiamenti nelle ecologie,

variabilità geografica dellespecie, salute e produttività

Zone costiere:

Erosioni, allagamenti

Inondazioni, mutamentinelle zone paludose

Salute umana:

Mortalità dovuta allecond. meteorologiche

malattie infettive

Qualità dell’aria –malattie respiratorie

Industria ed Energia:

Cambiamenti nelladomanda di energiae nella domanda e

offerta di beni

UnaUna classificazioneclassificazione deglidegli impattiimpatti

Risorse idriche:

Cambiamenti nell’offerta e nella qualità dell’acqua

Problemi di concorrenza e transfrontalieri

B. LB. L’’effetto serra:effetto serra:

come si alimentacome si alimenta

Emissioni di CO 2 dovute aconsumi energetici per regione

Global emissions grow by just over half between 2003 & 2030, with the bulk of the increase coming from developing countries

24 Gt

20302003

37 Gt

OECD52%

China16%

India4%

Other11% MENA

6%

Transition economies

11% OECD42%

China19%

India6%

Other16%

Transition economies

9%

MENA8%

Emissioni di CO 2 mondiali dovute aconsumi energetici per fonte

Global emissions grow more than 50% between 2003 and 2030, but fuel shares hardly change

0

5 000

10 000

15 000

20 000

25 000

30 000

35 000

40 000

1971 1980 1990 2000 2010 2020 2030

Mt o

f CO

2

Coal Oil Gas

2.2.

La questioneLa questione

energeticaenergetica

La sicurezza energetica

Dipendenza dalle importazioni di energia dei

paesi EU-27 nel 2004 in percentuale

Domanda mondiale di energia primaria

Oil, gas and coal together account for 83% of the growth in energy demand between now and 2030 in the Reference Scenario

Coal

Oil

Gas

Other renewables NuclearHydro0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

14 000

16 000

18 000

1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030

Mto

e

1971

A. La questione A. La questione

energetica:energetica:

le caratteristichele caratteristiche

dei combustibili fossilidei combustibili fossili

I dati principali

PETROLIO

GAS

CARBONE

Miliardi di TEP

PRODUZIONEANNUALE (P)

2001

2002

2001

38 anni141,4

1/1/03

1/1/03

1/1/02

146,2

656,3 2,2

2,0 73 anni

298 anni

EXPORT/PRODUZIONE (MONDO)

55%

DURATA(R/P)

3,7

RISERVE(R)

15%

27%

Riserve mondiali di petrolio(accertate)

Iraq9%

Iran10%

Non-M E NA39%

Saud i A rab ia20%

O ther M ENA14% K uwa it

8%

NonNon--MENA include Venezuela, Nigeria, USA,MENA include Venezuela, Nigeria, USA,……

Petrolio: riserve, produzione, consumoPetrolio: riserve, produzione, consumo

PAESIindustrializzati

ECONOMIEin transizione(*)

MEDIOORIENTE

ALTRI PAESIin via di sviluppo

(*) Comprendono le repubbliche dell’ex-Urss e i paesi europei dell’ex blocco sovietico

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

RISERVE PRODUZIONE CONSUMO

5 paesi detengono il 63% delle riserve10 paesi detengono l’84% delle riserve

5 paesi producono il 42% del totale10 paesi producono il 62% del totale

5 paesi consumano il 47% del totale10 paesi consumano il 60% del totale

Consumo di petrolio per paese

5,3 5,2

2,7 2,72,2 2,1 2,1 2,0 2,0

0

5

10

15

20

Stati Uniti

GiapponeCina

Germania

Russia

Corea del Sud

BrasileIndia

Canada

Francia

MONDO : 76,9MONDO : 76,9

ITALIA : 1,9ITALIA : 1,9

20,0

Consumo di petrolio per settore

Reserve mondiali di gas naturale(accertate)

Other Non-MENA28%

Iran16%

Other MENA

8%

Saudi Arabia

4%

Qatar14%

UAE8%

Russia27%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%




MEDIOORIENTE



Gas naturale: riserve, produzione, consumo5 paesi detengono il 61% delle riserve10 paesi detengono il 75% delle riserve

5 paesi producono il 59% del totale10 paesi producono il 72% del totale


Consumo di gas per paese

402

102 95 8755

622

667081 71

0

100

200

300

400

500

600

Stati U

niti

Russia

Regno

Unit

o

German

ia

Canad

a

Giappo

ne

Ucraina Italia Ira

n

Uzbek

istan

MONDO : 2.544MONDO : 2.544

ITALIA : 70ITALIA : 70

Consumo di gas naturale per settore


Carbone: riserve, produzione, consumo

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%




MEDIOORIENTE


CINA

5 paesi detengono il 70% delle riserve10 paesi detengono il 91% delle riserve

5 paesi producono il 71% del totale10 paesi producono l’86 % del totale


Produzione mondiale di carbone

Consumo di carbone per settore

B. La questione B. La questione

energetica:energetica:

i problemii problemi

Rapporto riserve/produzionedi petrolio, gas e carbone 1991-2001

0

50

100

150

200

250

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

ANNI

PETROLIO GAS CARBONE

Indice di dipendenza energetica*

* Rapporto tra importazioni nette di energia e consumi primari

-10%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Europa O

cc.

Franci

a

Ital

ia

SpagnaG

ran B

reta

gna

Stati

Uniti

Gia

ppone

(*) principalmente idroelettrico

Generazione elettrica: produzione per fonte nelle diverse aree geografiche

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Mondo Unione Europea Cina Stati Uniti

Carbone Petrolio Gas naturale Rinnovabili (*)Nucleare

Fonte: International Energy Agency

Oleodotti

•• Trasporto Trasporto costoso, costoso, soprattutto se si soprattutto se si devono devono attraversare attraversare oceani o marioceani o mari

•• Rischi quasi Rischi quasi nullinulli

0

20

40

60

80

100

120

1990 2005 2020E

Evoluzione del mercato italiano del gas

Miliardi di metri cubi

Fonte: Dati storici Bilancio Energetico Nazionale; previsioni Ufficio Studi Eni

Utilizzo del gas per settore e paese

2005 (Per cento)

Fonte:Wood Mackenzie, International Energy Agency, Enerdata

•• 27,127,1

GermaniaGermania

UKUK

FranciaFrancia

•• 33,333,3SpagnaSpagna

•• ItaliaItalia

•• 32,232,2

•• 26,226,2

•• 37,137,1

•• Industria Industria •• ResidenzialeResidenziale •• TermoelettricoTermoelettrico

•• 60,760,7

•• 16,816,8

•• 30,130,1

•• 38,338,3

•• 50,750,7

•• 39,539,5

•• 31,131,1

•• 4,44,4

•• 11,711,7

•• 56,256,2

•• Proiezione Proiezione ‘‘0505--’’2020

Trinidad Nigeria

Algerian

Russia

Algeria

Norway

Egypt

KazhakstanAzerbaijan

Turkmenistan

IranIraqLibyia

IL GAS PER L’EUROPA

LE ROTTE EUROPEE DEL GNL

dalla Siberia attraverso l’Austriadall’ Olandaattraverso le Alpi italo/svizzere

dall’ Algeria, attraverso il canale di Sicilia

LA RETE ITALIANA

GNLGNL

3.3.

Che cosa dobbiamo o Che cosa dobbiamo o

possiamo fare?possiamo fare?

Le politiche possibiliLe politiche possibili

PERCHÉ ACCADE TUTTO QUESTO?Interpretazione Sintetica

e produconoInquinamento

Consumando energiaConsumando energia

Esseri umani

(popolazione)

Esseri umani

(popolazione)

Inquinamento

Energia

Energia

Reddito

Reddito

PopolazioneX X=Inquinamento X Popolazione

generano reddito

generano reddito

Forze tecnologicheForze socio-economiche

LA SITUAZIONE ENERGETICA ITALIANA

3,2

3,0

3,2

2,6

2,6

2,6

2,1

2,3

2,2

2,1

2,1

2,0

1 2 3 4%

Aumento di produzione di energiarinnovabile

Ricerca di nuove forme energetiche

Politiche di riduzione dei consumienergetici

Costruzione di nuove centralielettriche

Item

s

Le elencherò ora una serie di programmi che il nost ro paese potrebbe realizzare per migliorare la situazione energetica. Vorrei che lei facesse una graduatoria di questi

programmi in base alla loro utilità. (Risposta stim olata)

Seconda rilevazione '04 Prima rilevazione '05 Seconda rilevazione '05

Base: totale intervistati

Soluzione 1:Soluzione 1:

fonti alternativefonti alternative

di energiadi energia

Il NucleareLa disponibilità globale è passata dal 74%

del 1991 all’84% del 2003.

La diffusione del nucleare per paese

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Stati U

niti

Fran

cia

Giapp

one

Ger

man

iaRus

sia

Sud Co

rea

Gra

n Bre

tagn

aUcraina

Cana

daSv

ezia

Spag

na

Altr

i - O

ECD

Altr

i - non

OEC

D

Twh

I primi 5 paesi producono il 70% della

produzione mondiale

In Europa ci sono molte centrali In Europa ci sono molte centrali nucleari, circa la metnucleari, circa la met àà di tutto il mondodi tutto il mondo

Al primo posto c'èla Francia, con quasi 50 reattori in funzione , seguita da Germania e Regno Unito

9%

7%

8%

50%

49%

44%

15%

16%

15%

16%15%

21%

10%

13%

12%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70%%

Molto

Abbastanza

Poco

Per nulla

Non sa/n. r.

Item

sParliamo adesso specificamente dell'energia nuclear e. Quanto è favorevole a

riprendere anche in Italia la produzione di energia elettrica per mezzo di centrali nucleari? (Risposta stimolata)

Seconda rilevazione '04 Prima rilevazione '05 Seconda rilevazione '05

L’UTILIZZO DI CENTRALI NUCLEARI


9%9%65%65%26%26%22°° RILEVAZ. RILEVAZ. ‘‘0404

8%8%59%59%33%33%22°° RILEVAZ. RILEVAZ. ‘‘0505

65%65%

““POCOPOCO”” + + ““PER NULLAPER NULLA””

7%7%28%28%11°° RILEVAZ. RILEVAZ. ‘‘0505

““NON NON SA/ N. SA/ N. R.R.””

““MOLTOMOLTO”” + + ““ABBASTANABBASTAN

ZAZA””

Alternative EnergyAlternative Energy

New InorganicNew InorganicCIGSCIGSPurely OrganicPurely Organic

JetstreamJetstream33rdrd GenerationGeneration

Advanced SolarAdvanced Solar::

BiofuelsBiofuels

Nuclear FissionNuclear Fission

Carbon Capture and Carbon Capture and Storage & CombustionStorage & Combustion

GeoGeo--engineeringengineering

Wind and Solar Grid Wind and Solar Grid IntegrationIntegration

BioBio--electricityelectricity

Advanced Solar Advanced Solar PVsPVs

CO2 from distributed emissions

Permanent & safe disposal

CO2 from concentrated

sources

Capture from power plants, cement, steel,

refineries, etc.

Geological Storage Mineral carbonate disposal

Capture from air

Fossil Energy: The Net Zero Carbon Economy

statoil

Fossil Energy: The Net Zero Carbon Economy

Idrogeno: la produzione

60%

30%

7% 3%REFORMINGDEGLIIDROCARBURICRACKING

GASSIFICAZIONE DELCARBONEELETTROLISI

QUALI APPLICAZIONI PER L’IDROGENO?

•• INDUSTRIA METALLURGICA: INDUSTRIA METALLURGICA: Produzione dellProduzione dell’’acciaioacciaio

•• MECCANICA: MECCANICA: Processi di saldaturaProcessi di saldatura

•• CHIMICA E PETROLCHIMICA: CHIMICA E PETROLCHIMICA: produzione di produzione di ammoniaca, metanolo, plastiche, pesticidiammoniaca, metanolo, plastiche, pesticidi

•• ALIMENTARE: ALIMENTARE: Idrogenazione di grassi Idrogenazione di grassi

•• PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICAPRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA

CELLE A COMBUSTIBILI (FUEL CELL)CELLE A COMBUSTIBILI (FUEL CELL)

FUEL CELL

LL’’ idrogenoidrogeno in in unauna parolaparola


fonti rinnovabili di fonti rinnovabili di

energiaenergia

Quote Quote didi RinnovabiliRinnovabili

• L'energia ottenibile dalle FER non è più così costosa come in passato rispetto quella ottenuta dalle fonti primarie esauribili

• Le potenzialità delle FER sono enormi e abbondantemente sufficientiper le necessità energetiche in tutto il pianeta

Prima rilevazione '05

Sì, è una fonte

presente in

natura in quantità

illimitata e

rigenerabile nel

tempo

38%

Sì, altra

definizione

0%

Non sa/n. r.

62%

LA CONOSCENZA DELLE PRINCIPALI FONTI DI ENERGIA: DOMANDE E RISPOSTE

Base: 1003 casi

Lei sa cosa si intende per fonte di energia rinnova bile? (Risposta spontanea)Seconda rilevazione '05

Non sa/n. r.

59%

Sì, altra

definizione

1%

Sì, è una fonte

presente in natura

in quantità

illimitata e

rigenerabile nel

tempo

40%

Base: 1003 casi


innovazione innovazione

tecnologicatecnologica

Emissioni di CO2 per unità di prodottoK

G d

i CO

2/ P

IL U

S$

‘95

PP

P

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000

Italy France Spain IEA EuropeItalia Francia Spagna Media IEA Europa

Intensità energetica complessiva(consumi di energia per unità di prodotto)

TE

P/m

iglia

ia d

i US

$‘9

5 P

PP

Italia Francia Spagna Media IEA Europa

0,12

0,17

0,22

0,27

1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000

kep/

$95

Intensità energetica usi civili

0,03

0,035

0,04

0,045

0,05

0,055

0,06

0,065

0,07

0,075

0,08

1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

Italia Germania Francia Regno Unito

kep/

$95

Intensità energetica nei trasporti

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

0,045

0,05

1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

Italia Germania Francia Regno Unito

I trasporti: l’evoluzione tecnologica è guidata da norme ambientali sempre più severe

% IMMATRICOLAZIONI

dieseldiesel

benzinabenzina

ibridiibridi

fuel fuel cellcell

GplGpl\\metanometano

Veicoli diesel

0

2

4

6

8

Euro0

<1993

Euro1

1993

Euro2

1996

Euro3

2000

Euro4

2005

g/km

CO HC+NOx PM (x10)

Veicoli a benzina

0

2

4

6

8

Euro0

<1993

Euro1

1993

Euro2

1996

Euro3

2000

Euro4

2005

g/km

Limiti emissioni in Europa Evoluzione del parco auto in Europa


risparmio energeticorisparmio energetico

1. Comando e Controlloe.g. MEPS

(Minimum Efficiency Performance Standards)

2. Accordi Volontari

3. Strumenti di mercato :

a. Tassazione

b.Certificati di efficienza energetica

c. Schemi di incentivo

Fonte: IEA

Al 2030, politiche di efficienza energetica più robu ste potrebbero consentire un risparmio di US$700 miliardi negli investimenti in infrastrutture elettriche dei paesi IEA (20% del totale )

37 paesi hanno introdotto programmi di labellinge 34 di efficienza energetica (inizio del 2000)

40 paesi hanno introdotto MEPS (Minimum EnergyPerformance Standards)

In USA, grazie agli standard si sono risparmiati 88 TWh(2.5% dell’elettricità totale ) e 21000 MW di capacità di generazione ( 3% del totale )

Utilità delle Politiche per l’Efficienza Energetica

0%1%

6%4%

3%3%

3%4%

4%5%

5%5%

10%

15%

12%12%

24%20%

33%

31%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%%

Lascio meno luci accese in casa

Utilizzo gli elettrodomestici nelle fasce serali

Utilizzo meno gli elettrodomestici

Utilizzo il riscaldamento solo se serve

Utilizzo elettrodomestici di classe A

Adotto misure di isolamento termico della casa

Utilizzo meno l'automobile/il motorino

Utilizzo il condizionamento solo se serve

Altro

Non sa/n. r.

Item

s

Se sì, quali? (Risposta spontanea, possibile rispos ta multipla)PERCENTUALI RICALCOLATE SUL TOTALE RISPOSTE

Prima rilevazione '05 Seconda rilevazione '05

IL RISPARMIO ENERGETICOIL RISPARMIO ENERGETICO


Le fonti energetiche tra sicurezza degli approvvigionamenti e emergenza climatica, di Marzio...

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