Evoluzione energetica: transizione dal grigio al verde

L'energia rinnovabile è attualmente il modo più economico per mitigare il cambiamento climatico e garantire la sicurezza energetica. L'elettrificazione, le reti e i minerali critici per la transizione energetica beneficeranno probabilmente di un aumento della spesa.

La transizione energetica globale si trova ad un punto di svolta. Gli investimenti in energia pulita, affidabile e accessibile sono destinati a crescere in misura significativa in quanto, oltre ai consumatori e produttori, che desiderano comportarsi in modo più responsabile, anche i governi stanno adottando misure per combattere il cambiamento climatico e garantire la sicurezza energetica. Prevediamo investimenti significativi

1. nell’elettrificazione e
2. nella rete, che determineranno una forte domanda di
3. materiali critici, ovvero gli elementi costitutivi della transizione energetica.
   

Nel corso della storia, l’umanità ha vissuto diverse transizioni energetiche. Nei secoli, le società e le economie sono passate dal bruciare combustibili pesanti per produrre calore, energia e luce, al bruciare varie iterazioni di combustibili più leggeri per riscaldare le case, cucinare, alimentare le fabbriche e i mezzi di trasporto.¹ Oggi, il mix energetico è costituito da carbone, petrolio e gas naturale; l’energia nucleare e quella idroelettrica forniscono un carico di base stabile di energia elettrica e le energie rinnovabili come l’eolico e il solare crescono rapidamente, pur partendo da una base ridotta.

Dopo la crisi petrolifera del 1973, il termine “transizione energetica” è stato sposato da politici e media, ma è stato solo quando Jimmy Carter, nel suo discorso alla nazione sull’energia del 1977, parlò di “una transizione nel modo in cui la gente usa l’energia”² che il termine è diventato popolare e sempre più diffuso.

Oggigiorno usiamo il termine “evoluzione energetica” per descrivere ciò che presumiamo sarà una transizione (per l’appunto, un’evoluzione) molto graduale da un sistema basato sui combustibili fossili a modalità più pulite di produzione, stoccaggio, fornitura e consumo di energia.

Grafico 1: consumo globale di energia primaria per fonte³

Fonte: Our World in Data, basato su Vaclav Smil (“Energy and Civilization - a History”, 2017) e BP Statistical Review of World Energy. Tratto da https://ourworldindata.org/energy-mix il 23 febbraio 2023.

L’evoluzione energetica si trova oggi ad un punto di svolta e crediamo che le energie rinnovabili siano il modo più economico per raggiungere il duplice obiettivo di mitigare il cambiamento climatico e garantire la sicurezza energetica. Il sistema energetico globale, così come lo conosciamo, si trova ad affrontare diversi problemi:

1. Demografia: il consumo di energia aumenta con la crescita della popolazione,⁴ che segue lo sviluppo delle economie, l’aumento dell’urbanizzazione e la maggiore ricchezza dei consumatori.
2. Accessibilità: l’aumento della domanda di energia si scontra con anni di scarsi investimenti nella relativa fornitura, da cui consegue un livello elevato dei prezzi.
3. Sicurezza energetica: i recenti avvenimenti in Russia e Ucraina⁵ hanno sottolineato ancora una volta il peso della geopolitica nell’aumento del prezzo dell’energia, evidenziando la necessità di investire in sicurezza energetica e autosufficienza e ridurre la dipendenza dalle importazioni internazionali per il proprio fabbisogno energetico.
4. Cambiamento climatico: i danni causati all’ecosistema del pianeta e i costi economici del cambiamento climatico⁶ stanno diventando insostenibili. La consapevolezza di consumatori, produttori e governi sta aumentando rapidamente, favorendo cambiamenti di comportamento, nonché politiche e normative.
   

L’azione politica sta effettivamente portando a una nuova ondata di investimenti nelle energie rinnovabili, nelle tecnologie pulite, nella mobilità sostenibile e nelle relative infrastrutture energetiche, come dimostra l’approvazione dell’Inflation Reduction Act statunitense^,7 che prevede significativi crediti d’imposta per gli investimenti nelle nuove tecnologie e per il rimpatrio delle catene di valore dell’energia. Anche l’Unione Europea sta lavorando a una legge simile per attrarre investimenti.

Come già detto, la transizione globale verso l’energia sostenibile è sempre più trainata dalla consapevolezza di dover ridurre a zero le emissioni globali di gas serra se si vuole combattere il cambiamento climatico. Poiché i combustibili fossili sono la più grande fonte di emissioni di carbonio⁸, il loro uso è limitato dall’Accordo di Parigi del 2015,⁹ il quale fissa come obiettivo il mantenimento del riscaldamento globale al di sotto di 1,5° C.

L’evoluzione energetica da sistemi ad alto contenuto di carbonio a sistemi più puliti e leggeri è sostenuta dal continuo miglioramento tecnologico e dall’aumento delle nuove tecnologie disponibili. Come si evince dal grafico seguente, l’energia elettrica tradizionale a carbone e a gas non ha mostrato praticamente alcun miglioramento in termini di costo livellato dell’energia (LCOE).¹⁰

Grafico 2: LCOE di diverse tecnologie in USD/MWh

Solare fotovoltaico: solare fotovoltaico

Inoltre, si stima che il costo dell’eolico e del solare calerà ulteriormente con l’aumento della loro diffusione, vale a dire che viene utilizzata una maggiore capacità in quella che viene definita la curva di apprendimento della capacità, ovvero la riduzione dei costi per un raddoppio della capacità installata.¹¹

L’energia rinnovabile competitiva in termini di costi facilita l’elettrificazione dei sistemi energetici. Ciò significa essenzialmente che il modo in cui consumiamo la nostra energia cambierà: invece di guidare auto a benzina, guideremo veicoli elettrici,¹² invece di scaldare le nostre case con il gas o di cucinare su stufe a gas, lo sviluppo delle pompe di calore aumenterà e cucineremo usando l’energia elettrica. Si stima che entro il 2050 circa la metà dell’energia consumata sarà energia elettrica.¹³

Grafico 3: aumenta il fabbisogno di energie rinnovabili per soddisfare la crescente domanda di elettricità

Le proiezioni si basano sul fabbisogno del settore energetico globale per raggiungere zero emissioni nette di CO₂ entro il 2050. Fonte: Agenzia internazionale per l’energia (2021), Net Zero by 2050.

Per soddisfare l’aumento della domanda di energia elettrica si ricorrerà sempre di più all’energia pulita, il che significa che saranno necessari investimenti significativi nelle energie rinnovabili per soddisfare un aumento di 20 volte della produzione di energia a basse emissioni di carbonio.

Con l’immissione in rete di una maggiore quantità di energia rinnovabile intermittente, saranno necessari investimenti nella capacità di stoccaggio delle batterie, al fine di immagazzinare l’elettricità generata dall’energia eolica e solare. Dopo tutto, il sole splende di giorno, ma noi potremmo voler utilizzare l’energia solare quando torniamo a casa dal lavoro e accendiamo la TV o la lavatrice, carichiamo il nostro veicolo elettrico. ecc.¹⁴ Inoltre, saranno necessari investimenti nelle reti bidirezionali, compreso il software per gestire i flussi di elettricità al fine di mantenere la rete in equilibrio. La rete elettrica come l’abbiamo conosciuta finora, in cui un grande impianto distribuisce energia a molte famiglie, cederà il passo ad una rete decentralizzata che consente la generazione distribuita15 da parte di piccoli operatori a essa collegati.

Secondo lo stesso scenario dell’Agenzia internazionale per l’energia (AIE), in cui il consumo di energia elettrica è più che raddoppiato e la domanda incrementale di elettricità è soddisfatta dalle fonti rinnovabili, nel periodo 2020-2040 gli investimenti nella rete dovrebbero triplicare per poi rimanere a livelli elevati.

Grafico 4: gli investimenti nella rete dovrebbero triplicare entro il 2040

L’evoluzione energetica è una transizione fisica, ovvero sarà necessario costruire un nuovo sistema energetico adatto al futuro. Ciò significa che serviranno elementi di base: dovremo investire in materiali critici come i prodotti metallici o chimici per le batterie, il rame per il cablaggio elettrico e il trasporto dell’energia elettrificata, l’alluminio per i dispositivi di mobilità leggeri, i metalli delle terre rare per produrre magneti permanenti per i veicoli elettrici e le turbine eoliche offshore.

A causa della scarsità di investimenti effettuati negli ultimi anni in molti di questi elementi che favoriscono la transizione energetica, si stima che l’offerta non sarà sufficiente a soddisfare la domanda, con conseguenti deficit di mercato e aumenti dei prezzi. Lo abbiamo già visto nei mercati del rame, ma anche i prezzi del litio sono aumentati in modo significativo negli ultimi anni.

Grafico 5: si stima che la domanda di minerali triplicherà entro il 2040

Si prevede che la domanda totale di minerali triplicherà entro il 2040, poiché sarà necessario portare in superficie i materiali critici che consentono la transizione energetica.¹⁶ La domanda di minerali utilizzati nei veicoli elettrici e nei sistemi di stoccaggio delle batterie dovrebbe addirittura aumentare di oltre 28 volte nello stesso arco di tempo.

Va evidenziato che non tutta la domanda sarà soddisfatta dalla quantità (finita) di risorse presenti nella crosta terrestre, ma che anche il riciclaggio assumerà un ruolo chiave nell’aumento dell’offerta: nello stesso scenario, la percentuale di materiali riciclati nell’offerta per soddisfare la domanda totale di rame, litio, cobalto e nichel dovrebbe aumentare dall’attuale livello inferiore all’1% all’8% entro il 2040.

Come si può vedere di seguito, ci troviamo davvero ad un punto di svolta nell’evoluzione energetica, poiché gli investimenti nella transizione energetica sono saliti a oltre USD 1000 miliardi nel 2022, con un aumento del 31% su base annua. Detto questo, se vogliamo raggiungere un sistema energetico a zero emissioni nette, gli investimenti per la transizione dovranno comunque triplicare nel resto di questo decennio.

Grafico 6: Investimenti globali nella transizione energetica per settore

Sebbene gli investimenti globali nella transizione energetica a basse emissioni di carbonio ammontino a USD 1100 miliardi, la spesa dovrà almeno triplicare per raggiungere gli obiettivi simultanei di combattere il cambiamento climatico, garantire la sicurezza energetica e soddisfare la crescente domanda di energia a prezzi accessibili, determinata dall’aumento demografico. Ciò offre ampie opportunità agli investitori che desiderano generare rendimenti a lungo termine, beneficiando al contempo dell’esposizione all’evoluzione energetica.

Ove questi materiali contengano affermazioni relative al futuro, queste hanno natura previsionale, sono soggette a rischi e incertezze e non sono garanzia di risultati futuri.
Le società sopra menzionate sono state indicate soltanto a titolo illustrativo e non costituiscono una sollecitazione o un’offerta di acquisto o vendita di un investimento. Le persone sopra indicate svolgono esclusivamente attività regolamentate nella/e giurisdizione/i in cui sono titolari di adeguata licenza, ove applicabile.

¹ The world's energy transitions: a history told in infographics | Forum economico mondiale (weforum.org)
² trascrizione del discorso di Carter alla nazione sui problemi energetici - The New York Times (nytimes.com)consultato il 23 febbraio 2023
³ L’energia primaria è calcolata con il “metodo della sostituzione”, che tiene conto delle inefficienze produttive dei combustibili fossili. In pratica, l’energia ottenuta da fonti non fossili viene convertita negli input energetici richiesti considerando le stesse perdite di conversione dei combustibili fossili.
TWh = terawattora, l’energia di un miliardo di watt di potenza sostenuta per un’ora
⁴ U.S. Energy Information Administration (2021). International Energy Outlook 2021. Consultato il 23 febbraio 2023
⁵ Reuters (2022). Ukraine crisis. Russian gas threat in Europe. Tratto da t in Europe https://www.reuters.com/graphics/UKRAINE-CRISIS/GAS/gdpzynlxovw/ CRISIS/GAS/gdpzynlxovw/, 23 febbraio 2023
⁶ SwissRe Institute (2021). The economics of climate change. Consultato il 23 febbraio 2023
⁷ United States Environmental Protection Agency (2022). The Inflation Reduction Act. Tratto da https://www.epa.gov/green-power-markets/inflation-reduction-act il 23 febbraio 2023
⁸ United States Environmental Protection Agency (2022). Global Greenhouse Gas Emissions Data. Tratto da  https://www.epa.gov/ghgemissions/global-greenhouse-gas-emissions-data il 23 febbraio 2023
⁹ Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC) (n.d). Accordo di Parigi. Tratta da https://unfccc.int/process-and-meetings/the-paris-agreement il 23 febbraio 2023
¹⁰ LCOE: the economic lifetime cost of providing energy: the price of energy that needs to be paid to cover initial investment, operations and maintenance expenses, and the cost of fuel. See, for instance Global LCOE and Auction values (irena.org)
¹¹ BloombergNEF (n.d.). Levelized Cost of Electricity: Methodology | Full Report | BloombergNEF (bnef.com). Tratto da https://www.bnef.com/insights/30293/view#page-15 il 23 febbraio 2023
¹² Statista (n.d). Mobility Market Insights. Electric Vehicles Worldwide. Tratto da https://www.statista.com/outlook/mmo/electric-vehicles/worldwide il 23 febbraio 2023
¹³ Agenzia internazionale per l’energia (IEA) (2023). Net Zero by 2050. A Roadmap for the Global Energy Sector. Tratto da https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050 il 23 febbraio 2023
¹⁴ Per una buona trattazione di questo aspetto, si veda ad es. Ten Years of Analyzing the Duck Chart: How an NREL Discovery in 2008 Is Helping Enable More Solar on the Grid Today | News | NREL
¹⁵ United States Environmental Protection Agency (n.d.). Distributed Generation of Electricity and its Environmental Impacts. Tratto da https://www.epa.gov/energy/distributed-generation-electricity-and-its-environmental-impacts#about il 23 febbraio 2023
¹⁶ AIE (2021). The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions. Tratto da https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions il 23 febbraio 2023
¹⁷ Nota: esclusi gli investimenti in rete; gli anni di inizio variano a seconda del settore, ma tutti i settori sono presenti dal 2019 in poi; I dati sul nucleare iniziano nel 2015. I quadrati tratteggiati indicano gli investimenti annuali necessari per raggiungere i risultati del Bloomberg New Energy Outlook 2022 Net Zero Scenario (NZS). Lo scenario Net-Zero mira a raggiungere lo zero netto globale entro il 2050, in linea con 1,77 gradi Celsius di riscaldamento.