"Futuro energetico 2050": sicurezza dell'approvvigionamento e neutralità climatica entro il 2050
Con il progetto di settore "Futuro energetico 2050", l'Associazione delle aziende elettriche svizzere AES illustra, attraverso differenti scenari, a cosa potrebbe assomigliare l'approvvigionamento energetico della Svizzera entro il 2050. Conclusione: senza una massiccia accelerazione dello sviluppo delle energie rinnovabili e un aumento sostanziale dell'efficienza, una trasformazione e un'estensione mirata delle reti e uno stretto scambio d'energia con l'Europa, la Svizzera non raggiungerà i suoi obiettivi energetici e climatici. La trasformazione del sistema energetico è un progetto intergenerazionale che necessita di enormi sforzi da parte della politica e della società.
La sicurezza energetica non è più cosa ovvia e il rischio di una penuria energetica è un'amara realtà. "Le conseguenze delle negligenze commesse nel corso degli ultimi dieci anni ci stanno colpendo duramente. È quindi giunto il momento di gettare le basi per un approvvigionamento energetico sicuro e sostenibile", dichiara Michael Wider, presidente dell'AES. Lo studio "Futuro energetico 2050", condotto dall'AES in stretta collaborazione con l'Empa, è la prima modellizzazione scientifica che simula l'intero sistema energetico svizzero in maniera intersettoriale fino all'anno 2050, tenendo conto anche i Paesi confinanti.
La direzione scientifica dello studio è stata assicurata dai ricercatori dell'Empa Matthias Sulzer e Martin Rüdisüli. Per quasi due anni hanno creato, con una squadra di scienziati e numerosi partner industriali, una base di dati unica nel suo genere che ingloba sia tutte le fonti d'energia che tutti i settori. "Finora, i lavori sono stati fatti di solito su singoli aspetti o su modelli semplificati. Il modello che è stato creato offre per la prima volta una visione d'insieme del nostro sistema energetico", spiega Sulzer. Inoltre, può essere utilizzato per degli studi più approfonditi: "È facile integrare nuove conoscenze o modificare le condizioni generali".
Lo studio presenta varie opzioni, comprese le restrizioni, i costi e le condizioni quadro associate, per raggiungere gli obiettivi di politica energetica e climatica con la tecnologia attuale. Il "Futuro energetico 2050" si basa su quattro scenari rappresentativi tra le dimensioni "Accettazione nazionale di nuove infrastrutture energetiche" (sviluppo difensivo vs offensivo) e "La Svizzera in relazione all'Europa energetica" (isolata vs integrata).
Ecco i dodici risultati principali per la trasformazione dell'approvvigionamento di energia entro il 2050:
1. Non raggiungeremo gli obiettivi energetici e climatici senza una massiccia accelerazione dello sviluppo e un aumento sostanziale dell'efficienza, una trasformazione e un'estensione mirata delle reti e un stretto scambio di energia con l'Europa.
Il ritmo attuale dello sviluppo del fotovoltaico (FV) e dell'eolico in particolare non sarà sufficiente per raggiungere, entro il 2050, gli obiettivi energetici e climatici della Svizzera, che dovrà continuare ad appoggiarsi in parte alle energie fossili. All'attuale ritmo dello sviluppo del fotovoltaico degli ultimi due anni, mancheranno, nello scenario "difensivo", fino a 7 GW, ovvero il 20% della produzione solare richiesta. Per quanto riguarda l'energia eolica, attualmente poco sviluppata, negli scenari "offensivo" ci sarà un deficit di 1,2 GW nel 2050, al ritmo attuale.
2. Il fabbisogno di elettricità della Svizzera è destinato ad aumentare.
Il fabbisogno di elettricità di base della Svizzera diminuirà leggermente entro il 2050 grazie al miglioramento delle tecnologie e delle misure d'efficienza. La sostituzione dei combustibili fossili nei settori dei trasporti e del riscaldamento, tuttavia, comporterà un forte aumento del fabbisogno di elettricità, che passerà dagli attuali 62 TWh a 80-90 TWh nel 2050, con un incremento del 25-40% a seconda dello scenario. L'aumento della domanda di elettricità e la successiva dismissione delle centrali nucleari svizzere entro il 2044 creeranno un deficit di produzione di 37-47 TWh, che dovrà essere colmato con la costruzione di nuovi impianti.
3. L'accettazione elevata di nuove infrastrutture energetiche e una stretta cooperazione con l'Unione europea creano le migliori condizioni per garantire la sicurezza dell'approvvigionamento e raggiungere gli obiettivi energetici e climatici con il minor costo.
Nel complesso, lo scenario "offensivo-integrato" offre l'approvvigionamento energetico più affidabile per la Svizzera. Lo scenario "offensivo-integrativo" presenta i costi di sistema annuali più bassi, pari a circa 24 miliardi di CHF, e una dipendenza relativamente bassa dalle importazioni di elettricità in inverno, pari a circa 7 TWh (19% del fabbisogno invernale). Nello scenario "difensivo-isolato", invece, i costi ammontano a circa 28 miliardi di CHF e la dipendenza dalle importazioni di elettricità è di circa 9 TWh (22% del fabbisogno del semestre invernale).
4. Un sistema energetico trasformato è più vantaggioso che lo status quo perché più efficiente.
Questo è particolarmente vero per gli scenari "offensivo". A seconda dello scenario, la sostituzione delle attuali importazioni di combustibili fossili con l'elettricità esercita una riduzione dei costi annuali di sistema da 1 a 5 miliardi di CHF. L'efficienza aumenta notevolmente, essendo le applicazioni elettriche più efficienti dei processi di combustione. L'estensione e la trasformazione della rete elettrica non sono ancora state prese in considerazione.
5. La trasformazione del sistema energetico riduce da 4 a 6 volte la dipendenza energetica complessiva della Svizzera.
Oggi, la Svizzera dipende per il 79% dalle importazioni su un totale di 259 TWh di energia primaria. Nel 2050, questa parte d'importazione si ridurrà al 30-42% di un totale di 115-132 TWh di energia primaria a seconda dello scenario, riducendo così la dipendenza assoluta dalle importazioni di un fattore di 4 a 6. Ciò è reso possibile dall'elettrificazione che porta a una maggiore efficienza dei sistemi, a un aumento dell'efficienza in termini di domanda e allo sviluppo della produzione di energia indigena.
6. La Svizzera resta importatrice di elettricità.
In inverno continuerà a importare elettricità. La dipendenza dalle importazioni di elettricità in inverno passa dagli attuali 3 TWh a 7 TWh nello scenario "offensivo-integrato" e a 9 TWh nello scenario "difensivo-isolato". Il problema delle importazioni si aggraverà intorno al 2040, poiché non ci sarà ancora un'infrastruttura per l'idrogeno, il nucleare svizzero sarà già in gran parte fuori servizio e il fabbisogno di elettricità aumenterà a causa della crescente elettrificazione.
7. La neutralità climatica è possibile solo con un'elettrificazione completa.
In tutti e quattro gli scenari la neutralità climatica implica la sostituzione dei carburanti e combustibili fossili con l'elettricità, in particolare nei settori dei trasporti e del riscaldamento. Questo permette di ridurre i gas serra sul territorio nazionale in tutti gli scenari, passando dagli attuali 35 milioni di tonnellate d'equivalenza CO2 a 2,6-3,3 milioni di tonnellate. Il raggiungimento dell'obiettivo di zero emissioni nette implicano misure supplementari che prevedono l'uso di tecnologie a emissioni negative, come la cattura della CO2 negli impianti di incenerimento dei rifiuti domestici o direttamente dall'aria (direct air capture). I costi supplementari di queste misure ammontano a 3-3,5 miliardi di CHF all'anno e sono inclusi nei costi di sistema.
8. L’energia idroelettrica rimane il pilastro del sistema energetico svizzero
Dominerà la produzione di elettricità in tutti gli scenari, con circa 35 TWh. Negli scenari "offensivo", è possibile aggiungere circa 2 TWh prodotti con acqua accumulata, rinforzando così la sicurezza invernale del sistema energetico.
9. Il fotovoltaico alpino e l'eolico offrono vantaggi significativi all'approvvigionamento invernale.
Nel 2050, la produzione degli impianti fotovoltaici a terra alpini ammonta a circa 2 TWh negli scenari "offensivo", e la produzione eolica à circa 3 TWh. Poiché questi impianti permettono di ridurre le importazioni di elettricità, contribuiscono in modo sostanziale all'approvvigionamento elettrico invernale.
10. L'idrogeno può diventare un elemento essenziale dell'approvvigionamento energetico della Svizzera.
L'importazione di idrogeno verde attraverso l'infrastruttura europea dell'idrogeno, in corso di sviluppo, può diventare un pilastro dell'approvvigionamento energetico in inverno, accanto all'energia idroelettrica e al fotovoltaico. Nello scenario "offensivo-integrato", le centrali a gas alimentate a idrogeno forniscono circa 13 TWh di elettricità nell'arco dell'intero anno, di cui 9 TWh in inverno, coprendo circa il 20% del fabbisogno invernale. L'aggiunta di nuove centrali nucleari, come i piccoli reattori modulari (small modular reactors, SMR) non è redditizia con un'infrastruttura per l'idrogeno altamente sviluppata nell'UE ("dorsale europea dell'idrogeno"), poiché le centrali a gas a idrogeno possono soddisfare la domanda in modo più flessibile ed economico.
11. La sicurezza dell'approvvigionamento richiede centrali di supporto e strutture di stoccaggio.
Il sistema energetico del futuro sarà in gran parte alimentato da una produzione basata sulle energie rinnovabili dipendenti dalle condizione atmosferiche come il fotovoltaico e l'eolico. Per mantenere la sicurezza dell'approvvigionamento in queste condizioni, è necessario disporre di centrali elettriche di supporto e di strutture di stoccaggio dell'energia. I costi di queste operazioni ammontano a circa 1 miliardo di CHF all'anno e sono integrate nei costi di sistema.
12. La trasformazione del sistema energetico implica una ristrutturazione e un estensione della rete elettrica.
Il fotovoltaico si sviluppa massicciamente, con una produzione di 18 TWh nello scenario "offensivo-integrato", a 28 TWh nello scenario "difensivo-isolato", principalmente in maniera decentrata sui tetti. Con l'elettrificazione dei trasporti e delle applicazioni termiche, ciò richiede un'estensione e una trasformazione della rete, soprattutto ai livelli inferiori. Lo sviluppo del fotovoltaico alpino richiede anche la costruzione delle linee di alimentazione corrispondenti. Questa estensione della rete non è ancora stata presa in considerazione nel presente studio e sarà oggetto di uno studio più approfondito dell'AES nel 2023.
La sicurezza dell'approvvigionamento e la neutralità climatica entro il 2050 non sono scontate
"Con lo studio "Futuro energetico 2020", il settore contribuisce in modo professionale e scientifico al dibattito sulla politica energetica e all'ulteriore sviluppo del nostro sistema energetico", dichiara Michael Frank, direttore dell'AES. I risultati dimostrano che il raggiungimento degli obiettivi energetici e climatici non sarà scontato, ma richiederà il massimo impegno. Proseguire l'attuale politica energetica non è un'opzione. Dal punto di vista dell'AES, la sicurezza dell'approvvigionamento deve essere dichiarata d'interesse nazionale e gli ostacoli rimossi affinché la sicurezza dell'approvvigionamento e la neutralità climatica entro il 2050 siano possibili.