SFATIAMO OTTO MITI ENERGETICI

DI GAIL TVERBERG

Our Finite World

I Repubblicani, i Democratici e gli ambientalisti hanno ognuno i propri miti energetici. Anche i sostenitori del Picco del Petrolio hanno i loro. Si tratta di semplici fraintendimenti, che derivano da una varietà di prospettive energetiche. Inizierò con un mito recente, e poi parlerò di altri che durano da più tempo.

Mito 1. Se i produttori di petrolio vogliono esportarlo, vuol dire che gli Stati Uniti hanno più petrolio di quanto gli serva

La realtà è che i produttori vogliono vendere il loro greggio al prezzo più alto possibile. Se hanno la scelta tra le raffinerie A, B e C nel proprio paese a cui vendere il petrolio, il tetto di quanto potranno ricevere è dato dal prezzo che può essere corrisposto da queste raffinerie, meno il costo della spedizione del greggio verso questi impianti.

Se improvvisamente è possibile vendere ovunque il petrolio alle raffinerie, aumenterà la possibilità di poter ottenere un prezzo più alto venendo a un altro paese. Le raffinerie sono ottimizzate per un particolare tipo di petrolio. Se, per esempio, alle raffinerie in Europa manca il petrolio light perché quello che veniva dalla Libia non è disponibile, questi impianti dovranno pagare un prezzo più alto per il greggio che viene da Bakken (che produce anch’esso un greggio light) rispetto al prezzo che pagheranno le raffinerie del posto. Anche con i costi di spedizione, un produttore di petrolio potrebbe riuscire a fare un profitto maggiore sul petrolio che vende all’estero rispetto a quello ceduto negli Stati Uniti.

Gli Stati Uniti hanno consumato 18,9 milioni di barili di prodotti petroliferi al giorno nel 2013. Per poter soddisfare questa domanda, gli Stati Uniti hanno importato 6,2 milioni di barili di petrolio al giorno sempre nel 2013 (facendo la differenza tra l’esportazione di prodotti petroliferi e le importazione di greggio). Quindi, gli Stati Uniti sono, e continueranno probabilmente a essere, forti importatori di petrolio.

Se la produzione e il consumo rimarranno a un livello costante, l’aumento delle esportazioni di petrolio richiederà un ulteriore incremento delle importazioni. Queste importazioni potranno essere di tipo diverso rispetto al petrolio che viene esportato, probabilmente petrolio pesante al posto del light. O forse le raffinerie del Stati Uniti specializzate in petrolio light saranno costrette ad alzare i prezzi per arrivare al prezzo mondiale di questo tipo di prodotto.

La ragione per cui è positiva una più alta esportazione di petrolio dal punto di vista dei produttori è che loro possono fare più soldi esportando il petrolio nelle raffinerie oltreoceano che pagano di più. Quale sarà il risultato finale non lo sappiamo. Se le raffinerie statunitensi di petrolio light dovranno aumentare il prezzo che pagano per il petrolio e il prezzo di vendita dei prodotti petroliferi negli Stati Uniti non riesce a compensare questo incremento, ci saranno sempre più raffinerie di petrolio light che chiuderanno, con una presenza superflua di raffinerie di questo genere. O forse i prezzi dei prodotti finiti negli Stati Uniti aumenteranno, per il fatto che gli Stati Uniti in passato hanno in qualche modo goduto di un vantaggio (considerando il gap tra i prezzi del petrolio dell’European Brent e dell’US WTI) rispetto ai prezzi globali. In questo caso i consumatori degli Stati Uniti pagheranno di più.

Una cosa è evidente: la volontà di spedire il greggio all’estero non è dovuta a una forte produzione negli Stati Uniti. Al massimo si può parlare di sovrabbondanza di raffinerie, in tutto il mondo, specializzate nel petrolio light. Questo perché, con gli anni, il mix di petrolio disponibile è sempre più formato da petrolio più pesante e grezzo. Se ci fosse più petrolio dalle formazioni shale, questo mix potrebbe di nuovo modificarsi. Ma è un grande “se”. I media tendono a sopravvalutare questo tipo di estrazione.

Mito 2. L’economia non ha bisogno di grandi quantità di energia

Noi umani abbiamo bisogno di cibo di una certa qualità per poter avere l’energia necessaria a svolgere le nostre attività. L’economia è molto simile: ha bisogno di energia di un tipo preciso per realizzare le proprie.

Un’attività essenziale dell’economia è la produzione e la lavorazione degli alimenti.

Nei paesi in via di sviluppo delle zone calde del pianeta, la produzione di cibo, l’immagazzinamento, il suo trasporto e la preparazione determinano la gran parte dell’attività economica (Pimental and Pimental, 2007). Nelle società tradizionali, molta dell’energia proviene dall’uomo e dal lavoro animale, oltre alla combustione di biomassa.

Se un paese in via di sviluppo sostituisse le tradizionali fonti di energia con i combustibili nella produzione e preparazione del cibo, cambierebbe l’intero assetto dell’economia. Ciò ha cominciato ad avvenire su scala mondiale all’inizio dell’800, quando l’uso dell’energia diverso dalla biomassa ebbe un forte incremento.

Figura 1. Consumo di Energia Mondiale per Fonte, basato sulle stime di Vaclav Smil da Energy Transitions, “History, Requirements and Prospects” assieme ai dati statistici di BP dal 1965 in poi.

La Rivoluzione Industriale iniziò alla fine del 1700 in Gran Bretagna. Fu favorita dall’uso del carbone, che rese possibile una maggiore produzione di metalli, vetro e cemento rispetto al passato. Senza il carbone, ci sarebbero stati problemi relativi alla deforestazione, specialmente nei pressi delle fredde aree urbane come Londra. Con il carbone divenne possibile lo sviluppo dei processi industriali senza dover deforestare. I processi che utilizzavano forti quantità di calore divennero più economici, perché non era più necessario tagliare alberi, fare il carbone dal legno per poi trasportarlo su lunghe distanze, perché il legname vicino era già esaurito.

La disponibilità di carbone permise un’impennata dell’uso di nuove tecnologie. Per esempio, secondo Wikipedia, il primo motore a vapore fu brevettato nel 1608, e il primo motore commerciale a vapore nel 1712. Nel 1781 James Watt ne realizzò una versione perfezionata. Per una miglioria effettiva di questo motore utilizzato da treni in metallo che percorrevano rotaie in metallo, fu necessario il carbone che rendeva poco costosa la produzione di metallo in larghe quantità.

Il cemento e il metallo furono usati per la costruzione dei moderni impianti idroelettrici, consentendo anche la produzione massiva di elettricità. Fu resa possibile la produzione di strumenti come le lampadine (usando vetro e metallo), cosi come quella di cavi elettrici per la trasmissione dell’elettricità, che resero possibile allungare l’orario lavorativo.

L’uso del carbone portò anche a modifiche in campo agricolo, riducendo le necessità di agricoltori e allevatori. Furono prodotti nuovi strumenti come gli aratri in acciaio, le mietitrici e i rastrellatori per il fieno che potevano essere trainati dai cavalli, trasferendo il lavoro dagli uomini agli animali. Il filo spinato fece sì che la parte occidentale degli Stati Uniti diventasse terra per raccolti, al posto di un’estensione priva di recinti. Con un minor numero di persone necessarie per i lavori agricoli, altre diventarono disponibili per le attività in fabbrica.

La nostra economia è oggi molto differente da quella del 1820, grazie all’incremento del uso di energia. Abbiamo grandi città, con cibo e materie prime trasportate da lunga distanza. L’acqua e i trattamenti fognari ridussero di molto il rischio della trasmissione di malattie per le persone che vivono così concentrate. I veicoli alimentati dal petrolio o dall’elettricità eliminarono le problematiche del trasporto trainato dagli animali. Fu asfaltato un numero sempre maggiore di strade.

Se volessimo lasciare l’attuale sistema energivoro per tornare a uno che utilizza i biocarburanti (o biocarburanti più qualcosa che può essere prodotta con questi) sarebbero necessari enormi cambiamenti.

Mito 3. Possiamo facilmente passare alle rinnovabili.

Nella Figura 1 qui sopra, le sole rinnovabili sono l’idroelettrico e i biocarburanti. Quando la fornitura di energia incrementò rapidamente, lo stesso avvenne per la popolazione.

Figura 2. Popolazione Mondiale, basata sulle stime di Angus Maddison, interpolate quando necessario.

Se analizziamo l’utilizzo di energia pro capite, il risultato è quello mostrato in Figura 3, qui sotto.

Figure 3. Consumo mondiale di energia pro capite, calcolato dividendo il consumo globale (basato sulle stime di Vaclav Smil da Energy Transitions: History, Requirements and Prospects assieme ai dati statistici di BP per il 1965 e gli anni successivi) per le stime di popolazione, basate sui dati di Angus Maddison.

Il livello di consumo di energia nel 1820 era sufficiente solo per coltivare e processare il cibo, per riscaldare le case, fare i vestiti, e per l’esistenza di alcune industrie di base. Osservando la Figura 3, si vede che anche ciò richiedeva un po’ più di 20 gigajoule di energia per persona. Se aggiungiamo anche i biocombustili e l’idroelettrico pro capite della Figura 3, possiamo sommare solo 11 gigajoule di energia pro capite. Per superare il livello di consumo pro capite del 1820, dovremmo anche aggiungere qualcos’altro, come il carbone, o aspettare un lungo lasso temporale fino a che (forse) le rinnovabili, idroelettrico incluso, avessero avuto un forte incremento.

Se consideriamo le rinnovabili prodotte senza combustibili fossili, la quantità totale sarebbe ancora più piccola. Come detto in precedenza, la moderna energia idroelettrica è stata resa possibile dal carbone, e quindi dovremmo escluderla. Dovremmo anche escludere i moderni biocarburanti, come l’etanolo prodotto dal mais e il biodiesel dalla colza, perché sono anch’essi possibili in larga parte grazie alle odierne strutture per l’agricoltura e il trasporto, e indirettamente alla nostra capacità di produrre metalli in forte quantità.

Ho incluso l’eolico e il solare nella categoria “Biofuels” per convenienza. Sono così piccoli che non sarebbero visibili se posti in una categoria separata, con l’eolico che ammonta a solo l’1,0% della fornitura mondiale di energia nel 2012, e il solare allo 0,2%, secondo i dati di BP. E dovremmo escludere anche loro, perché richiedono i combustibili fossili per la produzione e il trasporto.

In totale, la categoria dei biocarburanti senza tutti gli apporti moderni sarebbe vicina a quanto disponibile nel 1820. La popolazione è oggi circa sette volte maggiore, con solo un settimo dell’energia disponibile pro capite. Naturalmente, nel 1820 la massa di legname utilizzato portò a una significativa deforestazione, e quindi anche questo livello di utilizzo di biocarburanti non è raccomandabile. E ci sarebbe da aggiungere qualcosa per il trasporto del legno sui mercati. Nel 1820 si usavano i cavalli, ma oggi non ne avremmo a sufficienza per questo scopo.

Mito 4. La popolazione non è in relazione alla disponibilità di energia.

Se compariamo le Figure 2 e 3, vediamo che subito dopo la Seconda Guerra Mondiale ci fu un forte incremento nella popolazione, proprio quando l’utilizzo di energia pro capite ebbe lo stesso aumento. La maggiore ricchezza degli anni ’50 (alimentata dai bassi prezzi del petrolio e dall’aumentata capacità di produrre merci col petrolio) permise un maggior numero di figli. Una struttura sanitaria migliore e innovazioni come gli antibiotici (resi possibili dai combustibili fossili) consentirono a questi bambini di arrivare all’età avanzata.

Inoltre, la Rivoluzione Verde che avvenne in questo periodo temporale salvò dalla morte per fame più di un miliardo di persone. È aumentato enormemente l’uso dell’irrigazione, dei fertilizzanti sintetici e dei pesticidi, dei semi ibridi, e lo sviluppo di grani ad alto rendimento. Tutte queste tecniche furono disponibili grazie al petrolio. Le migliori attrezzature agricole, che permettevano una semina più rapida, consentirono un aumento della produzione. In questo periodo, l’elettricità raggiunse le comunità rurali, permettendo l’utilizzo di macchinari come le mungitrici.

Se guardiamo la cosa in prospettiva, scopriamo che la “piega” nella popolazione mondiale avvenne all’epoca della Rivoluzione Industriale e dell’incremento dell’uso del carbone (Figura 4). Un numero maggiore di macchinari agricoli prodotti con i metalli incrementò la produzione di cibo, dando il via all’aumento della popolazione mondiale.

Figura 4. Popolazione mondiale basata sui dati di “Atlas of World History ” (McEvedy e Jones, Penguin Reference Books, 1978) e di Wikipedia.

Inoltre, quando analizziamo i paesi che hanno avuto un forte calo nel consumo energetico, si notano anche cali nella popolazione. Per esempio, dopo il collasso dell’Unione Sovietica, ci sono stati cali nel consumo energetico e nella popolazione in molti paesi appartenenti a quel blocco (Figura 5).

Figura 6. Popolazione in rapporto a quella del 1985, per alcuni paesi, in base ai dati EIA.

Mito 5. È facile sostituire un tipo di energia con un altro.

Ogni passaggio da un genere di energia all’altro può essere lento e dispendioso, sempre che sia realizzabile.

Il problema è dato dal fatto che i differenti tipi di energia hanno utilizzi differenti. Quando ci fu il boom della produzione petrolifera – durante e dopo la Seconda Guerra Mondiale – vennero alla luce nuove possibilità in raffronto all’epoca del carbone. Con il solo carbone (e l’idroelettrico, reso possibile dallo stesso carbone) avremmo avuto le auto a batteria elettrica, con un raggio d’azione limitato. O auto a etanolo, ma l’etanolo richiede una quantità enorme di terreno per i raccolti. Avremmo potuto avere i treni, ma non ci portano dove vogliamo. Con la disponibilità di petrolio, siamo stati capaci di avere veicoli personali da usare a nostro piacimento, e camion che trasportano merci dal luogo di produzione a casa del consumatore, o verso qualsiasi altra direzione.

Siamo stati capaci anche di costruire gli aerei. Gli aeroplani hanno reso possibili gli scambi internazionali su scala maggiore, perché i dirigenti potevano fare scali all’estero in un lasso di tempo breve, e perché era anche possibile portare i lavoratori da un paese all’altro per l’addestramento, se necessario. Senza il trasporto aereo, è arduo mantenere l’odierno sistema commerciale integrato.

Col passare del tempo non ci sono state modifiche nell’utilizzo dei diversi generi di combustibile. Il petrolio è ancora preferito per i viaggi a lunga distanza, perché (a) ha un’alta densità energetica e può essere stoccato in contenitori relativamente piccoli, (b) è liquido, e può rifornire facilmente le stazioni di servizio, e (c) oggi il tutto è programmato per l’uso dei combustibili liquidi, con un’enorme numero di veicoli e autotreni che utilizzano petrolio e le stazioni di servizio che riforniscono questi mezzi. Inoltre, il petrolio funziona molto meglio dell’elettricità per il trasporto aereo.

Il passaggio all’elettricità per il trasporto sarebbe un processo lento e costoso. È importante dire che il costo dei veicoli elettrici dovrebbe essere abbattuto perché siano avvicinabili dai compratori, se non vogliamo che il passaggio abbia un effetto avverso sull’economia. Questo perché i salari non aumenteranno in modo da permettere l’acquisto di auto ad alto prezzo, e il governo non può concedere forti sussidi a tutti. Un altro problema è che deve essere ampliata la gamma dei veicoli elettrici, se i proprietari vorranno continuare a usare i propri mezzi su lunga distanza.

Indipendentemente da quale sia il passaggio, questo dovrà essere implementato lentamente, su un periodo di 25 anni o più, per fare in modo che i consumatori non ci rimettano soldi dalla vendita dei loro veicoli alimentati a petrolio. Se il passaggio verrà fatto più rapidamente, i cittadini perderanno parte del valore delle loro auto a petrolio, e per questo non potranno permettersi l’acquisto di veicoli nuovi.

Se dovrà essere fatto un passaggio verso i veicoli elettrici, anche altri mezzi oltre alle auto dovranno essere elettrici: gli autotreni, i bus, gli aerei, i macchinari per l’edilizia e per l’agricoltura. I costi dovranno essere abbattuti, e dovrà essere installata una nuova rete per i rifornimenti, aggiungendo ulteriore lentezza al passaggio.

Un altro problema è che, a parte gli utilizzi in campo energetico, il petrolio è usato anche come materia prima. Ad esempio, per produrre gli erbicidi e i pesticidi, per le strade in asfalto e per i tetti, le medicine, i cosmetici, per i materiali da costruzione, per le tinture e gli aromi. Non c’è modo che l’elettricità possa fare questo. Il carbone forse sì, perchè è un combustibile fossile.

Mito 6. Il petrolio “finirà” perché è limitato nella sua disponibilità e non rinnovabile.

Questo mito è più vicino alla realtà rispetto agli altri. La situazione è però diversa dall’”esaurimento”. In realtà, i limiti del petrolio potrebbero far collassare l’economia in molti modi. È questo collasso economico che potrebbe portare a un brusco calo della fornitura petrolifera. Una probabilità è che la difficoltà di accedere al credito e i bassi stipendi impediranno la risalita del prezzo di petrolio al livello che i produttori necessitano per l’estrazione. In questo scenario, i produttori non vedrebbero alcuna utilità nell’investire in nuova produzione. Ci sono prove che dimostrano come questo scenario è già all’opera.

C’è un’altra versione del mito che è ancora più scorretta. In base a questo mito, la situazione della fornitura petrolifera (e di altre fonti fossili) è quella che segue:

Mito 7. La fornitura petrolifera (e quella degli altri combustibili fossili) inizierà a calare quando sarà esaurito il 50% delle risorse disponibili. Potremo quindi aspettarci un lungo e lengo declino dell’uso dei questi combustibili.

Questo mito è il preferito dai sostenitori della teoria del Picco del Petrolio. Indirettamente, considerazioni analoghe sono alla base dei modelli sul cambiamento climatico. Ci si basa su quello che ritengo sia un approccio scorretto agli scritti di King Hubbert. Hubbert era un geologo e un fisico che previde un calo della fornitura di petrolio degli Stati Uniti, e poi anche di quella mondiale, in vari documenti, tra cui Nuclear Energy and the Fossil Fuels, pubblicato nel 1956. Hubbert osservò che, date alcune circostanze, la produzione dei vari combustibili fossili tende a seguire una curva quasi simmetrica.

Figura 7. La proiezione del 1956 della proiezione mondiale di petrolio di King Hubbert, valutando in 1.250 miliardi di barili le risorse estraibili.

La ragione principale per cui questo genere di previsioni è errato è perché si basa su uno scenario in cui la produzione di qualche altro tipo di energia è pronta a decollare prima che il petrolio inizi il suo declino.

Figura 8. Dall’articolo di Hubbert del 1956, Nuclear Energy and the Fossil Fuels.

Con questo balzo nella fornitura energetica, l’economia può continuare come in passato senza i gravi problemi finanziari relativi alla ridotta fornitura petrolifera. Senza un aumento della fornitura energetica di altro genere, ci sarebbe il problema della popolazione troppo alta in relazione al calo delle disponibilità. Quella pro capite calerebbe rapidamente, rendendo sempre più complicata la produzione di beni e servizi. In particolare, potrebbe diventare un problema il mantenimento dei programmi da parte dei governi. Le tasse necessarie potrebbero alzarsi a un livello non sostenibile per i cittadini, con conseguenze ancora superiori, portando anche al collasso, se ci si basa sulla ricerca di Turchin e Nefedov (2009).

Mito 8. L’energia rinnovabile è disponibile in quantità praticamente illimitata.

Il problema che riguarda tutti i tipi di fornitura energetica – dai combustibili fossili, al nucleare (basato sull’uranio), al geotermico, all’idroelettrico, all’eolico e al solare, è quello dei ritorni decrescenti. A un certo punto, la produzione dell’energia diventa meno efficiente, e per questo il costo di produzione aumenta. I problemi finanziari del sistema economico sono dovuti al fatto che gli stipendi non aumentano alla pari dei costi, e che non ci sono a disposizione dei sostituti energetici più economici.

Nel caso del petrolio, siamo arrivati all’aumento del costo di estrazione perché è stato già sfruttato il petrolio facile, lasciando disponibile quello più costoso. È questo il problema che stiamo vivendo in questi giorni. Problemi simili li abbiamo anche con il gas naturale e il carbone, ma il rialzo improvviso dei loro costi potrebbe avvenire più in là, perché sono ancora disponibili in quantità maggiore rispetto alla domanda.

L’uranio e gli altri metalli hanno lo stesso problema, quello dei ritorni decrescenti, dato che le risorse più facili vengono estratte per prime, e poi ci si deve muovere verso strati più profondi.

Parte del problema con le cosiddette rinnovabili è che sono prodotte con i minerali, e questi minerali sono soggetti anche loro all’esaurimento. Potrebbe non essere un problema se i minerali fossero davvero abbondanti, come il ferro o l’alluminio. Ma quando la presenza di alcuni minerali è più ridotta, come nel caso delle terre rare e del litio, l’esaurimento potrebbe portare a un aumento dei costi di estrazione, e poi all’aumento del costo degli strumenti che utilizzano questi minerali.

Un altro problema è dato dalla scelta dei siti. Quando vennero installati i primi impianti idroelettrici, furono scelte le migliori ubicazioni. Gradualmente furono aggiunte quelli meno appetibili. Lo stesso vale per le turbine eoliche. Le turbine offshore tendono a essere più costose di quelle collocate sulla terraferma. Se in Europa fossero stati disponibili abbondanti luoghi on shore nei pressi dei centri abitati, sarebbero stati sfruttati questi al posto di quelli in mezzo al mare.

Se poi si parla di legname, il sovrasfruttamento e la deforestazione sono stati un problema costante di tutte le epoche. Quando la popolazione aumenta e non sono disponibili altre fonti energetiche, la situazione non può che peggiorare.

Quindi le rinnovabili, anche se usano meno petrolio, tendono sempre a esserne dipendenti. Il petrolio è importante per le attrezzature nel campo estrattivo, e per il trasporto dal luogo di produzione a quello di messa in servizio. Gli elicotteri (che hanno bisogno di petrolio) vengono utilizzati per la manutenzione delle turbine eoliche, specialmente quelle off-shore, e in quella delle linee elettriche. Anche se le riparazioni potessero essere fatte con i camion, anche questi oggi richiedono petrolio. Lo stesso vale per la manutenzione delle strade, e anche per il trasporto del legname sui mercati.

Se ci fosse una forte carenza di petrolio, ci sarebbe un’enorme calo nella produzione delle rinnovabili, e la manutenzione di quelle esistenti sarebbe più difficoltosa. I pannelli solari che vengono utilizzati fuori dalla rete elettrica potrebbero durare più a lungo, ma le batterie, gli invertitori, le linee di trasmissione a lunga distanza, e molte altre cose che diamo per scontate potrebbero scomparire.

Quindi, le rinnovabili non sono disponibili in quantità illimitata. Se la fornitura di petrolio fosse fortemente ridotta, potremmo anche scoprire che molte delle rinnovabili non hanno lunga vita.

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GAIL TVERBERG
Our Finite World

Link: Eight Energy Myths Explained

23.04.2014

Scelto e tradotto per www.comedonchisciotte.org da SUPERVICE