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DIECI RAGIONI PER CUI LE RINNOVABILI SONO UN PROBLEMA

DI GAIL TVERBERG
Our Finite World

Le rinnovabili intermittenti – vento e pannelli fotovoltaici – vengono considerate la soluzione a tutti i problemi energetici. È ovvio che i politici hanno bisogno di qualcosa che dia speranza, soprattutto in quei paesi che stanno perdendo la propria produzione petrolifera, come il Regno Unito. Sfortunatamente, quanto più analizzo questa situazione, tanto meno le rinnovabili hanno qualcosa da offrirci.

1. Non è certo che le rinnovabili intermittenti possano davvero ridurre le emissioni di anidride carbonica.

È davvero complicato capire se una certa fonte di energia ha un impatto favorevole sulle emissioni di anidride carbonica. Il modo piu ovvio per controllare le emissioni è quello di valutare il petrolio che viene bruciato su base giornaliera. Potrebbe sembrare che le rinnovabili intermittenti non brucino petrolio, mentre coloro che usano le fonti fossili devono farlo per forza, e per questo vento e fotovoltaico sembrano essere vincenti.

Il problema è che le fonti fossili entrano in gioco in modo diretto e indiretto nella produzione degli impianti che creano l’energia rinnovabile e nella loro messa in funzione. I ricercatori devono fissare dei “paletti” per le loro analisi. Detto in altro modo, abbiamo bisogno di un sistema alimentato a fonti fossili per quanto riguarda le scuole, le strade, gli aeroporti, gli ospedali e per le linee di trasmissione elettrica, per far sì che una qualsiasi fonte energetica possa funzionare, che sia petrolio, gas naturale, vento o solare elettrico, ma è davvero difficile fissare dei paletti che possano coprire tutte le necessità.

Bisogna allora comprendere quale sia la riduzione nelle emissioni, dato che c’è sempre bisogno di tutto il resto del sistema per sostenere questi impianti addizionali. Ma è difficile misurarla, perché le rinnovabili intermittenti hanno una serie di costi relativi all’energia che non sono facili da misurare, rispetto a quanto si può fare con l’energia che viene dalle fonti fossili. Ad esempio, ci possono essere i costi dell’affitto dei terreni, dei compensi per i consulenti, e i (maggiori) costi di finanziamento per i forti anticipi dell’investimento. Ci sono anche i costi per mitigare l’intermittenza della fornitura e per le lunghissime connessioni alla rete elettrica.

I costi di molte rinnovabili intermittenti vengono omessi nelle analisi sulla CO2 perché, si dice, che l’affitto del terreno non usa energia. Ma il pagamento dell’affitto significa che il proprietario ora può comprarsi più “cose”; e questo può aumentare il consumo energetico.

Di solito il costo di produzione energetico ci dà un’indicazione di quanta energia fossile viene utilizzata. Un prodotto con un alto costo energetico avrà un forte uso di fonti fossili, visto che le vere energie rinnovabili sono gratuite. Se la vera fonte dell’energia rinnovabile fosse solo il vento o il sole, allora non ci sarebbero costi! Il fatto è che l’eolico e il solare fotovoltaico tendono a essere più cari rispetto ad altri modi di generazione dell’elettricità.

Ci sono alcuni studi basati su ricerche di vario tipo (Energy Return on Energy Invested, Life Cycle Analysis, e Energy Payback Periods) che suggeriscono l’esistenza di risparmi (guardando solo la cima dell’iceberg) se vengono usate le rinnovabili intermittenti. Ma studi più approfonditi dimostrano che l’utilizzo totale di energia che viene dalle fonti fossili da parte delle rinnovabili è così alto che non si può consigliare il loro uso. Uno di questi è la ricerca di Weissbach et al., Energy intensities, EROIs (energy returned on invested), and energy payback times of electricity generating power plants. Un altro è l’analisi di un impianto installato in Spagna, effettuata da Pedro Prieto e Charles Hall, Spain’s Photovoltaic Revolution: The Energy Return on Energy Invested.

Io cerco di usare un approccio più largo: cosa succede alle emissioni mondiali di CO2 se si incrementano le rinnovabili? Per quello che posso dire, le aumenta. Una delle ragioni è perché fa incrementare l’economia cinese, grazie alle nuove attività necessarie per la produzioni di turbine eoliche, pannelli solari, e per l’estrazione delle terre rare utilizzate in questi impianti. I benefici che la Cina ha dalle vendite relative alle rinnovabili sono tanti, e così potrà costruire nuove case, strade, scuole, e imprese per servire le nuove produzioni. In Cina la stragrande maggioranza della produzione viene fatta col carbone.

Figure 1. Energy consumption by source for China based on BP 2013 Statistical Review of World Energy.

Figura 1. Consumo cinese di energia per fonte, basato

sulla Statistical Review of World Energy di BP del 2013.

Un altro modo con cui le rinnovabili alzano le emissioni globali di CO2 è perché rendono meno competitivi i paesi che le utilizzano, a causa dei maggiori costi dell’elettricità. Tutto questo sposta la produzione verso i paesi che usano fonti energetiche con costi più bassi, come è il caso cinese.

Un terzo modo in cui le rinnovabili possono alzare le emissioni globali di CO2 riguarda la disponibilità economica. I consumatori non possono permettersi elettricità ad alti costi, senza che il proprio livello di vita precipiti. I governi potrebbero essere costretti a cambiare il mix energetico in modo da includere fonti a basso costo, come la lignite, per tenere il prezzo totale a un livello accettabile. Questo sembra essere parte del problema che la Germania ha con le rinnovabili.

Nel caso ci fosse un calo nelle emissioni di CO2, questo sarebbe causato dalle rinnovabili gratuite, quelle che non hanno bisogno di sussidi. Se le rinnovabili hanno bisogno di un sussidio nella tariffa, dovrebbe subito lampeggiare la luce rossa. Il processo, da qualche parte, sta usando molte fonti fossili per la produzione.

2. Il vento e il fotovoltaico non risolvono il nostro problema petrolifero.

Il vento e il solare fotovoltaico vengono usati per produrre l’elettricità. Il nostro problema più grande è il petrolio. Il petrolio e l’elettricità vengono usati per cose differenti. Ad esempio, l’elettricità non può alimentare le auto di oggi, e non alimenterà trattori, o macchinari per l’edilizia, o velivoli. E anche se avessimo più elettricità, ciò non risolverebbe il nostro problema col petrolio.

Il vento e il fotovoltaico sono stati sbandierati come la soluzione al nostro problema con la CO2. Sfortunatamente, come abbiamo visto al punto 1 qui sopra, le cose non stanno esattamente così. La combinazione di (1) e (2) fa sì che l’eolico e il fotovoltaico hanno un numero relativamente basso di possibili utilizzi.

Va detto che c’è una piccola nicchia dove le rinnovabili intermittenti possono sostituire il petrolio. Mentre il petrolio di solito non viene bruciato per produrre elettricità, in alcune isole viene utilizzato per questo scopo, per la sua convenienza. Queste comunità isolane fanno poca produzione, perché gli alti costi dell’elettricità non le rendono competitive sul mercato globale. Su queste isole, le rinnovabili intermittenti possono essere usate per ridurre la quantità di petrolio usata per la produzione elettrica senza far aumentare troppo il costo dell’elettricità, che già di suo è già molto alto.

3. Gli alti costi dell’eolico e del fotovoltaico raddoppiano i nostri problemi, invece di risolverli. Il grosso problema del petrolio è il suo alto costo di produzione.

Abbiamo gia estratto il petrolio facile; ora stiamo arrivando a quello più difficoltoso. Se aggiungiamo elettricità ad alto prezzo al nostro mix energetico avremo problemi sia col petrolio che con l’elettricità, invece di averli solo col primo. Gli stipendi dei consumatori non aumentano quando l’energia sale di prezzo, e quindi il reddito disponibile viene colpito duramente su tutti e due i fronti. Gli alti costi di queste due fonti energetiche fanno anche sì che le merci destinate all’esportazione siano meno competitive sul mercato globale.

4. Anche se il vento fosse “rinnovabile”, non necessariamente ha una lunga vita.

I produttori di turbine eoliche parlano di una loro vita tra i 20 e i 25 anni. Ciò va comparato a una vita media di 40 anni o più per le centrali a carbone, a gas o nucleari. Uno studio recente suggerisce che, visto il calo delle loro prestazioni, potrebbe non essere economico far operare le turbine per più di 12 o 15 anni.

Se dobbiamo aspettarci grossi cambiamenti negli anni a venire, potrebbero anche esserci problemi per la disponibilità dei pezzi di ricambio. Le turbine eoliche spesso vanno riparate. Queste riparazioni non possono essere fatte da chiunque, usando materiali del posto. Hanno bisogno di una catena globale specializzata che solo il mondo odierno può offrire. Per riparare le turbine eoliche off-shore qualche volta c’è bisogno degli elicotteri. Se il petrolio è un problema, riparazioni di questi tipo potrebbero non essere praticabili.

5. L’eolico e il solare fotovoltaico non incrementano velocemente.

Dopo sviariati anni in cui si è cercato di aumentare l’eolico e il solare fotovoltaico, nel 2012 l’eolico ammonta a poco meno dell’1% della fornitura mondiale di energia. Il solare a meno dello 0,2% dell’energia globale. Sarebbero necessari sforzi enormi per raggiungere il 5%.

6. L’eolico e il solare fotovoltaico creano seri problemi di inquinamento.

Sia le turbine eoliche che il solare fotovoltaico utilizzano, per la loro produzione, metalli rari, che vengono soprattutto dalla Cina. Le attività minerarie e la lavorazione di queste terre rare generano un’enorme quantità di “sottoprodotti radioattivi e pericolosi.” Nelle zone della Cina in cui vengono estratti questi minerali rari, la terra e le acque sono sature di sostanze tossiche, e ciò rende impossibile la coltivazione.

Se dovessimo incrementare l’eolico e il fotovoltaico di un fattore 10 (così da poter alimentare il 12% della fornitura mondiale, invece dell’1,2%) avremmo bisogno di una quantità gigantesca di terre rare e di altri minerali inquinanti, tra cui l’arsenide di gallio, il diselenide del rame, dell’indio e del gallio, e il telluride di cadmio, utilizzati nelle sottili pellicole fotovoltaiche. Non possiamo aspettarci che la Cina si tenga per sé tutto questo inquinamento. Anche il resto del mondo avrà bisogno di produrre questi materiali tossici. È probabile che molti paesi introdurranno rigidi controlli ambientali per avviare queste estrazioni. Questi controlli richiederanno un uso ancor maggiore di energia derivante dalle fonti fossili. Se anche i problemi ambientali verranno tenuti a freno, il maggiore utilizzo di fonti fossili farebbe probabilmente alzare le emissioni di CO2, oltre ai prezzi dell’eolico e del solare fotovoltaico.

Ci sono molti problemi ambientali. La Cina è al centro della produzione delle rinnovabili, per il fatto che usa il carbone come fonte energetica principale. Le celle solari al silicone necessitano della cottura della roccia silicea in forni che superano i 3000 gradi, un qualcosa che può essere fatto a basso costo, col carbone. L’eolico è anche venuto alle cronache per l’inquinamento acustico e per l’uccisione di volatili. I pannelli solari sul suolo del deserto inferiscono con gli ecosistemi locali.

Il motivo principale per cui l’eolico e il solare fotovoltaico sono considerati puliti è perché è difficile misurare i loro costi ambientali, riguardo alla CO2 o altro. Anche le auto elettriche hanno alcune di queste problematiche, perché utilizzano terre rare e hanno alti costi per gli anticiipi.

7. C’è il pericolo che l’eolico e il solare fotovoltaico possano accorciare la vita della nostra rete elettrica, invece di allungarla. Questo avviene perché le leggi odierne favoriscono i proprietari delle rinnovabili intermittenti rispetto al valore da loro apportato alla rete.

Viene fatta molta confusione sul fatto che l’eolico e il solare fotovoltaico possano davvero essere dei sostituti. Possono sostituire l’elettricità, o sostituiscono il petrolio che produce elettricità? C’è una differenza enorme, per poter capire quando una rinnovabile possa raggiungere la parità di costi nella rete. I costi del petrolio sono di solito solo una piccola parte dei costi della fornitura elettrica, e per questo è difficile che le rinnovabili possano raggiungere la parità di costo se dovessero solo sostituire i costi petroliferi. Negli Stati Uniti il petrolio costa in media circa 3 centesimi per kWh. Per le utenze residenziali, il prezzo al dettaglio ha una media di circa 12 centesimi per kWh, circa quattro volte il costo dovuto al petrolio.

Quello che qui ci interessa è il valore dell’elettricità intermittente per le aziende che producono e vendono l’elettricità. Dal mio punto di vista, il valore dell’elettricità intermittente è il valore del petrolio che viene da loro sostituito. In altre parole, il costo del carbone, del gas naturale, o dell’uranio che non viene usato. Questo perché l’utilizzo dell’elettricità intermittente di solito non può ridurre i costi per una compagnia elettrica, se non quelli relativi al petrolio. Questo perché ha ancora bisogno di fornire tutti i giorni energia di scorta agli utenti dei pannelli solari. Vista la variabilità nella loro produzione, ci vuole grosso modo la stessa potenza elargita in precedenza, e ci vogliono gli stessi dipendenti per struttura, anche se alcuni di essi dovranno operare solo per una piccola frazione di tempo.

Il valore fornito dall’elettricità intermittente potrà essere maggiore o minore rispetto alle stime del risparmio sul petrolio. In alcuni casi, soprattutto se c’è molto solare fotovoltaico in una zona del pianeta dove il massimo utilizzo dell’energia avviene in estate, la capacità di picco potrebbe venire ridotta di un po’. Ciò porterebbe a dei risparmi sui costi per il petrolio. Ma questi risparmi farebbero aumentare i costi per la costruzione di nuove linee elettriche per cercare di mantenere costante la produzione elettrica nella rete, e per portare l’elettricità prodotta dall’eolico verso i posti dove l’energia viene davvero utilizzata.

Il problema è che in molti casi i rimborsi destinati agli utilizzatori di eolico e fotovoltaico sono ben maggiori dei risparmi che si sono avuti. Spesso vengono usati i “net metering” (contatori netti), così che l’utente viene accreditato del prezzo al dettaglio per l’elettricità prodotta dai pannelli solari. Questi alti rimborsi provocano un ammanco nelle entrate delle compagnie che producono elettricità per la rete. Il pericolo è che alcune compagnie falliscano, o che lascino l’attività, mettendo a rischio la possibilità che la rete elettrica possa fornire energia elettrica in modo costante ai consumatori. Si tratta di un problema potenzialmente molto più grave dei benefici forniti dalle rinnovabili intermittenti.

Anche il finanziamento per le linee elettriche supplementari potrebbe diventare un problema, perché né le compagnie elettriche né i governi hanno fondi a sufficienza. Sono chiare le ragioni per cui le compagnie elettriche non possono permettersi questi costi, visto che gli viene già chiesto di sussidiarne i costi tramite rimborsi che sono assurdamente alti rispetto al valore apportato dalle rinnovabili intermittenti.

8. Aggiungere eolico e solare fotovoltaico rende meno solide le finanze dei governi, e non il contrario.

In tutto il mondo i bassi costi di estrazione di petrolio e gas hanno storicamente rafforzato le finanze dei governi. Questo avveniva perché i governi potevano tassare fortemente compagnie petrolifere e quelle del gas, e usare le entrate fiscali per finanziare i propri programmi.

Sfortunatamente, l’aggiunta dell’eolico e del solare vanno nella direzione opposta. In alcuni casi, la riduzione delle entrate fiscali è causata proprio dai sussidi destinati all’eolico e al solare. In altri, la riduzione delle entrate fiscali è più indiretta. Se gli alti costi dell’elettricità intermittente fanno sì che un paese sia meno competivivo sul mercato globale, ciò riduce le entrate fiscali perché aumenteranno le persone senza lavoro, e quindi le tasse che vengono pagate. Anche se il problema fosse “solo” quello di una riduzione del reddito disponibile per i consumatori, anche questo rende impossibile per il governo aumentare le entrate.

9. Le mie analisi indicano che il collo di bottiglia in cui siamo infilati non riguarda solo il petrolio.

Un problema ancora maggiore è dato dalla mancanza di capitali per gli investimenti e dal troppo debito. Incrementare l’eolico e il solare fotovoltaico rende questi problemi ancora più gravi.

Come ho scritto nel mio post Perché le previsioni energetiche per il 2052 di EIA, IEA e Randers’ sono errate, ci siamo infilati in un collo di bottiglia per gli investimenti di capitale e per il debito, a causa dei sempre maggiori costi di estrazioni del petrolio. Se si aggiungono le rinnovabili intermittenti, i cui costi enormi vengono pagati in anticipo, il problema si aggrava. Per questo, incrementare le rinnovabili potrebbe far avvicinare il collasso per i paesi che si stanno sempre più affidando a queste fonti energetiche.

10. L’eolico e il solare fotovoltaico non soddisfano, e non per poco, le aspettative.

Il cercare di sostituire un’energia economica con una costosa è come cercare di far andare l’acqua in salita. È praticamente impossibile far funzionare un sistema del genere. Farlo, rende tutti più poveri, governo, imprenditori, cittadini. Le promesse fatte sui pagamenti destinate a queste forniture spesso non vengono mantenute.

Se questi programmi portassero davvero dei benefici – a parte quello di far vedere che i funzionari del governo stanno facendo qualcosa – avrebbe senso incrementarli. Al momento, è difficile notare grossi vantaggi dall’espandsione delle rinnovabili. E anche se volessimo, non c’è modo di poter alimentare con queste fonti il nostro intero fabbisogno elettrico: sono semplicemente troppo care, troppo inquinanti, e non ci forniscono i combustibili liquidi di cui abbiamo bisogno.

Anche se molte persone ci hanno fatto credere che l’eolico e il solare fotovoltaico risolveranno tutti i nostri problemi, tanto più si osserva da vicino la questione, tanto più diventa chiaro che l’eolico e il solare fotovoltaico, se aggiunti alla rete elettrica, sono parte del problema e non una soluzione.

Se il capitale è uno dei limiti che abbiamo raggiunto, dovremmo impiegarlo nel modo più saggio possibile. Siccome il solare fotovoltaico, ha una vita relativamente lunga, potrebbe essere un piccolo aiuto, ma deve essere inserito nella rete elettrica. I singoli cittadini potrebbero comprare un pannello o due per poter avere una qualche fonte di elettricità, se ci dovessero essere dei problemi in futuro. Ma non c’è alcuna ragione per cui i governi debbano finanziare questi acquisti.

Sarebbe meglio spendere i nostri capitali in modo più produttivo, ad esempio cercando di immaginare il percorso da seguire nel prossimo futuro, nel caso in cui ci fossimo infilati in un collo di bottiglia finanziario dovuto agli alti costi di estrazione. Dovremmo andare in direnzione di un’agricoltura locale, con i semi più adatti zona per zona? Dovremmo pensare di comprare terreni agricoli e trasferire i lavoratori disoccupati in altre zone? Ci sono modi per poter rendere la terra più produttiva nel lungo termine?

La principale ragione a sostegno delle rinnovabili è la riduzione delle emissioni di CO2 per impedire il cambiamento climatico. Ma, anche se tra breve tempo si potrebbero raggiungere i Limiti allo Sviluppo, la quantità di carbone che verrà bruciata sarà molto più bassa di quella prevista dai modelli climatici, e anche la quantità di CO2 ipotizzata dai modelli del “picco petrolifero”. E quindi, da questo punto di vista, la nostra incapacità di far funzionare le rinnovabili non significa granché. Siamo già nelle condizioni che le rinnovabili volevano raggiungere, per vie, però, non molto lusinghiere.

Dobbiamo cercare di capire cosa possiamo fare, nel mondo che ci è stato offerto dalla Natura. Il piano precedente non ha funzionato. Forse dobbiamo trovato un Piano B che ci metta in una posizione migliore.

GAIL TVERBERG

FONTE: Our Finite World

LINK: Ten Reasons Intermittent Renewables (Wind and Solar PV) are a Problem

21.01.2014

Pubblicato da

  • Truman

    L’articolo si inquadra nelle logiche sghembe del MIT, l’Istituto di Teocrazia del Massachussets, in pratica esse formano un sistema concettuale incoerente a partire dal quale si può dimostrare qualsiasi cosa.

    Ex falso quodlibet, dicevano gli antichi, ma vale ancora oggi, partendo da un sistema concettuale erroneo ed incoerente, basato sul PIL, il progresso, il carbonio come responsabile del riscaldamento globale, la guerra al terrorismo, i limiti dello sviluppo,… si può anche dimostrare che il risparmio è costoso e le energie rinnovabili consumano più di quelle tradizionali.

    In modo analogo si potrebbe dimostrare che le banche (caso limite FMI) sono delle associazioni benefiche che vogliono aiutare i popoli.

  • Ruj89

    Sono pienamente d’accordo. L’analisi sfrutta proprio l’ignoranza in materia di costi-benefici per l’ambiente per questi sistemi.

    Aggiungo che nell’articolo ci sono diverse parti a dir poco incoerenti, prima fra tutti questa frase che mi ha lasciato di stucco:
    "Ma il pagamento dell’affitto significa che il proprietario ora può comprarsi più “cose”; e questo può aumentare il consumo energetico."
    Denaro che avrebbe comunque speso l’affittuario del terreno per altri beni aumentando il consumo energetico.
    Inoltre bisognerebbe precisare che le sovvenzioni e le agevolazioni fiscali sono un buon contributo alla ricerca che di per sé cerca di migliorare l’impatto ambientale e l’efficienza di conversione.
    Mi dovreste spiegare in base a quale principio secondo l’autore solo alcuni settori possono essere convertiti e altri no.
  • polidoro

    L’undicesima ragione è che c’è almeno un genio che dice che ci sono Dieci (dieci no 9 o 13: dieci fa sempre un bell’effetto, come i Dieci comandamenti), dicevo, Dieci ragioni per cui le rinnovabili sono un problema.

  • vic

    Ma che strano, questo Tverberg se ne sta zitto zitto sui costi del fracking.

    E poi fa una bella confusione fra impianti e turbine.
    Gli impinati idroelettrici durano parecchio. Ma le turbine che li sfruttano vengono sostituite ocngi tot decenni, non solo per via dell’usura, ma anche per altri motivi.
    Dove sta la differenza con l’eolico? L’uso dell’elicottero? Se e’ per quello  ho visto elicotteri trasportare da qui a li’ pali di legno semimarci.  Lavoretto che il piu’ umile mulo sa fare senza tante storie tecnologiche.
    Sta diventando ormai prassi il trasporto dei feriti con l’elicottero e non piu’ con l’autoambulanza. Insomma io punterei il dito sull’uso eccessivo dell’elicottero anziche’ sul fatto che le turbine offshore siano offshore.
    E poi sta megaballa del CO2 comincia davvero a rompere. Se si vuol parlare di gas ad effettto serra, c’e’ in primo luogo il vapor d’acqua, ci sono le nuvole, molto dietro c’e’ il metano. Il CO2 e’ diventato un mantra buono per tutte le salse.
    Se non ci fosse dietro il mercato finanziario sui diritti d’emissione di CO2, nessuno ne parlerebbe.
    Su una cosa seguo l’estensore dell’articolo: sulla necessita’ di trovare metodi di fare dei bilanci energetici attendibili, che comprendano tutta l’energia spesa per fare questo e quello.
    C’e’ anche spazio per ammirare la natura: pensiamo al ciclo dell’acqua, per dirne solo una. L’irraggiamento solare che riesce a far risalire in cielo l’acqua che era caduta come pioggia. Interi laghi che risalgono da soli, in modo semiinvisibile, in cielo. Questo stratagemma, da solo, fa impallidire eolico, fotovoltaico e fracking.
    😉