La storia dell’energia è sempre stata molto dinamica nella sua evoluzione. Nel corso degli ultimi secoli, siamo passati dal legno al carbone e poi al petrolio, al nucleare e al gas. Queste transizioni energetiche, determinate dall’innovazione e dal progresso tecnologico, hanno rivoluzionato la storia dell’industria e addirittura modificato profondamente la società e gli equilibri geopolitici del tempo. Oggi il mondo sta sperimentando una nuova profonda trasformazione, guidata dalle nuove tecnologie digitali che stanno cambiando completamente il modo in cui produciamo, trasportiamo e consumiamo l’energia, creando nuove opportunità e modelli di business inediti. L’elettricità prodotta da fonti rinnovabili, grazie alla loro ormai chiara e crescente competitività, si sta affermando come la risposta più adatta alle sfide che il mondo è chiamato ad affrontare, tra cui il processo di decarbonizzazione e la crescita della domanda di energia dovuta alle dinamiche demografiche. Negli ultimi 50 anni, la crescita globale della domanda primaria di energia è stata soddisfatta quasi interamente dai combustibili fossili, determinando un raddoppio delle emissioni di anidride carbonica (CO2) in atmosfera.
La comunità scientifica ha dimostrato che questo fenomeno ha causato l’aumento della temperatura del pianeta, con effetti devastanti sul clima: il 2017 è stato l’anno più caldo della storia e gli eventi metereologici avversi hanno causato danni per oltre 300 miliardi di dollari nei soli Stati Uniti. Invertire la rotta è diventata quindi una priorità condivisa a livello globale. Il settore elettrico ha dato un contributo importante al processo di decarbonizzazione in atto, soprattutto grazie alla forte diffusione delle rinnovabili che, inizialmente supportata da politiche pubbliche, è oggi un trend interamente guidato dall’economicità e dall’efficienza di queste tecnologie. Dal 2009 il costo medio di generazione del solare fotovoltaico e dell’eolico onshore è diminuito, rispettivamente, dell’80% e del 60%, grazie soprattutto al progresso nella scienza dei materiali che ha reso più durevoli e performanti queste tecnologie, nonché alle economie di scala. Negli ultimi cinque anni, la capacità di generazione elettrica da fonti rinnovabili è cresciuta in media di 130 GW (gigawatt) all’anno, grazie soprattutto all’espansione di eolico e fotovoltaico. Volgendo lo sguardo al 2040, si stima che la nuova capacità da rinnovabili triplicherà, toccando una media di 300 GW all’anno, guidata dalle installazioni di nuovi impianti fotovoltaici ed eolici. Di conseguenza, la quota di rinnovabili nel mix energetico mondiale passerà dall’attuale 24% a oltre il 60% al 2040.
Il processo di urbanizzazione e la robusta crescita della popolazione mondiale avranno un notevole impatto sulla domanda di energia. Secondo le Nazioni Unite, gli abitanti della Terra supereranno i 9 miliardi al 2050 - concentrati soprattutto in Asia e Africa - e circa due terzi vivrà nelle città, in aumento rispetto all‘attuale 50%. Questa tendenza comporterà un aumento della domanda energetica, in particolare legata alla costruzione degli edifici, alla loro gestione e alla crescente domanda di servizi di mobilità pubblica e privata. A fronte di una domanda primaria di energia in crescita di circa un terzo a livello globale al 2040, il consumo di elettricità aumenterà di circa il 50%, dimostrando di essere il vettore più sostenibile, pulito ed efficiente. Già negli ultimi quindici anni, la crescita del consumo finale di energia è stata coperta per circa un terzo dall’elettricità ma e entro il 2040 si prevede un’accelerazione e la quota di crescita della domanda soddisfatta dall’elettricità salirà a circa il 40%, con un ruolo crescente negli edifici e nei trasporti. Infatti, i veicoli elettrici sono più efficienti dei motori a combustione interna, hanno emissioni di particolato e di altri agenti inquinanti pari allo zero e consentono quindi di accelerare il passaggio a un settore dei trasporti pulito e sostenibile. La riduzione del costo delle batterie, il miglioramento tecnologico, la diffusione delle stazioni di ricarica, la proliferazione dei modelli di veicoli elettrici (dagli appena 30 del 2012 agli oltre 120 attesi nel 2020) e il crescente interesse dei consumatori spianeranno la strada a una rapida espansione della mobilità elettrica. Nel mondo si vendono oggi circa 1,6 milioni di veicoli elettrici l’anno, e nel 2040 il numero di auto elettriche vendute (circa 60 milioni di unità) sorpasserà quello di veicoli con motori a combustione interna.
Da un punto di vista geografico, l’aumento della domanda elettrica sarà concentrato nei Paesi in via di sviluppo, supportato dalla robusta espansione demografico-economica e dai miglioramenti nelle condizioni di acceso all’elettricità, mentre risulterà più moderata nelle Americhe e per lo più stabile in Europa e Giappone, grazie alle misure di risparmio ed efficienza energetica. Nelle economie emergenti, la domanda di elettricità è prevista crescere di quasi il 3% l’anno da qui al 2040, soprattutto in ambito industriale, mentre in Cina e India per sistemi di condizionamento degli ambienti e per grandi elettrodomestici. Infine, migliori condizioni di accesso all’elettricità traineranno i consumi di elettricità in Africa e sudest Asiatico. Nelle economie avanzate invece, la crescita della domanda elettrica sarà determinata in gran parte dai maggiori consumi di piccole apparecchiature elettroniche (smartphone, tablet, computer), mentre la maggior efficienza energetica compenserà l’incremento di domanda per illuminazione, grandi e piccoli elettrodomestici, riscaldamento e condizionamento.
Facendo un focus sull’Europa, nel 2050 oltre il 60% dei consumi potrà essere coperto dal vettore elettrico, rispetto all’attuale 22%, grazie alla trasformazione del settore trasporti, residenziale e industriale. Il settore trasporti è quello che offre il maggiore potenziale: secondo le stime di Eurelectric, entro il 2050 circa il 60-65% della domanda energetica (dall’attuale 1%) sarà elettrificata, con l’effetto di rendere più vivibili le città grazie alla riduzione dell’inquinamento locale, sia acustico che ambientale. A guidare questo trend sono i veicoli passeggeri elettrici che rappresenteranno oltre il 90% del parco auto circolante. Nel settore residenziale, sarà possibile utilizzare maggiormente l’elettricità per climatizzare gli edifici, fino a coprire il 60-65% del fabbisogno energetico (dall’attuale 34%), promuovendo la diffusione delle pompe di calore, oltre due volte più efficienti delle caldaie a gas, per riscaldamento dell’acqua e degli ambienti. Nel settore industriale, infine, sarà possibile elettrificare fino al 50% i processi produttivi, rispetto all’attuale 33%. Esempi concreti sono rappresentati dall’utilizzo dei forni elettrici ad arco nella produzione di acciaio a partire da materiale di riciclo, sei volte più efficienti degli altiforni tradizionali, oppure nell’elettrificazione del processo di raffinazione di etilene, componente essenziale della plastica. Queste misure, combinate alla sempre maggiore penetrazione delle rinnovabili e a interventi di efficienza energetica, permetteranno all’Europa di conseguire notevoli vantaggi. Innanzitutto, un risparmio per consumatori e imprese nell’ordine di 200-250 miliardi di euro all’anno al 2030, riconducibili prevalentemente ai settori dei trasporti e degli edifici, grazie alla maggiore efficienza e quindi a un calo della spesa per i combustibili. L’aumento della quota di elettricità potrà ridurre drasticamente anche la dipendenza energetica europea (oggi al 54%). Incrementando al 2030 l’elettrificazione, il consumo di fonti fossili potrà diminuire di circa il 35-40%, con il duplice beneficio di migliorare la bilancia commerciale europea e stabilizzare il costo dell’energia per consumatori e imprese, offrendo così certezza a lungo termine per gli investimenti. Per rendere ancor più efficiente questa transizione verso un mondo decarbonizzato e caratterizzato da una forte elettrificazione dei consumi, non si potrà prescindere dal rafforzamento della digitalizzazione del settore. Impianti di generazione dotati di sistemi avanzati di gestione e diagnostica consentiranno di ottimizzare i profili di produzione e massimizzare la disponibilità di energia pulita. Reti sempre più intelligenti abiliteranno la penetrazione sempre maggiore di rinnovabili e l’innalzamento delle potenze impegnate dagli utenti finali. Contatori intelligenti e piattaforme di aggregazione di generazione distribuita, domanda attiva, impianti di stoccaggio e auto elettriche, permetteranno ai clienti finali di essere attori protagonisti del mercato elettrico erogando servizi ad alto valore aggiunto per la rete elettrica. Il fenomeno è già in essere e la tendenza è quella di un aumento esponenziale: dal 2014 gli investimenti delle compagnie elettriche nelle tecnologie digitali sono aumentati del 20% all’anno e, nel 2016, hanno toccato i 47 miliardi di dollari: più di quanto investito a livello mondiale in nuove centrali a gas.