Diamo un’occhiata geograficamente più ampia al settore dell’energia elettrica con i dati di produzione mondiali, dell’Unione Europea e anche di Stati Uniti e Cina.
(aggiornato con i dati del 2023)
Come si può notare, il ruolo maggiore nella produzione di energia elettrica mondiale lo gioca il carbone, che in termini assoluti per molti anni è stata la fonte che è cresciuta maggiormente. La situazione è cambiata a partire dalla crisi economica globale del 2008-9, dopo la quale si assiste ad un progressivo rallentamento nella crescita, sia per un leggero rallentamento dei consumi complessivi di energia, sia per la crescita della produzione di altre fonti, come vedremo dopo.
L’effetto di questo rallentamento lo si vede nei valori relativi, dove il carbone è passato dal picco del 41,1% nel 2007 al 35,1% nel 2023. La produzione nel 2021 aveva avuto un notevole rimbalzo grazie alla ripresa dei consumi elettrici dopo la crisi covid del 2020 e ai primi problemi nell’approvvigionamento di gas, ma nel 2022-23 la crescita è tornata a far registrare valori più modesti. Anche se la produzione è ai suoi valori massimi storici, si può notare come dal 2014 la tendenza alla crescita sia abbastanza lenta se paragonata a quella del decennio precedente. La produzione ha raggiunto i 10.513 TWh, con una variazione di +188,6 TWh.
Il gas naturale ha iniziato una fase di crescita più sostenuta a partire dal 1997 che lo ha portato ad essere la seconda fonte di produzione per importanza dopo il carbone. Anche in questo caso si nota comunque dal 2008 un certo rallentamento nella crescita rispetto al decennio precedente, tanto che la quota percentuale sembra aver iniziato una fase discendente, come già capitato al carbone. Nel 2023 la produzione è stata di 6.746 TWh, con una quota percentuale del 22,5% e una variazione di +77,4 TWh.
Anche se qui i dati non lo mostrano pienamente, il petrolio ha avuto il suo periodo di crescita a partire dagli anni ‘60 per poi iniziare ad essere sostituito con il gas naturale durante gli anni ‘90. Nel 2023 la produzione è di 698 TWh, pari al 2,3% del totale, con una variazione di -44,6 TWh.
L’idroelettrica naturale (ovvero esclusi i pompaggi) è stata per lungo tempo l’unica fonte alternativa ai combustibili fossili. E` cresciuta in modo continuo ma non particolarmente sostenuto. A partire dal 2004 si nota una certa accelerazione, anche se è appena sufficiente a mantenere costante la quota percentuale. Negli ultimi tre anni la tendenza alla crescita si è interrotta e si nota addirittura un leggero declino, ma i motivi sembrano essere essenzialmente meteorologici (meno pioggia nei paesi che hanno molti impianti idroelettrici), perché nel frattempo la potenza totale installata nel mondo continua a crescere. Ci si aspetta quindi una ripresa delle tendenza alla crescita. Nel 2023 copre il 14,2% della produzione con 4.240 TWh e una variazione di -83,2 TWh.
La nucleare è stato il primo tentativo di trovare una nuova fonte alternativa ai combustibili fossili. Come si vede, partendo praticamente da zero negli anni ‘70, ha avuto una fase di crescita per i trenta anni successivi, più sostenuta durante gli anni ‘80. Già all’inizio degli anni ‘90 l’istallazione di nuovi reattori si era comunque ridotta notevolmente e la crescita della produzione derivava in buona parte da un potenziamento di vecchi impianti, soprattutto negli Stati Uniti.
Il forte rallentamento nell’apertura di nuove centrali e l’inizio della chiusura delle più vecchie ha portato la produzione ad un sostanziale stallo a partire dal 2004, che si è poi trasformata in un vero e proprio decremento nel 2011-12 in seguito agli eventi di Fukushima in Giappone.
Dal 2013 la produzione è tornata a crescere (ma lentamente), principalmente grazie ad una certa attività della Cina nel settore, attività che comunque non è particolarmente elevata se paragonata alla crescita avuta in passato in Europa o Stati Uniti. La quota del nucleare in Cina rimane ad un misero 4,6% nel 2023 (vedi grafici successivi).
In genere, quindi, dal 2013 la produzione nucleare mostra variazioni annuali scarse, ma in leggera crescita. Solo nel 2020, a causa del calo dei consumi per la crisi covid, è stato registrato un declino, e anche nel 2022, a causa di problemi avuti dalle centrali nucleari francesi per guasti, ondate di calore e mancanza di acqua. Ad ogni modo questi due cali di produzione non sono stati seguiti da adeguati recuperi e ciò ha portato negli ultimi quattro anni ad un nuovo stallo.
Nel 2023 la produzione nucleare è di 2.738 TWh, con una crescita di +58,0 TWh e una quota percentuale del 9,1%. La produzione mondiale attuale rimane così ancora di poco sotto al picco raggiunto nel 2006 (2.803 TWh) ed in termini relativi la quota percentuale ha una tendenza a calare addirittura dal 1996, quando raggiunse il 17,4%.
Il nuovo tentativo di trovare fonti alternative ai combustibili fossili è rappresentato dalle nuove rinnovabili , ovvero dall’insieme di fonti rinnovabili come l’eolica, la solare, le biomasse, il geotermico più altre minori (il geotermico non può definirsi proprio “nuovo” ma è comunque una fonte sviluppata in larga parte in epoca recente).
Come si vede le nuove rinnovabili stanno crescendo ad un ritmo veloce e leggermente esponenziale. Si tratta di un passo di crescita che negli ultimi 10 anni risulta già ben superiore a quello del nucleare dei tempi d’oro passati. Infatti nel periodo 1980-89 il nucleare ha avuto un incremento medio annuale di 129,4 TWh, mentre le nuove fonti rinnovabili nel periodo 2014-23 hanno avuto un incremento medio annuale di 350,8 TWh.
Nel 2023 la produzione da nuove rinnovabili è di 4.748 TWh, con una quota del 15,9% e una variazione di +541,7 TWh. Come si vede la produzione, dopo aver superato quella nucleare nel 2020, ha superato nel 2023 anche quella idroelettrica.
Il rallentamento del carbone e del gas naturale negli ultimi anni di cui si è detto in precedenza è causato in buona parte proprio dalla crescita delle nuove rinnovabili, oltre che da un leggero rallentamento della produzione totale dopo la crisi del 2008-9.
Nel dettaglio, nel 2023:
– l’eolico ha prodotto 2.325 TWh, con una variazione di +217,3 TWh e una quota del 7,8%;
– il solare ha prodotto 1.642 TWh, con una variazione di +319,7 TWh e una quota del 5,5%;
– le bioenergie, il geotermico e altre fonti minori hanno prodotto 781 TWh, con una variazione di +4,7 TWh e una quota del 2,6%.
Nel complesso, raggruppando le fonti per macro categorie, si può notare che il settore è ancora dominato dalle fonti termoelettriche basate su combustibili fossili, che nel loro insieme coprono il 60,0% nel 2023, con una produzione di 17.957 TWh e una variazione di +221,5 TWh. L’andamento della quota percentuale mostra comunque dal 2013 una tendenza a scendere. Quindi in termini di indici relativi le fonti fossili hanno raggiunto già il loro picco.
L’insieme delle fonti rinnovabili fa segnare nel 2023 una produzione di 8.989 TWh, con una variazione di +458,5 TWh e una quota del 30,0%.
Per mettere in evidenza l’andamento della varie fonti nel tempo è possibile rappresentare in grafico le variazioni annuali:
Anche se qui è rappresentato solo in parte, risulta evidente l’affievolirsi della crescita del nucleare rispetto agli anni ‘80, la forte crescita delle fonti fossili a partire dai primi anni 2000 e il prorompente affermarsi delle nuove fonti rinnovabili negli ultimi anni.
Da notare come dal 2011 in poi l’incremento medio annuale della produzione elettrica totale (e quindi dei consumi) sia di circa 640 TWh. Si tratta di un valore che ormai è stato quasi raggiunto dall’incremento della produzione rinnovabile (spinta dalle nuove fonti) che, come scritto in precedenza, ha raggiunto i +458,5 TWh nel 2023 (con una produzione idroelettrica anomala sotto la media), ma aveva raggiunto i +573,9 nel 2022. Significa che ormai le rinnovabili si avviano da sole a coprire l’incremento medio dei consumi di energia elettrica globale, senza bisogno della crescita di altre fonti. In pratica in un tale contesto le fonti fossili non sarebbero più in grado di crescere e avrebbero quindi raggiunto il picco anche come produzione assoluta (dopo aver già raggiunto il picco sulla quota percentuale). Ovviamente si parla di una tendenza media, sul singolo anno ci possono essere ancora eccezioni.
Nel 2023 ci si aspettava un calo della produzione termica fossile che alla fine non si è verificato a causa di una produzione idroelettrica particolarmente scarsa e di consumi di energia un po’ sopra la media.
Da notare nel grafico la costante crescita dell’incremento di produzione solare, che sta quindi mantenendo un andamento esponenziale regolare e da due anni è diventata la prima fonte al mondo per crescita. Come accennato nell’articolo sul confronto tra riserve mondiali di energia, la fonte solare, per il grande potenziale produttivo che ha, è molto probabilmente destinata a diventare la prima fonte rinnovabile.
Ecco infine il grafico con l’andamento della produzione elettrica mondiale nel suo insieme:
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Vediamo ora la situazione nell’Unione Europea:
Come si vede in Europa la situazione è molto più dinamica rispetto al contesto globale. D’altra parte il vecchio continente non ha grandi risorse locali di combustibili fossili da cui attingere, quindi si è avuta maggiore necessità di sviluppare fonti alternative.
Il nucleare ha avuto davvero uno sviluppo rapido e notevole, tanto da raggiungere e superare il carbone diventando la prima fonte di produzione. Al contrario di quanto visto a livello globale, però, il nucleare nell’Unione ha avviato dal 2005 una chiara tendenza a scendere, quindi già prima dell’incidente di Fukushima del 2011, anche se tale evento ha sicuramente aiutato la discesa con la chiusura anticipata di alcune centrali.
Nel 2022 si nota un notevole calo della produzione (il più grande mai registrato) causato, come già detto in precedenza, da problemi alle centrali nucleari francesi che si sono sommati al normale declino del nucleare in Europa. Come si vede, dopo questo crollo, nel 2023 il recupero della produzione è stato assai modesto, ad indicare che i problemi del 2022 non sono ancora stati risolti completamente.
Nel 2023 la produzione nucleare è di 619 TWh con una variazione di +10,2 TWh e una quota percentuale del 22,6%.
L’uso del carbone era ancora molto importante a meta degli anni ‘80, addirittura con una quota superiore a quella globale. L’utilizzo di questa fonte, però, è andato continuamente a scendere in funzione di una sostituzione nel tempo con il nucleare, il gas naturale e infine con le nuove rinnovabili.
Negli ultimi due anni si assiste ad un piccolo “rimbalzo” della produzione, il primo anno come conseguenza del recupero nella richiesta di energia dopo la crisi covid del 2020 e dai primi effetti della crisi di approvvigionamento del gas, il secondo anno più che altro a causa delle necessità di compensare il forte e anomalo calo contestuale della produzione idrica e nucleare. Ad ogni modo, tale rimbalzo è assai poco significativo rispetto alle riduzioni avute negli ultimi anni e soprattutto si è trattato di una situazione temporanea, visto che nel 2023, in un contesto più normale, la produzione ha avuto un nuovo crollo, portandosi ai minimi storici.
Nel 2023 la produzione è stata di 343 TWh, con una variazione di -126,5 TWh e una quota del 12,5%.
Fino ai primi anni’90 l’uso del gas naturale in UE era decisamente inferiore rispetto al resto del mondo. Poi a partire dal 1993 si è deciso di puntare maggiormente su questo combustibile (meno inquinante del carbone) ed è iniziata una fase di crescita che ha riequilibrato la situazione.
Da notare il brusco passo indietro dal 2009 al 2014 causato dal calo dei consumi e dalla veloce ed imprevista crescita delle nuove rinnovabili. Le centrali che utilizzano gas naturale sono state colpite maggiormente perché hanno un funzionamento più flessibile rispetto a centrali come carbone e nucleare. Dal 2015 l’uso di questo combustibile è tornato a crescere grazie alla ripresa dei consumi e al fatto che le centrali si sono adattate a fare competizione alle fonti più rigide.
Negli ultimi anni, con i problemi di approvvigionamento di gas dalla russia, con un rallentamento dei consumi complessivi di energia e la continua crescita delle fonti rinnovabili, la produzione da gas mostra una nuova tendenza a scendere, con un calo significativo proprio nell’ultimo anno.
Nel 2023 la produzione da gas naturale è stata di 452 TWh, con una variazione di -82,7 TWh e una quota del 16,5%.
La fonte idroelettrica e il petrolio hanno avuto un andamento simile a quello già visto a livello globale.
Nel 2023 l’idroelettrico ha prodotto 326 TWh, con una variazione di +51,5 TWh e una quota del 11,9%. Con il petrolio sono stati prodotti 46 TWh, con una variazione di -5,9 TWh e una quota dell’1,7%.
Da notare il notevole calo della produzione idrica del 2022 che comunque, come si può vedere, è sempre stata una fonte caratterizzata da importanti variazioni annuali della produzione, in negativo e in positivo. Nel lungo periodo questa fonte già da diversi decenni mostra comunque una tendenza alla stabilità, perché si tratta di una fonte “storica”, le cui migliori risorse in Europa sono già state in larga parte sfruttate in passato. A livello mondiale, quindi, le prospettive di crescita dell’idroelettrico derivano esclusivamente dai paesi emergenti e in via di sviluppo.
Nell’Unione Europea un ruolo molto importante lo hanno assunto le nuove fonti rinnovabili. Come si vede è un settore sul quale si è puntato molto, tanto che ormai la produzione ha superato quella nucleare ed è nettamente la prima.
La produzione nel 2023 è di 886 TWh, con una variazione di +80,7 TWh e una quota di ben il 32,4%, una enormità se confrontata con il 15,9% a livello globale.
Tra le nuove rinnovabili, l’eolico è la fonte più rilevante. Dopo aver superato l’idroelettrico negli anni scorsi, l’eolico aveva superato nel 2020 anche il carbone, ma nel 2021 c’era stato un contro-sorpasso. Nel 2023 una buona crescita della produzione ha portato l’eolico a superare in un solo anno sia il carbone che il gas naturale (entrambe in netto calo).
Il solare, dopo una fase di rallentamento nel 2014-18, mostra una nuova tendenza alla crescita, anche particolarmente marcata, tanto che ormai gli ultimi incrementi registrati non sono molto diversi da quelli dell’eolico.
Nel dettaglio, l’eolico nel 2023 ha prodotto 480 TWh, con una variazione di +59,4 TWh e una quota del 17,6%. Il solare ha prodotto 247 TWh, con una variazione di +37,8 TWh e una quota del 9,0%. Le bioenergie, il geotermico a altre fonti minori hanno prodotto 158 TWh, con una variazione di -16,5 TWh e una quota del 5,8%.
Nel complesso nell’Unione europea le fonti fossili mostrano a partire dal 2008 una netta tendenza alla riduzione, cosa che, come abbiamo visto, a livello globale ancora non si vede. Addirittura, nel 2020 le rinnovabili sono riuscite a superare le fonti fossili. Un sorpasso reso particolarmente netto nel 2023 e dal quale non ci sarà più ritorno.
Nel 2023 le fonti fossili hanno prodotto 841 TWh, con una variazione di -215,0 TWh e una quota del 30,7%. Le fonti rinnovabili hanno prodotto 1.212 TWh, con una variazione di +132,2 TWh e una quota del 44,3%.
Vediamo anche in questo caso il grafico con le variazioni annuali:
Rispetto al grafico con la situazione globale si notano cambiamenti più netti. Le nuove rinnovabili, complice anche una certa riduzione dei consumi, non si limitano ad affiancare le fonti fossili e il nucleare, ma tendono proprio a sostituirsi ad essi.
Per finire ecco il grafico con la produzione lorda totale:
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Già che ci siamo, visto che sono disponibili i dati, diamo un’occhiata veloce anche alla produzione degli Stati Uniti:
Come si vede gli Stati Uniti hanno un sistema elettrico che fin dal passato risulta più ancorato all’utilizzo dei tradizionali combustibili fossili rispetto a quello europeo, anche perché hanno maggiori disponibilità locali di tali risorse.
Come fonte alternativa la nucleare ha avuto un’incidenza ben più bassa rispetto all’UE e già da diversi anni è una tecnologia che non viene più sviluppata, tanto che la produzione risulta praticamente stabile nel tempo ma con prospettive nel futuro prossimo di iniziare una fase di declino (come capita già nell’UE).
Nonostante ciò il carbone negli ultimi anni ha avuto una marcata fase di declino, esattamente come in Europa, ma se in quest’ultimo paese il declino è derivato esclusivamente dalla crescita delle nuove fonti rinnovabili, negli Stati Uniti un buon contributo lo ha dato anche la crescita nell’uso del gas.
Nel complesso la produzione fossile negli USA ha avviato una tendenza al declino come visto nell’UE, ma meno marcata e l’incidenza percentuale rimane ben più elevata.
Negli Stati Uniti lo sviluppo delle nuove fonti rinnovabili è partito un po’ in ritardo rispetto all’Unione Europea e con meno impeto, anche se la progressione risulta comunque un po’ esponenziale. Nel 2023 si nota una crescita modesta, derivata principalmente da un calo della produzione eolica, sia per un certo rallentamento nelle installazioni, sia per motivi meteorologici. Gli Stati Uniti stanno puntando molto sul solare e, anche se per ora i risultati si vedono solo parzialmente, nel prossimo futuro questa fonte è previsto che cresca molto.
Come si può notare, nel 2021 la produzione rinnovabile totale ha superato quella nucleare, mentre raggiungere quella termoelettrica fossile (come successo nell’UE) rimane ancora un obiettivo lontano.
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E per finire vediamo anche la Cina:
Al contrario di Unione Europea e Stati Uniti, che sono due paesi ad economia avanzata, la Cina è un paese ad economia emergente e sotto molti aspetti ha ancora i tipici caratteri di un paese arretrato e in via di sviluppo. Ciò è visibile anche dal sistema elettrico che risulta in larghissima parte ancora dipendente da una fonte inquinante e poco flessibile come il carbone. Allo stesso modo, l’esplosione dei consumi elettrici, oltre al veloce sviluppo economico, sono indice di un sistema elettrico poco efficiente e incline allo spreco.
Nonostante questo si iniziano a scorgere anche in Cina i primi segni del cambiamento verso un sistema più moderno. La produzione da carbone dal 2012 ha comunque una tendenza a crescere minore rispetto al passato, come si può notare anche dalla riduzione della quota percentuale.
Ciò è stato ottenuto in larga parte attraverso la crescita della produzione rinnovabile, sia l’idrica (che in Cina al contrario di Europa e Stati Uniti ha ancora qualche prospettiva di sviluppo), sia in particolare quella delle nuove fonti rinnovabili (che nel 2022 hanno superato l’idrica).
Al contrario di quanto molti sono portati a pensare, in Cina la produzione nucleare, come si vede, cresce a ritmi lenti e incide poco sul mix energetico cinese. La quota percentuale nel 2023 è solo del 4,6% e negli ultimi cinque anni è praticamente ferma. Le nuove fonti rinnovabili in Cina crescono più velocemente, tanto che l’eolico ha superato la produzione nucleare già nel 2012, mentre il solare l’ha superata nel 2022.
Alla fine anche in Cina la produzione rinnovabile sta crescendo ad un ritmo tale che potrebbe nel prossimo futuro coprire da sola l’incremento medio dei consumi, portando quindi ad una inversione di tendenza nella produzione fossile come già visto in precedenza per Unione Europea e Stati Uniti. Questo processo sarebbe facilitato comunque da un certo rallentamento nella crescita dei consumi, che dal 2008 hanno già smesso di crescere esponenzialmente ma mantenendo in seguito una crescita media costante.
Fonti
I dati sono tratti dal sito web dell’Energy Institute sezione “Exploring Energy; Statistical Review of World Energy; Download the data”. I dati della produzione elettrica si trovano nelle cartelle contraddistinte dal termine “generation” e i valori in TWh.
Questo istituto ha ereditato e preso in gestione le statistiche sull’energia pubblicate in passato dalla BP.
Nei grafici con la rappresentazione per fonte (escludendo quello con le variazioni) non è stata considerata la voce “Electricity generation from other” (di entità molto esigua) che rappresenta la produzione derivante da pompaggi idrici, da altri combustibili e da differenze statistiche.