Il ruolo del fotovoltaico in un mondo a zero emissioni




La scorsa settimana l'Agenzia internazionale per l'energia (AIE) ha cercato di stabilire – per la prima volta – una tabella di marcia globale per il settore energetico per eliminare tutte le emissioni entro il 2050. L'ampio documento, lungo 224 pagine, è forse la valutazione più dettagliata di come le economie globali possono raggiungere lo zero emissioni e illustra quanto sia fondamentale il ruolo che il fotovoltaico è destinato a svolgere in quella transizione.

Ma, come attesta il rapporto, non sarà una navigazione semplice. Non solo l'industria solare dovrà ampliarla in modo significativo ed a un ritmo senza precedenti, ma dovrà anche superare ostacoli significativi lungo il percorso. Inoltre, il fotovoltaico (e l'eolico) rimane l'opzione di ripiego per recuperare qualsiasi rallentamento della decarbonizzazione causato dalla mancanza di progressi o dall'obiettivo mancato da altri settori, in particolare nella cattura, utilizzo e stoccaggio del carbonio (CCUS).


Non solo il fotovoltaico farà gran parte del lavoro pesante del settore energetico quando si tratta di zero emissioni, ma essenzialmente dovrà essere in standby per dare una mano ad altre industrie.


I numeri inclusi nel rapporto dell'IEA sono di dimensioni quasi scoraggianti, specialmente per una classe di attività che un decennio fa era ancora considerata un'industria a domicilio nella maggior parte dei mercati. Entro il 2030, ogni anno dovranno essere installati circa 630 GW di nuovo solare fotovoltaico per decarbonizzare sufficientemente il settore energetico, mentre un'elettrificazione più diffusa aumenta significativamente la domanda di energia. Ciò equivale a quattro volte gli attuali livelli di dispiegamento, e tale scala deve essere raggiunta entro la fine di questo decennio, e poi portata avanti per almeno altri 20 anni.


Anche se questo ovviamente metterà a dura prova il settore manifatturiero a monte, sarà inevitabilmente guidato dalla domanda del mercato finale. Il solare fotovoltaico ha dimostrato un atteggiamento del tipo "se lo costruisci, verranno" nei confronti delle espansioni di capacità, caratterizzato almeno dagli ultimi 18 mesi. Se i mercati globali dell'energia si impegnano a costruire il fotovoltaico, i produttori mondiali di fotovoltaico stabiliranno, con le buone o con le cattive, una catena di approvvigionamento da fornire.


Il problema, afferma l'AIE, sarà proprio quello di stabilire la domanda del mercato finale. Gli analisti del settore, inclusa l'IEA, prevedono che la distribuzione solare nel 2021 rientri tra i 160 e i 200 GW, con o senza alcuni gigawatt su entrambi i lati dello spettro. Ciò sarà principalmente guidato dalla distribuzione in Cina, Stati Uniti ed Europa. Per colmare il divario a 600 GW+ entro i prossimi otto anni e mezzo sarà necessario non solo che i principali mercati del solare fotovoltaico continuino a guadagnare slancio, ma una miriade di altri mercati emergenti per catturarli.


Ciò dovrà essere guidato principalmente da obiettivi di distribuzione e aste competitive per il solare fotovoltaico su larga scala, insieme ad altri segnali di prezzo come il prezzo del carbonio e una graduale eliminazione di eventuali sussidi ai combustibili fossili che rimangono sul posto. I pacchetti di stimolo per la ripresa dalla pandemia nazionale e continentale saranno quindi fondamentali non solo per stabilire la dotazione politica richiesta, ma per essere la forza trainante dietro l'implementazione di energie rinnovabili su larga scala per i decenni a venire.


Se i governi e l'industria avranno successo, entro il 2050 i due terzi di tutto il consumo di energia e il 90% dell'energia proverranno da fonti rinnovabili, la maggior parte delle quali proverrà dall'eolico e dal solare fotovoltaico. Il solare fotovoltaico sarà la principale fonte di energia e fornirà circa un quinto della produzione totale di energia a livello globale, la sua capacità di generazione totale aumenterà di 11 volte nei prossimi 30 anni. Ci sono passi più piccoli o obiettivi intermedi da raggiungere lungo il percorso. Entro il 2035 tutte le economie consolidate dovrebbero aver completamente decarbonizzato i propri settori energetici, un'impresa che verrà raggiunta a livello globale cinque anni dopo. Nucleare, bioenergia e CCUS saranno necessari per portare la produzione di energia al 100% di carbonio basso o nullo.


I numeri parlano da soli. La capacità solare totale passerà da 737 GW alla fine del 2020 a 4.956 GW entro la fine del 2030. Entro il 2040 avrà raggiunto 10.980 GW, superando i 14.458 GW entro il 2050 poiché il ritmo di implementazione rallenta leggermente. La generazione aumenterà di pari passo. L'anno scorso il solare fotovoltaico ha generato 821 TWh di potenza: entro il 2030 la generazione solare annuale raggiungerà i 6.970 TWh, un totale di 17.031 TWh entro il 2040 e oltre 23.400 TWh entro la scadenza del net zero del 2050. La quota del solare sulla produzione totale di energia sarà aumentata in quel lasso di tempo dal 3% nel 2020 a un terzo entro il 2050.


L'industria solare nel suo insieme dovrà raccogliere la sfida crescendo in modo vertiginoso in questo decennio. Richiede un tasso di crescita annuale composto del 24% da qui al 2030 e del 12% fino al 2050. Pochi settori accetterebbero di crescere a quel tipo di tassi da quella che è ancora una posizione di partenza relativamente considerevole.


A questo punto vale la pena notare che i numeri sopra sono il caso base. Sono ciò che è necessario se tutto il resto va secondo i piani, se tutte le altre industrie possono crescere ai tassi necessari e contribuire in natura. Se, ad esempio, il settore CCUS – che ha subito ogni sorta di ritardi e battute d'arresto fino ad oggi – non riesce a svilupparsi, saranno necessari fino a 15 trilioni di dollari di investimenti aggiuntivi in ​​generatori solari ed eolici per recuperare il gioco. Allo stesso modo, senza espandere il ruolo della bioenergia, saranno necessari ulteriori 3.200 TWh di energia solare ed eolica, equivalenti a un ulteriore 10% della produzione totale, per colmare tale divario.

I numeri possono apparire forse scoraggianti, ma sono assolutamente realizzabili. Ci saranno dossi lungo la strada, tuttavia, e questi dovranno essere navigati con attenzione.


Reti, batterie e milioni di posti di lavoro


Il più grande ostacolo alla proliferazione delle energie rinnovabili nei prossimi anni sarà ospitare quantità così significative di generazione di energia su infrastrutture di rete vecchie di decenni che stanno già scricchiolando sotto la pressione. Il rapporto dell'AIE suggerisce che gli investimenti annuali nelle reti di trasmissione e distribuzione dovranno crescere da una cifra attuale di ~ 260 miliardi di dollari a circa 820 miliardi di dollari entro il 2030, rimanendo a tali livelli fino al 2050. Come suggerito in precedenza dall'AIE, questa domanda di maggiori investimenti nella rete arrivano sulla scia del più grande shock economico globale dalla seconda guerra mondiale, che ha devastato i mercati dell'energia in tutto il mondo. I servizi di pubblica utilità e gli operatori di rete hanno sostenuto gran parte di questo dato che il consumo di energia è stato compresso per parti considerevoli dello scorso anno.

Nel frattempo, aumenterà in modo esponenziale anche la necessità che le reti diventino più flessibili. Si prevede che sarà necessario un aumento di quattro volte della flessibilità energetica entro il 2030, ed entro il 2050 ci sarà bisogno di 1.600 GW di capacità operativa nominale di accumulo delle batterie sulle reti di tutto il mondo. Questa è un'area in cui i vincoli della catena di approvvigionamento potrebbero diventare più pronunciati, dato che i produttori di accumulatori si troveranno a competere, come già sono, con i produttori di veicoli elettrici per la capacità delle celle della batteria e le materie prime.


È anche inevitabile che non solo il settore del solare fotovoltaico debba crescere, ma anche affermarsi in nuove aree geografiche. Se sarà necessario implementare 630 GW di energia solare – e per facilitare ciò, a nord dei 630 GW di nuovi moduli solari prodotti ogni anno – non è possibile prelevare il 90% di quei componenti da produttori con sede in Cina, come fa ora l'industria. La produzione dovrà sorgere a livello locale, in Europa, Africa e nelle Americhe, e in altri mercati in forte crescita nel mezzo. Ci sarà un'enorme richiesta di silicio policristallino, dalla raffinazione al lingotto e al wafer e alla lavorazione delle celle. Se la produzione di polisilicio a prezzi accessibili e alimentata da fonti rinnovabili può davvero essere raggiunta nei paesi nordici e nelle aree del Nord America, come è stato ipotizzato in passato, allora dovrà semplicemente accadere come parte della tabella di marcia del netto zero.


Inoltre, l'industria dovrà assumere e formare milioni di persone in più. L'IEA afferma che i posti di lavoro nelle industrie solare ed eolica dovranno quadruplicare per facilitare adeguatamente una transizione zero netta, e due terzi degli occupati saranno considerati altamente qualificati. Oltre a quelli all'estremità del settore, verranno creati anche altri posti di lavoro nei settori correlati – commercio energetico, finanziario e legale – mentre il mondo si orienta verso le energie rinnovabili.


E se si devono costruire tali quantità di solare, risorse non trascurabili saranno dedicate a mantenerlo in funzione. Entro il 2050 si prevede che il costo annuale per mantenere attivi i generatori di energia rinnovabile del mondo sarà di 780 miliardi di dollari, la maggior parte dei quali utilizzati per mantenere operativi i generatori solari ed eolici quando i progetti realizzati negli anni 2010 e nei primi anni 2020 raggiungono la fine della loro vita operativa .

Naturalmente, lo studio dell'AIE è solo una tabella di marcia. La realtà è che probabilmente ci saranno diversi percorsi verso lo zero netto, come evidenziato dal ruolo che il solare dovrà svolgere se altre classi di attività non possono esercitare il loro peso. Ma la realtà inevitabile è che è quasi certo che il solare – destinato a essere la fonte eminente di nuova generazione di energia nei mercati consolidati già nel 2025 – avrà il compito di fare più della sua giusta quota.


L'industria dovrà essere pronta a rispondere.

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