100 anni di SNV: la crisi petrolifera degli anni '70 come nascita della sostenibilità
I decenni fertili del dopoguerra fanno salire alle stelle la domanda di energia anche in Svizzera. Si progettano nuove centrali nucleari e allo stesso tempo cambia anche la struttura del consumo energetico. La quota dei combustibili fossili nel consumo totale di energia passa da circa il 24 al 77% tra il 1950 e il 1970. Mentre il governo svizzero discute la politica energetica del futuro, il paese e tutto il mondo occidentale vengono colti di sorpresa dalla crisi globale del petrolio.
L'Egitto, la Siria e altri paesi sono in guerra con Israele mentre gli stati arabi esportatori di petrolio tagliano deliberatamente la produzione per fare pressione sull'Occidente per sostenere Israele. Il prezzo del petrolio sale rapidamente. Il Consiglio federale reagisce allo shock con misure di austerità per l'economia e la popolazione, riduce la velocità massima in autostrada a 100 km/h e impone quote di carburante. Inoltre, vengono dichiarate tre domeniche senza auto e senza voli. Le persone stanno ora lavorando in modo orientato all'obiettivo su un concetto globale di energia a lungo termine con l'obiettivo di ottenere un approvvigionamento energetico più economico, più sicuro e indipendente possibile, che tenga conto anche delle preoccupazioni ambientali.
Paesi in via di sviluppo senza accesso all'elettricità
Anche i paesi in via di sviluppo sono stati particolarmente colpiti dalla crisi del petrolio. Ancora oggi, 1,6 miliardi di persone nel mondo non hanno accesso all'elettricità. Nel 2015, gli stati membri dell'ONU hanno adottato gli obiettivi di sviluppo sostenibile (SDGs) (www.un.org/sustainabledevelopment/sustainable-development-goals/), che definiscono 17 obiettivi diversi. L'obiettivo 7 mira a realizzare l'accesso a servizi energetici economici, affidabili e moderni entro il 2030. Non si tratta solo di raggiungere obiettivi di politica energetica. L'accesso semplificato all'energia dovrebbe portare altri risultati positivi: Superare la povertà, aumentare la produzione di cibo, fornire acqua pulita, migliorare la salute pubblica, espandere l'istruzione, promuovere l'economia e far progredire le donne.
Quale contributo danno gli standard agli SDGs delle Nazioni Unite?
L'International Organization for Standardization (ISO) ha definito più di 200 standard relativi all'efficienza energetica e alle energie rinnovabili https://www.iso.org/sdgs.html. Potete scoprire quali standard contribuiscono direttamente al raggiungimento dell'obiettivo 7 degli SDGs nella chiara lista dell'ISO (www.iso.org/sdg07.html). ISO 50001 aiuta le organizzazioni ad allinearsi in modo ottimale con la gestione dell'energia in modo da ridurre i costi e i consumi energetici e aumentare l'efficienza energetica.
La crisi del petrolio come punto di svolta per il progresso tecnico
Sono successe molte cose dallo shock petrolifero del 1973. In tutto il mondo si stanno facendo ricerche su tecnologie sostenibili e sicure. In Svizzera, l'Empa lavora anche a soluzioni per la mobilità del futuro. Christian Bach, capo del dipartimento dei sistemi di propulsione dei veicoli, sta studiando modi per ridurre l'impatto ambientale e climatico della mobilità stradale. Nell'intervista che segue mostra cosa possiamo aspettarci dall'idrogeno in particolare. Christian Bach era anche già coinvolto nello sviluppo della norma SN 277206 (standard svizzero per testare i sistemi di filtraggio delle particelle).
Negli anni '70, con la crisi petrolifera, è diventato chiaro che i combustibili fossili non sono disponibili in quantità illimitate. Quali risorse di guida alternative state attualmente testando all'Empa?
In linea di principio, le uniche alternative alle fonti fossili sono le fonti di energia biogenica rinnovabile e l'elettricità nucleare e rinnovabile. Poiché anche l'elettricità nucleare deve essere eliminata e le fonti di energia biogenica hanno solo una struttura quantitativa limitata, rimane solo l'energia elettrica rinnovabile. All'Empa ci stiamo quindi concentrando su questo.
State testando un sistema a idrogeno per il rifornimento. È questo il futuro?
Non ci sarà modo di aggirare l'idrogeno, ed è per questo che anche l'uso diretto dell'idrogeno dovrebbe essere seriamente studiato. C'è molto che suggerisce che la mobilità a idrogeno ha un futuro. Tuttavia, non vediamo l'applicazione iniziale nel settore delle autovetture, ma nella distribuzione dei camion così come nei veicoli locali (veicoli comunali, autobus), poiché questi possono già essere gestiti sensibilmente con una limitata espansione delle infrastrutture.
Da quanto tempo è in corso questo test e come è composto il team di ricerca?
L'impianto è stato realizzato in due fasi. Il rifornimento da 350 bar è stato messo in funzione nel 2014 e quello da 700 bar nel 2016. Parallelamente alla realizzazione delle fasi di rifornimento, le questioni energetiche e tecnologiche sono state studiate nel quadro dei progetti. In questo contesto sono stati centrali i chiarimenti con la Suva e gli assicuratori cantonali contro gli incendi nel settore della sicurezza e con il METAS in relazione alla capacità di taratura. In parallelo, sono state effettuate indagini e simulazioni dettagliate sul riempimento dell'H2-serbatoi nel veicolo.
L'idrogeno è disponibile senza limiti?
L'idrogeno non si trova in natura in forma non legata, ma deve essere prodotto. Mentre l'"idrogeno industriale" è ancora prodotto principalmente tramite steam reforming da una fonte di energia fossile (gas naturale) per ragioni di costo, l'"idrogeno energetico" è prodotto elettroliticamente da elettricità rinnovabile. Questo è l'unico modo per ottenere la CO2-riduzione. La domanda centrale è quindi se l'elettricità rinnovabile è disponibile senza limiti, ed è proprio qui che vediamo il grande fascino di questa tecnologia: fisicamente, non ci sono effettivamente limiti all'elettricità rinnovabile. Il sole invia alla terra molta più energia di quanta l'umanità ne avrà mai bisogno. La difficoltà sta nel "raccogliere" questa energia solare e nel trasportarla e distribuirla.
Chi è il fornitore di idrogeno? Si può produrre idrogeno in Svizzera?
Nell'ambito di uno studio finanziato dall'UFAM, abbiamo esaminato il potenziale di produzione di idrogeno energetico in Svizzera dopo la riduzione dell'energia nucleare di 25 TWh e l'aggiunta del 50 per cento del potenziale fotovoltaico svizzero (circa 25 TWh). Per la prima volta, è stata applicata un'alta risoluzione temporale e geografica. È interessante notare che dei 25 TWh di elettricità fotovoltaica, circa 10 TWh non possono essere utilizzati nel mercato dell'elettricità, anche se bilanciati per intere settimane, perché la domanda di elettricità può già essere ampiamente coperta dall'energia idroelettrica. Un'esportazione (come oggi) è anche improbabile, poiché anche le regioni vicine stanno investendo massicciamente nel fotovoltaico e quindi avranno eccedenze di elettricità negli stessi momenti in cui lo facciamo noi. L'unica alternativa realistica è la produzione di idrogeno. In questo modo, il settore dell'elettricità è accoppiato con quello della mobilità - stiamo studiando come funziona nel nostro dimostratore di mobilità chiamato "move". https://www.empa.ch/de/web/empa/move
In cosa consistono esattamente questi test?
Stiamo studiando l'appianamento dei picchi FV con batterie e alimentazione per l'elettromobilità e con la generazione di idrogeno per la mobilità a celle a combustibile. A questo scopo, abbiamo allestito impianti dotati di molti sensori per studiare, per esempio, il funzionamento intermittente e dinamico per quanto riguarda l'invecchiamento/usura o i rendimenti nel funzionamento dinamico. Attualmente stiamo progettando di espandere l'impianto con un impianto di metanizzazione per convertire idrogeno e CO2 per produrre metano sintetico dall'atmosfera per veicoli a gas.
Quali sono attualmente le maggiori sfide con questo metodo?
La sfida più grande è l'efficienza economica. Non sarà possibile raggiungere l'efficienza economica semplicemente mettendo insieme delle tecnologie. Sono necessari sistemi progettati e gestiti in modo ottimale. Questi devono anche poter essere utilizzati per la stabilizzazione della rete. A causa della bassa quota di costi energetici nei costi totali nel settore della mobilità stradale, questo è predestinato come applicazione iniziale. A lungo termine, altre aree potrebbero seguire.
Una spazzatrice a idrogeno viene testata nell'uso quotidiano a Dübendorf. Quali sono le esperienze attuali con esso?
Le esperienze sono state molto positive. Nel complesso, il consumo di energia potrebbe essere ridotto di oltre il 50 per cento rispetto alle macchine diesel-idrauliche, soprattutto a causa del passaggio dalla distribuzione di energia idraulica a quella elettrica. Tuttavia, è anche evidente che i costi di investimento per tali veicoli sono ancora troppo alti. Deve essere ancora possibile ridurre significativamente i costi del sistema di celle a combustibile per un'applicazione in tali veicoli.
Dove vede attualmente il maggior potenziale per un carburante adatto al consumo di massa?
Vediamo la distribuzione dei camion come la prima area di applicazione dell'idrogeno come carburante, dato che i camion elettrici e a celle a combustibile sono esenti dalla tassa sulla TTPCP e sugli oli minerali. Questi rappresentano circa il 50% dei costi totali.
Un unico carburante sostituirà la benzina e il diesel? O possiamo aspettarci alternative diverse?
No, non lo diamo per scontato. Pensiamo che le applicazioni a breve e medio raggio nei settori delle autovetture, dei furgoni e dei camion saranno coperte elettricamente e le applicazioni a medio e lungo raggio con combustibili sintetici nei veicoli con motore a combustione interna. Questi concetti hanno tutti un basso livello di CO2-emissioni. Nel settore delle autovetture, l'elettromobilità sarà probabilmente principalmente batteria-elettrica, mentre nel settore dei furgoni e dei camion sarà probabilmente cella a combustibile-elettrica.
Ci sono già piani per i prossimi test?
Come già menzionato, stiamo progettando di espanderci con un impianto di metanazione. Questo ci permetterà di copiare l'approvvigionamento energetico della natura (fotosintesi): la clorofilla (verde delle foglie) scinde l'acqua in ossigeno e idrogeno con l'aiuto della luce solare, e l'idrogeno viene convertito in CO2 dall'atmosfera in carboidrati. Nel nostro impianto, questi passaggi vengono eseguiti tecnicamente e non produciamo carboidrati, ma un idrocarburo. Ma il ciclo del carbonio è chiuso, proprio come in natura.
Ci sono sforzi particolari all'Empa per ridurre le emissioni di CO2 in relazione ai posti di lavoro e ai processi?
L'Empa ha un alto consumo di energia a causa dei molti laboratori e dispositivi con requisiti speciali (vuoto, alta o bassa temperatura, aria condizionata, ecc.). Perciò, qualche tempo fa, un ambizioso progetto per la riduzione delle emissioni di CO2Questo concetto si basa su elementi ben noti e comprovati (ad esempio, ristrutturazione ad alta efficienza energetica, riscaldamento a bassa temperatura, cogenerazione), nonché su nuove tecnologie (ad esempio, una rete energetica, stoccaggio di calore stagionale, utilizzo del calore residuo) e viene ora implementato passo dopo passo. Un'importante emissione di CO2-sono i voli per le conferenze e le riunioni di progetti internazionali. Ove possibile, questi dovrebbero essere ridotti facendo viaggi in treno o in auto. Stiamo anche esaminando l'aumento dell'uso di riunioni virtuali e stiamo partecipando a campagne per incoraggiare i pendolari a passare al trasporto pubblico o alla bicicletta.
Christian Bach, grazie mille per l'intervista.
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Conseguenza della crisi petrolifera: 20 anni di diritto energetico svizzero
La prima legge svizzera sull'energia è entrata in vigore il 1° gennaio 1999, 26 anni dopo la crisi petrolifera. In occasione del 20° anniversario, l'Ufficio federale dell'energia (UFE) pubblica nel 2019, in una serie di blog in cinque parti, una rassegna completa di un pezzo appassionante della storia politica svizzera.
www.energeiaplus.com/2019/04/10/20-jahre-schweizerisches-energiegesetz-teil-1/
Autostrade vuote, strade principali e secondarie hanno caratterizzato la Svizzera il 25 novembre 1973. "Perle dagli archivi" della Radiotelevisione svizzera (SRF) mostra i filmati storici: https://www.srf.ch/play/tv/doku-plus/video/autofreier-sonntag-perlen-aus-dem-archiv?id=84a4818a-f9a1-41c9-bf3d-4ee627c61bf3
Se non volevi rinunciare alla tua amata gita domenicale, dovevi farlo senza la macchina, che all'epoca era così venerata. Il primo divieto di guida domenicale in Svizzera si è rivelato un vero e proprio happening: vecchie biciclette sono state tirate fuori dalle cantine e rese nuovamente idonee alla circolazione, le strade sono diventate piste di pattinaggio e i passeggini hanno passeggiato lungo le principali vie di circolazione. Gli svizzeri hanno preso il primo divieto di guida della domenica con molto umorismo, anche se lo sfondo era estremamente serio.
Fonti per l'intero articolo: Ufficio federale dell'energia (www.energeiaplus.ch), Wikipedia, Istituto tedesco di sviluppo.
