Il settore energetico mondiale sta attraversando una profonda trasforma- zione con il passaggio cruciale da fonti tradizionali, come carbone e legna, altamente inquinanti e/o poco efficienti, a favore di soluzioni più moderne, come le energie rinnovabili.

Negli ultimi trent’anni, la domanda globale di energia è quasi raddoppiata, passando da 8,7 Gtep (miliardi di tonnellate di petrolio equivalente) nel 1990 a 15,1 Gtep nel 2023. Questo incremento è stato accompagnato da uno stravolgimento nella geografia dei consumatori: la Cina ha assunto un ruolo di primo piano tra i principali consumatori, superando Stati Uniti ed Europa (Grafico A).

Evoluzione del mix energetico globale Analizzando la composizione del mix energetico mondiale, si osserva che nell’ultimo trentennio il gas naturale ha registrato l’incremento più significativo, sia in termini assoluti sia di quota di mercato (dal 19% nel 1990 al 23% nel 2023), grazie allo sviluppo delle infrastrutture di trasporto (pipeline e GNL) e alla diffusione delle centrali a ciclo combinato che hanno favorito il ricorso a questa fonte nel settore della generazione elettrica. Il carbone, nonostante l’elevato impatto ambientale, continua a mantenere un ruolo rilevante (è cresciuto dal 26% nel 1990 al 28% nel 2023) soprattutto in alcune aree prive di meccanismi di carbon pricing, grazie al basso costo.

Cina, Stati Uniti ed Europa, i tre principali mercati, responsabili congiunta-mente di circa il 50% del consumo di energia mondiale, hanno seguito traiettorie energetiche differenti basate su strategie di sviluppo diversificate.

La Cina, ad oggi il primo produttore e consumatore di carbone al mondo, ha puntato prevalentemente sullo sfruttamento del carbone domestico al fine di limitare al massimo la dipendenza dalle forniture estere e dalle oscillazioni dei prezzi internazionali delle commodities, favorendo, inoltre, lo sviluppo economico nazionale. Tale strategia ha consentito al paese una marcata flessibilità (es. ampia e diversificata spare capacity nei settori chiave) per fronteggiare eventi inattesi (Grafico B).

Gli Stati Uniti che, a inizio secolo, erano importatori netti di gas naturale, grazie alla rivoluzione dello shale gas sono diventati il primo esportatore di GNL su scala globale. Il gas americano è così diventato un gas a basso prezzo e ciò ne ha anche favorito l’utilizzo nella generazione elettrica in sostituzione del carbone (fuel switching) con importanti benefici in termini emissivi.

L’Unione Europea, anche a fronte della limitata disponibilità di risorse energetiche domestiche, ha puntato a promuovere lo spostamento verso mix energetici a basse emissioni, con la progressiva riduzione nell’uso del carbone, il rallentamento degli investimenti nel settore oil&gas e la spinta all’installazione di fonti rinnovabili.

Le traiettorie energetiche dei tre paesi tradotte in percorsi emissivi vedono la Cina assumere un ruolo di assoluto rilievo a livello globale. Nonostante lo sviluppo economico del paese sia iniziato in ritardo rispetto a Stati Uniti e UE, dagli anni ’90 il profilo emissivo cinese ha registrato un cambio di passo, assumendo una traiettoria di tipo esponenziale. Il gigante asiatico è infatti attualmente responsabile di circa 1/3 delle emissioni totali e in termini cumulati è già sui livelli dell'Unione Europea (Grafico C).

La Cina riveste quindi un ruolo centrale nel processo di decarbonizzazione mondiale e in assenza del suo pieno contributo sarà difficile raggiungere gli obiettivi climatici dell’Accordo di Parigi, che prevedono di limitare l’incremento della temperatura globale ben al di sotto dei 2°C e di perseguire tutti gli sforzi per contenere tale incremento a 1,5°C.

Prospettive future e decarbonizzazione Nel contesto internazionale esistono attualmente molteplici scenari, elaborati da numerosi analisti, che hanno lo scopo di indicare una possibile direzione futura, fornendo un quadro di riferimento anche per indirizzare al meglio le scelte di policy.

Qui si descrive quello disegnato dall’International Energy Agency (IEA), ossia quello che i tre più grandi consumatori mondiali dovrebbero seguire, nei prossimi decenni, per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione da loro stessi annunciati (Scenario APS2, Grafico D). La IEA è uno dei tanti previsori presenti sul panorama energetico e, rispetto ad altri come l’IPCC3, presenta ipotesi di decarbonizzazione molto sfidanti e concentrate su poche leve (in primis l’elettricità) con tempistiche particolarmente ambiziose.

Nello scenario APS di IEA, Cina, Stati Uniti e Unione Europea seguiranno traiettorie differenti, a causa di mix energetici di partenza disomogenei, diversi livelli di sviluppo economico e demografico, e differenze rilevanti negli obiettivi dichiarati dai governi.

In particolare:

• in Cina il passo della decarbonizzazione dovrebbe accelerare solo dopo il 2030, con la quota del carbone prevista in marcata riduzione, a fronte della crescita delle rinnovabili, in primis solare ed eolico. La sostenibilità di tale percorso rimane incerta nei tempi e nell’entità;
• negli Stati Uniti il gas continuerà a svolgere un ruolo chiave nel mix energetico almeno fino al 2030, per poi ridursi nel lungo termine. Tale tendenza appare ambiziosa e forse in contrasto con la recente evoluzione del contesto politico;
• l’Europa è prevista procedere con una decarbonizzazione più rapida, grazie all’aumento significativo della quota di fonti low carbon già entro il 2030. Tuttavia, il bilanciamento tra obiettivi climatici, sicurezza ed economicità dell’approvvigionamento rappresenterà una sfida cruciale e non necessariamente fattibile nei tempi e nei modi descritti.

Tra le leve identificate da IEA come centrali nel processo di transizione verso un sistema a basse emissioni, va menzionata l’elettricità che ha visto crescere il proprio ruolo nel mix dei consumi finali passando dal 14% del 1990 al 21% attuale (con picchi superiori al 30% in Cina) e che, nella traiettoria APS, è prevista raddoppiare la sua quota già al 2040.

Il vettore elettrico, dotato di potenziali vantaggi in termini di efficienza e impatto ambientale rispetto alle fonti fossili, nei fatti, almeno fino ad oggi, non è prodotto in maniera del tutto sostenibile. Anzi, dato che molti grandi paesi producono ancora oggi elettricità da carbone e olio combustibile (es. Cina, ma non solo), a livello globale, la generazione elettrica resta un’attività inquinante.

Evoluzione del mix elettrico globale Su scala globale, il mix di generazione elettrica ha subito graduali trasformazioni con la sostituzione di fonti meno efficienti e più costose (come il carbone e l’olio combustibile) con gas e rinnovabili. Ma su scala regionale persistono differenze significative.

In Cina il carbone rimane predominante, nonostante la crescita delle rinnovabili. Il settore elettrico è responsabile del 60% delle emissioni del paese e del 40% delle emissioni elettriche globali (Grafico E).

Negli Stati Uniti il mix elettrico è ancora dominato dalle fossili, con il gas che ha raddoppiato la sua quota tra il 2010 e il 2023 spiazzando il carbone. Tale processo ha portato evidenti vantaggi in termini emissivi: tra il 2010 e il 2023, le emissioni specifiche del settore elettrico si sono ridotte del 33%.

Nell’UE il processo di sostituzione delle fonti nel corso del tempo è stato guidato inizialmente dalla sicurezza ed economicità delle forniture, per poi concentrarsi prevalentemente sugli obiettivi ambientali dal 2015 in avanti. Lo sviluppo delle rinnovabili è stato supportato da politiche e incentivi mirati.

Al fine di raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione annunciati, IEA prevede che a fronte di una crescita della domanda mondiale di elettricità (attesa raggiungere il 42% dei consumi finali di energia; Grafico F):

•            la Cina potrà mantenere il primato nella generazione elettrica, con un mix ancora esposto al carbone nel 2030, ma in accentuata riduzione al 2040 grazie al forte sviluppo della filiera solare ed eolica;

•            gli USA vedranno un progressivo declino del carbone (quasi azzerato en- tro il 2030) e del gas (in uscita dal mix entro il 2040), con le rinnovabili che diventeranno dominanti.

•            l’UE potrà completare l’uscita dalle fonti fossili entro il 2040, affidandosi prevalentemente a fonti rinnovabili come il solare e l’eolico.

I percorsi disegnati da IEA, per quanto in linea con gli obiettivi e le tempisti- che di decarbonizzazione annunciati dai tre paesi/aree, modificano profondamente l’attuale assetto del settore elettrico, basandolo per la quasi totalità sulle fonti rinnovabili che sono però intermittenti e richiedono sistemi di integrazione. In tali scenari si lascia poco spazio di crescita per altre fonti “continue” quali il nucleare e anche il gas naturale con la cattura e lo stoccaggio di carbonio (CCS), contraddistinte da idoneità ai fini ambientali.

Tali percorsi, inoltre, almeno finora, non tengono conto dell’impatto che lo sviluppo di data center e intelligenza artificiale (IA) potrà avere sulla domanda elettrica addizionale e sul relativo crescente fabbisogno di fonti continue nel mix di generazione. L’aggiunta di nuova domanda elettrica da parte di un settore che potrà avere uno sviluppo esponenziale e che richiede in molti casi fonti continue di generazione elettrica rappresenta un elemento determinante nello sviluppo energetico futuro e renderà necessario adeguare le ipotesi sottostanti tali scenari anche attraverso la diversificazione delle leve della transizione.

Mix elettrico nei principali paesi europei Analizzando nel dettaglio i paesi europei (Grafico G), il quadro si articola ulteriormente per la presenza di livelli di consumo di elettricità e mix di generazione elettrica disomogenei, frutto prevalentemente delle scelte di politica energetica adottate da ciascun paese nel corso dei decenni. Germania, Francia, Italia e Spagna sono i primi quattro paesi per consumo di elettricità e sono responsabili congiuntamente di circa il 60% del totale delle emissioni UE.

Partendo dalla Germania (circa il 19% della generazione elettrica UE-27 nel 2023), storicamente il mix di generazione ha visto il carbone, prevalentemente di produzione domestica, ricoprire il ruolo di fonte energetica principale. Il peso del carbone, tuttavia, è progressivamente diminuito, arrivando nel 2023 a rappresentare circa il 27% del totale. Questo risultato è stato ottenuto grazie alla costruzione di centrali a gas, allo sviluppo delle fonti rinnovabili e alla riduzione della domanda, dovuta sia all’efficientamento dei consumi che al calo del comparto industriale. Il processo di conversione del parco elettrico verso le rinnovabili, con il gas come fonte di backup, ha subito una battuta d’arresto in seguito allo scoppio del conflitto russo-ucraino, che ha ridotto la disponibilità di gas a prezzi competitivi, mettendo in difficoltà il settore elettrico del paese. La Germania, inoltre, avendo già deciso di abbandonare il nucleare, ha spento l’ultimo reattore nell’aprile del 2023. Per far fronte alla carenza di gas russo, il governo tedesco ha avviato un rapido processo di realizzazione di rigassificatori (FSRU5) che nel giro di soli due anni dallo scoppio della guerra ha portato il paese a raggiungere l’Italia in termini di capacità di rigassificazione (poco meno di 20 bcm6, rispetto a consumi domestici di circa 75 bcm), con un obiettivo di raddoppio entro il 2030.

La Francia presenta il mix elettrico più decarbonizzato, con una quota di fonti a basse emissioni superiore al 90% e di conseguenza un impatto minore del sistema ETS sui prezzi dell’elettricità all’ingrosso. L’elevata quota di fonti a basse emissioni è legata alla diffusione del nucleare, una fonte flessibile, a basso costo e poco soggetta alle dinamiche geopolitiche internazionali. La forte presenza del nucleare nel mix ha fatto sì che le rinnovabili si sviluppassero a un ritmo inferiore rispetto agli altri paesi UE. Nonostante il gas naturale rivesta un ruolo limitato sia nel mix elettrico che nel consumo ener- getico complessivo (circa il 14%), il paese si è dotato di un’ampia capacità di rigassificazione (circa 40 bcm rispetto a un consumo inferiore a 35 bcm) al fine di diversificare il proprio rischio di forniture.

Il mix di generazione elettrico della Spagna risulta essere il più variegato e bilanciato tra quelli europei, senza la presenza di fonti predominanti. L’idroelettrico e il nucleare hanno storicamente avuto un ruolo di rilievo, che si è ridotto solo marginalmente nel corso degli anni. La stessa sorte non è toccata al carbone che è uscito progressivamente dal mix spiazzato da gas naturale e dalla forte crescita delle rinnovabili intermittenti. Il ricorso al gas naturale ha spinto il paese a realizzare un’ingente flotta di impianti di rigassificazione (circa 70 bcm, contro una domanda di poco inferiore a 30 bcm). La Spagna è divenuta il primo paese europeo per capacità installata. L’ampia possibilità di importazione di gas via nave permette di mitigare gli effetti delle situazioni di shortage inatteso, ad esempio come accaduto durante la crisi energetica del 2022.

Mix elettrico in Italia L’Italia ha storicamente presentato un mix elettrico differente dagli altri mercati europei. La relativa scarsità di risorse domestiche, associata alla scelta di limitare da tempo le attività estrattive, la rinuncia alla generazione nucleare con il referendum nazionale del 1988 e la decisione di non costruire nuovi bacini idroelettrici (in linea con gli altri paesi UE), ha aumentato la dipendenza energetica del paese dall’estero. Fino agli anni ’90 il power mix italiano era dominato dal petrolio. Le politiche governative hanno successivamente orientato il paese verso il gas naturale perché più competi- tivo ed efficiente. Il gas è quindi divenuto la principale fonte per la produzione di elettricità e nel 2023 ha rappresentato circa il 45% del mix. Nonostante il gas giochi un ruolo chiave nel sistema elettrico, il paese ha da un lato visto decrescere la produzione domestica, passata dal coprire il 30% del consumo nel 1990 all’attuale 5%, dall’altro ha investito in misura limitata nello sviluppo di nuove infrastrutture di import del GNL; la capacità di rigassificazione ammonta a circa 20 bcm (rispetto a un consumo di gas inferiore a 60 bcm) ed è attesa rimanere al di sotto dei 30 bcm al 2030. Le rinnovabili intermittenti7 e l’idroelettrico rappresentano complessivamente circa il 40% dell’attuale mix di generazione. Come nel resto d’Europa la quota è cresciuta grazie alle installa- zioni di solare ed eolico. Lo sviluppo del parco, favorito da sistemi di supporto, ha portato queste fonti a raggiungere una quota del 21% nella generazione complessiva rispetto al 4% del 2010. Nonostante tale incremento gli impianti termoelettrici continuano a svolgere un ruolo centrale sia per la copertura del profilo baseload sia per soddisfare la domanda di picco.

Per ridurre la dipendenza dal gas e affrontare il progressivo abbandono del carbone, l’Italia appare orientata a promuovere lo sviluppo di capacità rinnovabile intermittente. Tale sviluppo, per essere compatibile con i piani dichiarati dovrà accelerare ulteriormente nei prossimi anni trovandosi ad affrontare e gestire, in assenza di semplificazioni, i complessi e lunghi iter autorizzativi. In un contesto di dipendenza dal gas, abbandono del carbone e lenta evoluzione delle rinnovabili intermittenti, il futuro del sistema elettrico italiano rimane altamente incerto, come rappresentato sia dagli scenari normativi, che da quelli forniti dagli esperti del settore.

Scenari normativi ed esperti (Grafico H) assumono un ruolo crescente per l’elettricità in futuro. Il tasso di crescita, tuttavia, rimane incerto: l’ammontare di elettricità consumata in Italia è prevista passare dagli attuali circa 300 TWh a valori compresi tra 370 e 470 TWh nel 2040. L’ampiezza del range delle previsioni sottende ipotesi diversificate riguardo all’evoluzione del contesto socioeconomico e alla velocità/possibilità di sostituzione del vettore elettrico alle fonti fossili in alcuni settori quali il trasporto (in particolare, il trasporto pesante) e l’industria energy intensive.

Un elemento cruciale per la crescita della domanda elettrica in Italia è rappresentato dalla diffusione dell’IA e dei data center. Tuttavia, non è da sottovalutare il contributo all’ottimizzazione del sistema di generazione, consumo e trasporto dell’elettricità che l’IA potrebbe fornire, potenzialmente rimodellando l’assetto e le logiche di funzionamento dell’intero sistema.

L’incertezza osservata dal lato della domanda elettrica si trasferisce parallelamente sul settore della generazione elettrica e sulla composizione del mix. Al 2030, in tutti gli scenari rappresentati, la generazione da carbone e olio combustibile si azzera quasi del tutto, laddove il gas conserva un ruolo più o meno rilevante, grazie alla flessibilità10 che è in grado di fornire. Il contributo di eolico e solare aumenta con il progressivo incremento della capacità in- stallata. Al 2040 gli scenari normativi prevedono una progressiva riduzione della generazione fossile e un aumento del contributo delle rinnovabili confermando i trend previsti al 2030. In alcuni scenari, tuttavia, la quota del gas resterebbe significativa, grazie all’installazione di sistemi di CCS in grado di dare nuova vita a tale fonte energetica.

Pertanto, per il sistema elettrico in Italia, il percorso futuro non appare univo- co e le alternative possibili risultano molteplici e strettamente dipendenti dal passo dell’evoluzione tecnologica e dalle scelte di policy adottate.

Conclusioni L’energia è un elemento essenziale per lo sviluppo economico e sociale. In questo contesto, risulta cruciale costruire un sistema energetico capace di bilanciare sicurezza, accessibilità economica e sostenibilità ambientale. Il raggiungimento di questo triplice obiettivo richiederà un’azione congiunta di governi, industrie e cittadini, superando le attuali criticità e adottando soluzioni concrete per un nuovo equilibrio. Le fonti rinnovabili, nonostante gli investimenti dell’ultimo ventennio, ad oggi nel mondo copro- no il 2% del consumo energetico, salendo al 13% nel mix di generazione elettrica. Le fonti fossili rappresentano ancora circa l’80% dell’energia globale, in linea con gli ultimi trent’anni. Un’uscita non ben pianificata da queste fonti potrebbe mettere a rischio la stabilità del sistema energetico ed esporre le economie a nuove forme di dipendenza.

L’Europa ha assunto il ruolo di leader nella decarbonizzazione, promuovendo lo sviluppo delle rinnovabili, il progressivo abbandono delle fonti fossili e l’adozione di sistemi di tassazione ambientale, come l’ETS. Tuttavia, sebbene questi interventi siano in linea con gli obiettivi climatici, potrebbero mettere a rischio la competitività dell’industria europea. Nel frattempo, le strategie del- le altre economie mondiali procedono a velocità diverse: la Cina ha fissato al 2060 il traguardo per il Net Zero, mentre negli Stati Uniti l’approccio punta a conciliare la crescita economica con la transizione energetica.

Per garantire un sistema energetico competitivo e sostenibile, è fondamentale adottare politiche coerenti, valorizzare le risorse disponibili in Europa e sviluppare filiere produttive integrate lungo tutta la catena del valore.

La storia insegna che i futuri mix energetici ed elettrici non potranno basarsi su un’unica fonte o su forniture concentrate in specifiche aree geografiche. Diversificazione e neutralità tecnologica saranno fattori chiave per costruire un sistema energetico sostenibile, affidabile ed economicamente competitivo.