Scuola politica Giovanni Ferrara, LeG Pavia - 20 febbraio 2009

1. Le fonti energetiche tra
sicurezza degli
approvvigionamenti e
emergenza climatica
Marzio Galeotti
Università degli studi di Milano
Fondazione Eni Enrico Mattei, lavoce.info
marzio.galeotti@unimi.it

2. Schema della relazione
•L’emergenza ambientale
•La questione energetica
•Possibili soluzioni
•E la gente cosa ne pensa?

3. 1.
L’emergenza
ambientale

4. I fenomeni ambientali globali
1. Effetto Serra
Effetto: su clima e mari Causa: i gas serra
2. Deterioramento Scudo Ozono
Effetto: cancro alla pelle Causa: i CFC
3. Piogge Acide
Effetto: danni a flora, fauna, monumenti, ecc.
Causa: emissioni da combustibli fossili (SOx, NOx)
QUALI CARATTERISTICHE HANNO?

5. A. L’effetto serra:
cosa è,
come si manifesta,
cosa implica

6. L’effetto serra

7. L’atmosfera come una vasca da bagno
con input e output di carbonio
Fossil Fuel
Burning
7 ATMOSPHERE
billion
tons go in 4 billion tons added
every year
800
billion tons carbon
Ocean Land Biosphere (net)
2 + 1 = 3 billion tons go out
7 miliardi tC, 7 miliardi di persone 1tC emesse a testa all’anno

8. Emissioni
Background: L’effetto serra
− naturale vs. antropogenico
Dall’inizio della rivoluzione industriale (1700) tutti
i maggiori gas ad effetto serra sono aumentati:
Gas clima-alteranti:
CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6

9. La catena degli effetti dei CC
Concen- Risposta
trazioni di termodina
GHG -mica
Effetti
Emissioni Stili di vita / Cultura / Qualità climatici/
di GHG della vita/ Percezione e gestione
del rischio Impatti sugli
ecosistemi
Attività
Processi produttivi
Mitigazione LULUCF Adattamento

10. I gas-serra generati dall’uomo
Anidride carbonica (CO2) – il gas prevalente
Metano (CH4) – il secondo più diffuso, 21volte la potenza della CO2
Biossido di azoto (N2O) – 310 volte la potenza della CO2
Altri gas – HFCs, PFCs, and SF6 = 600 – 23900 volte la potenza della CO2
Transportation
Trasporti
Uso dalla terra:
Generazione elettrica
Agricoltura & Foreste
Processi industriali

11. I gas-serra generati dall’uomo
Contributo relativo dei gas-serra
1.432
19
Generati
7.199 naturalmente
e prodotti
dall’uomo
72.36
CFC
CO2 CH4 N2O Others HFC
Fluorinati
Fonte: US Department of Energy 2005
Per memoria: il vapore acqueo rappresenta il 95% di
tutti i gas-serra presenti in atmosfera

12. I gas-serra generati dall’uomo
Emissioni mondiali di CO2 per settore di generazione
CFC
HFC
Fluorinati

13. I gas-serra generati dall’uomo
Emissioni mondiali di CO2 per fonti fossile di energia
Fonte: OECD/IEA World Energy Outlook 2006
Fonte: IEA World Energy Outlook 2006

14. Emissioni pro capite
Emissioni Mondo OEC nonOEC Italia
pro capite D D
tC/yr/cap 1 3.3 0.5 2.2

15. Quanto emetto ?
1 ton carbon/yr
a) Guida 15000 km, 15km/l • Carbon footprint
calculators (lifestyle)
• “You've checked the
c) Volo 10,000 miglia price and calorie count,
EU-California now here's the carbon
cost”, The Guardian,
d) Riscalda- Gas naturale, January 2007, about
mento abitazione media, TESCO carbon labeling
domestico temp. media
e) Illumina- 300 kWh/mese se
zione tutta l’elettricità
da carboone

16. La Curva di Mauna Loa

17. E le concentrazioni crescono….
Source: IPCC TAR

18. Così pure la temperatura
Il maggiore
riscaldamento del
pianeta negli
ultimi 50 anni (0.6
gradi Celsius)
può essere
attribuito ad
attività umane
La temperatura
globale potrebbe
aumentare di 1.4 -
5.8 gradi Celsius
nei prossimi 100
anni

19. Nel complesso
Temperatura
media globale
Livello del mare
medio globale
Copertura nevosa
emisfero boreale
Fonte: IPCC WGI – AR4 2007

20. Gli impatti dei cambiamenti climatici
Una selezione di impatti probabili:
Crescita della temperatura del pianeta (dal
1860 di 0.6°C)
Crescita di eventi di precipitazione
Crescita nella frequenza ed intensità di
eventi climatici estremi (uragani, ecc.)
Crescita del rischio di desertificazione
Riduzione dei ghiacciai
Innalzamento del livello del mare
(ultimi 100 anni: ca. 10-25 cm)

21. Una classificazione degli impatti
Variazioni nella temperatura, precipitazioni e livello dei mari
Zone costiere: Agricoltura: Salute umana:
Erosioni, allagamenti Cambiamenti nella quantità di Mortalità dovuta alle
Inondazioni, mutamenti raccolto, nella domanda di cond. meteorologiche
nelle zone paludose Irrigazione e nella produttività malattie infettive
Qualità dell’aria –
malattie respiratorie
Industria ed
Risorse idriche: Foreste: Energia:
Cambiamenti nell’offerta e Cambiamenti nelle ecologie, Cambiamenti nella
nella qualità dell’acqua variabilità geografica delle domanda di energia
Problemi di concorrenza e specie, salute e produttività e nella domanda e
transfrontalieri offerta di beni

22. B. L’effetto serra:
come si alimenta

23. Emissioni di CO2 dovute a
consumi energetici per regione
2003 2030
Other Other
India 11% India 16%
MENA
4%
6% 6% MENA
8%
China
16%
China
19%
Transition
economies
11% Transition
OECD economies OECD
52% 9% 42%
24 Gt 37 Gt
Global emissions grow by just over half between 2003 & 2030, with the bulk of
the increase coming from developing countries

24. Emissioni di CO2 mondiali dovute a
consumi energetici per fonte
40 000
35 000
30 000
25 000
Mt of CO 2
20 000
15 000
10 000
5 000
0
1971 1980 1990 2000 2010 2020 2030
Coal Oil Gas
Global emissions grow more than 50% between 2003 and 2030, but fuel
shares hardly change

25. 2.
La questione
energetica

26. La sicurezza energetica
Dipendenza dalle importazioni di energia dei
paesi EU-27 nel 2004 in percentuale

27. Domanda mondiale di energia primaria
18 000
16 000
14 000
Oil
12 000
10 000
Mtoe
8 000 Gas
6 000
4 000 Coal
2 000 Other renewables Nuclear
0 Hydro
1970
1971 1980 1990 2000 2010 2020 2030
Oil, gas and coal together account for 83% of the growth in energy
demand between now and 2030 in the Reference Scenario

28. A. La questione
energetica:
le caratteristiche
dei combustibili fossili

29. I dati principali
Miliardi di RISERVE PRODUZIONE DURATA EXPORT/PRODUZIONE
TEP (R) ANNUALE (P) (R/P) (MONDO)
141,4 3,7 38 anni 55%
PETROLIO 1/1/03 2002
GAS 146,2 2,0 73 anni 27%
1/1/03 2001
CARBONE 656,3 2,2 298 anni 15%
1/1/02 2001

30. Riserve mondiali di petrolio
(accertate)
N o n -M E N A
39%
Saudi
A ra b ia
20%
O th e r
M ENA
14% K u w a it Ira q
Ira n
8% 9%
10%
Non-MENA include Venezuela, Nigeria, USA,…

31. Petrolio: riserve, produzione, consumo
5 paesi detengono il 63% delle riserve 5 paesi producono il 42% del totale 5 paesi consumano il 47% del totale
10 paesi detengono l’84% delle riserve 10 paesi producono il 62% del totale 10 paesi consumano il 60% del totale
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
RISERVE PRODUZIONE CONSUMO
PAESI ECONOMIE MEDIO ALTRI PAESI
industrializzati in transizione(*) ORIENTE in via di sviluppo
(*) Comprendono le repubbliche dell’ex-Urss e i paesi europei dell’ex blocco
sovietico

32. Consumo di petrolio per paese
20,0
20
MONDO :: 76,9
MONDO 76,9
ITALIA :: 1,9
ITALIA 1,9
15
10
5,3 5,2
5
2,7 2,7
2,2 2,1 2,1 2,0 2,0
0
iti on
e na nia sia Su
d ile ia ad
a cia
Un pp Ci ma us el ras Ind an ran
ati Gi
a
Ge
r R d B C F
St rea
Co

33. Consumo di petrolio per settore

34. Reserve mondiali di gas naturale
(accertate)
Other Non-
Russia
MENA
27%
28%
Other
MENA
8% Iran
UAE 16%
8% Saudi
Arabia Qatar
4% 14%

35. Gas naturale: riserve, produzione, consumo
5 paesi detengono il 61% delle riserve 5 paesi producono il 59% del totale 5 paesi consumano il 51% del totale
10 paesi detengono il 75% delle riserve 10 paesi producono il 72% del totale 10 paesi consumano il 65% del totale
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
RISERVE PRODUZIONE CONSUMO
PAESI ECONOMIE MEDIO ALTRI PAESI
industrializzati in transizione(*) ORIENTE in via di sviluppo
(*) Comprendono le repubbliche dell’ex-Urss e i paesi europei dell’ex blocco
sovietico

36. 622
Consumo di gas per paese
600 MONDO :: 2.544
MONDO 2.544
ITALIA :: 70
ITALIA 70
500
402
400
300
200
102 95 81
100
87 71 70 66
55
0
ti
to
an
ia
e
a
a
na
lia
n
on
ni
ad
si
Ira
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ni
Ita
t
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is
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pp
U
m
cr
ek
R
at
no
er
C
U
ia
zb
St
G
G
eg
U
R

37. Consumo di gas naturale per settore

38. Carbone: riserve, produzione, consumo
5 paesi detengono il 70% delle riserve 5 paesi producono il 71% del totale 5 paesi consumano il 64% del totale
10 paesi detengono il 91% delle riserve 10 paesi producono l’86 % del totale 10 paesi consumano il 78% del totale
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
RISERVE PRODUZIONE CONSUMO
PAESI ECONOMIE MEDIO CINA ALTRI PAESI
industrializzati in transizione(*) ORIENTE in via di sviluppo
(*) Comprendono le repubbliche dell’ex-Urss e i paesi europei dell’ex blocco sovietico

39. Produzione mondiale di carbone

40. Consumo di carbone per settore

41. B. La questione
energetica:
i problemi

42. Rapporto riserve/produzione
di petrolio, gas e carbone 1991-2001
250 PETROLIO GAS CARBONE
200
150
ANNI
100
50
0
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

43. Indice di dipendenza energetica*
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
-10%
na
ne
ia
ti
a
.
ia
cc
gn
ni
al
c
g
po
an
O
ta
U
It
pa
p
re
pa
Fr
ti
ia
S
ta
B
G
ro
S
n
Eu
ra
G
* Rapporto tra importazioni nette di energia e consumi primari

44. Generazione elettrica: produzione per fonte
100%
nelle diverse aree geografiche
80%
60%
40%
20%
0%
Mondo Unione Europea Cina Stati Uniti
Carbone Petrolio Gas naturale Nucleare Rinnovabili (*)
(*) principalmente idroelettrico
Fonte: International Energy Agency

45. Oleodotti
• Trasporto
costoso,
soprattutto se si
devono
attraversare
oceani o mari
• Rischi quasi
nulli

46. Evoluzione del mercato italiano del gas
Miliardi di metri cubi
120
100
80
60
40
20
0
1990 2005 2020E
Fonte: Dati storici Bilancio Energetico Nazionale; previsioni Ufficio Studi Eni

47. Utilizzo del gas per settore e paese
2005 (Per cento)
• Industria • Residenziale • Termoelettrico
• Italia • 37,1 • 50,7 • 56,2
Francia • 32,2 • 30,1 • 4,4
Germania • 26,2 • 38,3 • 11,7
UK • 27,1 • 60,7 • 39,5
Spagna • 33,3 • 16,8 • 31,1
• Proiezione ‘05-’20
Fonte:Wood Mackenzie, International Energy Agency, Enerdata

48. IL GAS PER L’EUROPA
Norway
Russia
Kazhakstan
Azerbaijan
Algerian
Turkmenistan
Trinidad
Nigeria
Iran
Algeria Libyia Egypt Iraq

49. LE ROTTE EUROPEE DEL GNL

50. dall’Olanda
LA RETE ITALIANA
attraverso le dalla Siberia attraverso l’Austria
Alpi
italo/svizzere
GNL
dall’Algeria,
attraverso il
canale di Sicilia

52. 3.
Che cosa dobbiamo o
possiamo fare?
Le politiche possibili

53. PERCHÉ ACCADE TUTTO QUESTO?
Interpretazione Sintetica
generano
generano
reddito
reddito
Esseri umani
Esseri umani Consumando
Consumando
(popolazione)
(popolazione) energia
energia
e producono
Inquinamento
Inquinamento Energia Reddito
Inquinamento = X X Popolazione X Popolazione
Energia Reddito
Forze socio-
Forze tecnologiche economiche

54. LA SITUAZIONE ENERGETICA ITALIANA
Le elencherò ora una serie di programmi che il nostro paese potrebbe realizzare per
migliorare la situazione energetica. Vorrei che lei facesse una graduatoria di questi
programmi in base alla loro utilità. (Risposta stimolata)
2,0
Aumento di produzione di energia
2,1
rinnovabile
2,1
2,2
Ricerca di nuove forme energetiche 2,3
Items
2,1
2,6
Politiche di riduzione dei consumi
2,6
energetici
2,6
3,2
Costruzione di nuove centrali
3,0
elettriche
3,2
1 2 % 3 4
Seconda rilevazione '04 Prima rilevazione '05 Seconda rilevazione '05
Base: totale intervistati

55. Soluzione 1:
fonti alternative
di energia

56. Il Nucleare
La disponibilità globale è passata dal 74%
del 1991 all’84% del 2003.

57. La diffusione del nucleare per paese
900
800
700
I primi 5 paesi producono il 70% della
600 produzione mondiale
500
Tw h
400
300
200
100
0
ia
ia
na
da
na
i
e
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ia
er
i-
re
d
n
St
Su
G
G
no
ltr
B
n
A
i-
ra
ltr
G
A

58. In Europa ci sono molte centrali
nucleari, circa la metà di tutto il mondo
Al primo posto c'è
la Francia, con
quasi 50 reattori
in funzione ,
seguita da
Germania e
Regno Unito

59. L’UTILIZZO DI CENTRALI NUCLEARI
Parliamo adesso specificamente dell'energia nucleare. Quanto è favorevole a
riprendere anche in Italia la produzione di energia elettrica per mezzo di centrali
nucleari? (Risposta stimolata)
12%
Molto 13% “MOLTO” +
MOLTO” “POCO” +
POCO” “NON
“ABBASTAN “PER NULLA”
NULLA” SA/ N.
10%
ZA”
ZA” R.”
R.”
2° RILEVAZ. 26% 65% 9%
21% ‘04
1° RILEVAZ. 28% 65% 7%
Abbastanza 15% ‘05
16% 2° RILEVAZ. 33% 59% 8%
‘05
15%
Items
Poco 16%
15%
44%
Per nulla 49%
50%
8%
Non sa/n. r. 7%
9%
0% 10% 20% 30% % 40% 50% 60% 70%
Seconda rilevazione '04 Prima rilevazione '05 Seconda rilevazione '05
Base: totale intervistati

60. Alternative Energy
Advanced Solar PVs Advanced Solar:
Carbon Capture and Purely Organic
Storage & Combustion CIGS
Nuclear Fission New Inorganic
Bio-electricity 3rd Generation
Wind and Solar Grid
Jetstream
Integration
Biofuels
Geo-engineering

61. Fossil Energy: The Net Zero Carbon Economy
CO2 from CO2 from
concentrated distributed
sources emissions
Capture from power Capture from air
plants, cement, steel,
refineries, etc.
Permanent &
safe disposal
Geological Storage Mineral
carbonate disposal

62. Fossil Energy: The Net Zero Carbon Economy
statoil

63. Idrogeno: la produzione
REFORMING
7% 3% DEGLI
IDROCARBURI
CRACKING
30%
GASSIFICAZIO
60% NE DEL
CARBONE
ELETTROLISI

65. QUALI APPLICAZIONI PER L’IDROGENO?
• INDUSTRIA METALLURGICA: Produzione dell’acciaio
• MECCANICA: Processi di saldatura
• CHIMICA E PETROLCHIMICA: produzione di
ammoniaca, metanolo, plastiche, pesticidi
• ALIMENTARE: Idrogenazione di grassi
• PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA
CELLE A COMBUSTIBILI (FUEL CELL)

66. FUEL CELL

67. L’idrogeno in una parola

68. Soluzione 2:
fonti rinnovabili di
energia

69. Quote di Rinnovabili

72. • L'energia ottenibile dalle FER non è più così costosa come in passato
rispetto quella ottenuta dalle fonti primarie esauribili
• Le potenzialità delle FER sono enormi e abbondantemente sufficienti
per le necessità energetiche in tutto il pianeta

74. LA CONOSCENZA DELLE PRINCIPALI FONTI DI
ENERGIA: DOMANDE E RISPOSTE
Lei sa cosa si intende per fonte di energia rinnovabile? (Risposta spontanea)
Seconda rilevazione '05
Sì, altra
definizione
Non sa/n. r.
1%
59%
Sì, è una fonte Prima rilevazione '05
presente in natura
in quantità
illimitata e
Sì, altra
rigenerabile nel
Base: 1003 casi definizione Non sa/n. r.
tempo 62%
0%
40%
Sì, è una fonte
presente in
natura in quantità
illimitata e
rigenerabile nel Base: 1003 casi
tempo
38%

75. Soluzione 3:
innovazione
tecnologica

76. Emissioni di CO2 per unità di prodotto
0,75
Italy
Italia France
Francia Spain
Spagna IEA Europe
Media IEA Europa
0,70
0,65
KG di CO2 / PIL US$ ‘95 PPP
0,60
0,55
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000

77. Intensità energetica complessiva
(consumi di energia per unità di prodotto)
0,27
Italia Francia Spagna Media IEA Europa
TEP/migliaia di US$ ‘95 PPP
0,22
0,17
0,12
1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000

78. Intensità energetica usi civili
0,08
0,075
0,07
0,065
0,06
kep/$95
0,055
0,05
0,045
0,04
0,035
0,03
1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
Italia Germania Francia Regno Unito

79. Intensità energetica nei trasporti
0,05
0,045
0,04
kep/$95
0,035
0,03
0,025
0,02
1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000
Italia Germania Francia Regno Unito

80. I trasporti: l’evoluzione tecnologica è guidata da
norme ambientali sempre più severe
Limiti emissioni in Europa Evoluzione del parco auto in Europa
8
Veicoli diesel
6
% IMMATRICOLAZIONI
g/km
4
2
diesel Gplmetano
0
Euro0 Euro1 Euro2 Euro3 Euro4
<1993 1993 1996 2000 2005
CO HC+NOx PM (x10)
ibridi
8
Veicoli a benzina
6
benzina
fuel cell
g/km
4
2
0
Euro0 Euro1 Euro2 Euro3 Euro4
<1993 1993 1996 2000 2005

81. Soluzione 4:
risparmio energetico

82. 1. Comando e Controllo
e.g. MEPS
(Minimum Efficiency Performance Standards)
2. Accordi Volontari
3. Strumenti di mercato:
a. Tassazione
b.Certificati di efficienza energetica
c. Schemi di incentivo

83. Fonte: IEA

84. Utilità delle Politiche per l’Efficienza Energetica
37 paesi hanno introdotto programmi di labelling
e 34 di efficienza energetica (inizio del 2000)
40 paesi hanno introdotto MEPS (Minimum Energy
Performance Standards)
Al 2030, politiche di efficienza energetica più robuste
potrebbero consentire un risparmio di US$700 miliardi negli
investimenti in infrastrutture elettriche dei paesi IEA
(20% del totale)
In USA, grazie agli standard si sono risparmiati 88 TWh
(2.5% dell’elettricità totale) e 21000 MW di capacità di
generazione (3% del totale)

85. IL RISPARMIO ENERGETICO
Se sì, quali? (Risposta spontanea, possibile risposta multipla)
PERCENTUALI RICALCOLATE SUL TOTALE RISPOSTE
31%
Lascio meno luci accese in casa 33%
20%
Utilizzo gli elettrodomestici nelle fasce serali 24%
12%
Utilizzo meno gli elettrodomestici 12%
15%
Utilizzo il riscaldamento solo se serve 10%
Items
5%
Utilizzo elettrodomestici di classe A 5%
5%
Adotto misure di isolamento termico della casa 4%
4%
Utilizzo meno l'automobile/il motorino 3%
3%
Utilizzo il condizionamento solo se serve 3%
4%
Altro 6%
1%
Non sa/n. r. 0%
0% 10% 20% 30% 40% 50% % 60% 70% 80% 90% 100%
Prima rilevazione '05 Seconda rilevazione '05
Base: totale intervistati