A causa di eventi meteorologici estremi si parla sempre più spesso di cambiamento climatico causato dalle emissioni di CO2. Vediamo quali sono i livelli delle emissioni italiane messe a confronto con il consumo di energia e il PIL.
Avevamo già visto il grafico relativo al consumo interno lordo di energia elettrica in Italia. Questa però è solo una parte dell’energia che viene consumata nel paese; bisogna considerare anche l’energia termica utilizzata per far funzionare i motori dei mezzi di trasporto, quella per scaldare gli edifici e utilizzata nei processi industriali.
Quando si parla di tutta l’energia consumata nel paese si fa riferimento all’energia primaria, ovvero quella che deriva dalla combustione dei prodotti fossili (carbone, petrolio, gas) e rinnovabili (biomasse), dalla fissione dell’uranio e affini (energia nucleare) e dallo sfruttamento di tutte le risorse naturali rinnovabili senza processo di combustione (energia eolica, fotovoltaica, idrica, marina).
In questo ultimo caso si tratta di energia che “nasce” in forma elettrica (chiamata spesso elettricità primaria), mentre la classica energia termoelettrica è il prodotto secondario di una combustione.
Esattamente come visto nel caso dell’energia elettrica, il consumo interno lordo è dato dalla produzione nazionale sommando le importazioni e sottraendo le esportazioni (lo scambio con l’estero può essere di combustibili o di elettricità). Va ricordato che nella produzione nazionale si considera l’energia primaria (combustibili fossili, biomassa, energia elettrica primaria rinnovabile, tutti prodotti localmente). Considerando che di combustibili fossili in Italia ne produciamo pochi, ne deriva che la quasi totalità della produzione nazionale è data da fonti rinnovabili, mentre il resto dei consumi (ancora la gran maggioranza) viene coperto dalle importazioni.
Oltre a rappresentare il consumo di energia primaria, può essere interessante fare un confronto con il consumo di energia elettrica (che, come detto, è un sottoinsieme della primaria) e soprattutto con l’andamento del PIL monetario, entrambe variabili con le quali esistono ovvie correlazioni. Le emissioni di CO2, avendo una base di dati più ristretta temporalmente, sarà considerata successivamente.
Il modo più semplice ed efficace per confrontare queste variabili diverse è quello di utilizzare le variazioni percentuali cumulate, ovvero per l’anno “t” si calcola la variazione percentuale con l’anno “t-1” e si somma con la variazione calcolata in precedenza per “t-1”. In questo modo vengono messe in evidenza le variazione relative; se due linee mantengono la stessa distanza significa che in proporzione (in termini percentuali) variano nello stesso modo. Ciò significa che anche il rapporto tra i valori assoluti delle due variabili rimane lo stesso. Il valore percentuale cumulato, invece, di per sé ha poco significato.
Vediamo quindi il grafico:
Possiamo subito notare come i consumi di energia primaria ed elettrica siano andati di pari passo fino al 1973 con una pendenza superiore a quella del PIL monetario. Ciò significa che in questa prima fase l’intensità energetica dell’economia italiana era in crescita (l’intensità è data dal rapporto tra energia primaria e PIL).
Dopo il 1973 il consumo di energia primaria ha rallentato e il tracciato si è diviso da quello dell’energia elettrica. Un ulteriore rallentamento si è avuto dopo il 1979. La minore pendenza rispetto al tracciato del PIL indica un’inversione di tendenza dell’intensità energetica che ha iniziato a diminuire. Questi due anni che hanno fatto da spartiacque non sono casuali, si tratta infatti delle date della prima e seconda crisi energetica degli anni ‘70.
E’ evidente che il rapido e consistente incremento del prezzo del petrolio di quel periodo ha portato ad un cambio strutturale dei consumi a scapito delle attività più energivore ed inefficienti. Si può notare che la riduzione dell’intensità energetica è proseguita in modo continuo e abbastanza regolare fino al presente (con una leggera accelerazione da metà anni 2000), ad indicare che i cambiamenti innescati con le crisi degli anni ‘70 sono stati solo l’inizio di un processo di ammodernamento dell’economia italiana verso un sistema basato più sul terziario avanzato che sull’industria pesante.
In tutto questo l’energia elettrica ha invece continuato a crescere più o meno con la stessa pendenza portando quindi ad un incremento della penetrazione elettrica (il rapporto tra energia elettrica e primaria). Questa stabilità nell’incremento dei consumi elettrici, oltre ad essere legata ad una maggiore modernità, si giova anche del fatto che nel periodo delle crisi energetiche una parte consistente della produzione (circa il 28%) derivava ancora dalle fonti rinnovabili tradizionali (idroelettrica e geotermica), inoltre stava crescendo il “sogno nucleare”. In pratica l’energia elettrica ha risentito meno dell’aumento del prezzo dei combustibili fossili.
Per completare l’informazione, vediamo quindi un grafico con i valori assoluti delle tre variabili precedenti e un grafico con l’andamento dell’intensità energetica e della penetrazione elettrica. Va detto che mentre nel grafico precedente si considera il CIL elettrico al netto dei pompaggi, nel successivo i dati sono al lordo (Terna utilizza questi per il calcolo della penetrazione elettrica). Ciò può portare a leggere differenze nell’andamento delle due serie di valori.
Inoltre, mentre in precedenza era stato considerato il consumo di energia elettrica come fonte secondaria, ovvero l’energia elettrica espressa in wattora misurata all’uscita dai generatori, nel grafico successivo è considerato il consumo in forma primaria, espresso in Mtep (milioni di tonnellate equivalenti di petrolio). Ovvero si tratta dell’energia termica contenuta nei combustibili utilizzati per produrre l’elettricità. Nel caso dell’energia elettrica primaria, questa viene convertita da Terna in tep in base ad un valore di efficienza convenzionale (2.200 kcal/kWh, pari al 39%). Il sistema produttivo italiano nel suo complesso ha un’efficienza che si è incrementata nel tempo da circa il 38% nel 1963 al 45% nel 2017.
Ecco i grafici:
Anche se era già evidente nel grafico precedente, è interessante notare come il consumo di energia primaria sia iniziato a calare già dal 2006, tre anni prima della crisi economica del 2009.
La penetrazione elettrica è cresciuta molto rapidamente negli anni prossimi alle crisi energetiche, vedi quanto detto in precedenza, ma con il tempo mostra una certa tendenza a rallentare. In futuro lo sviluppo delle fonti rinnovabili, che in gran parte producono elettricità primaria, potrebbe favorire una nuova accelerazione nell’uso dell’energia elettrica, ampliandone i settori di utilizzo.
Vediamo ora un grafico con le variazioni percentuali cumulate delle tre variabili precedenti aggiungendo anche le emissioni di CO2. I dati questa volta partono dal 1970:
Ritroviamo quindi la stessa situazione vista in precedenza con il consumo di energia primaria ed elettrica che proseguono di pari passo fino alle crisi energetiche degli anni ‘70 per poi dividersi ed allontanarsi.
Come si vede le emissioni di CO2 seguono più o meno l’andamento del consumo di energia primaria per un lungo periodo. Qualche scostamento significativo verso il basso non più recuperato si ha nei primi anni ‘90. Successivamente abbiamo avuto un periodo con scostamenti poco significativi e che nel complesso tendono ad annullarsi lasciando inalterata la distanza tra le due linee. Solo a partire dal 2009 si assiste ad una netta riduzione delle emissioni, superiore sia all’energia primaria, sia al PIL monetario.
Le distanze dal tracciato di queste due variabili mi definiscono la variazione della cosiddetta intensità carbonica, data dal rapporto tra le emissioni di CO2 e il consumo di energia primaria e il PIL monetario. Vediamole rappresentate in grafico:
E’ evidente il netto calo dell’intensità carbonica negli ultimi 10 anni, più marcato nel settore energetico. Per cercare di capire le cause di questa situazione si possono vedere i valori assoluti e relativi (sempre variazioni percentuali cumulate) delle emissioni di CO2 per settore di utilizzo:
Osservando questi dati è plausibile ritenere che la notevole riduzione dell’intensità carbonica nel settore energetico nel 2009 e anni successivi sia dipesa principalmente dalle riduzioni di emissioni del settore industriale e della non combustione (comunque legato al settore industriale). D’altra parte alcune industrie del settore metallurgico e chimico hanno una grande intensità di emissione di anidride carbonica per unità di energia utilizzata.
Si può notare poi che la diminuzione relativa delle emissioni del settore elettrico in quel periodo è ben maggiore di quella vista per i consumi elettrici nei grafici precedenti. E’ evidente quindi che anche questo settore ha partecipato alla riduzione dell’intensità carbonica.
In effetti c’è qualcosa che ha ridotto in modo significativo le emissioni di CO2 per unità di energia elettrica prodotta: la produzione rinnovabile. Come si può notare dal grafico sul CIL per fonte, a partire dal 2008 c’è stato un notevole incremento di produzione delle fonti rinnovabili, sia dell’idroelettrico, che nell’ambito della sua variabilità ha avuto due cicli molto positivi, ma ancor di più delle altre fonti, tra le quali eolico e fotovoltaico hanno zero emissioni CO2 (al contrario delle bioenergie).
Se si considera che in un prossimo futuro è prevista una forte crescita dell’uso dell’energia elettrica per il settore trasporti e in parte anche per il settore degli edifici (uso di pompe di calore al posto delle caldaie) è chiaro che l’incremento della produzione elettrica rinnovabile risulta fondamentale per continuare verso una significativa riduzione delle emissioni di CO2.
Fonti
Fare riferimento all’articolo sul grafico del consumo interno lordo di energia elettrica e del PIL monetario per le rispettive fonti.
I dati sul consumo interno lordo di energia primaria sono tratti dal sito Terna sezione “Sistema elettrico; Statistiche e previsioni; Dati statistici” scaricando il documento “Dati storici”.
I dati sulle emissioni di CO2 sono tratti dal sito web della Commissione Europea EDGAR (Emission database for global atmospheric research) sezione “Emission data and maps; 2017 – Fossil CO2&GHG emissions of all world countries” scaricando il file “1970-2016 fossil CO2 timeseries for all countries”.