Uno scienziato ambientale spiega perché l’emissione di anidride carbonica nell’aria non dovrebbe più essere accettabile.
di Ken Caldeira
Diversi anni fa avevo protestato di fronte ai cancelli di una centrale nucleare. A lungo ho creduto che il passaggio all’energia ricavata da biomasse, eolico e solare fosse una cosa semplice. Piccolo era bello, e l’energia avrebbe dovuto essere distribuita, non centralizzata.
Vorrei tanto poterlo credere ancora.
Il mio pensiero è cambiato quando ho lavorato con Marty Hoffert della New York University su una ricerca che sarebbe comparsa su nature nel 1998. Era il primo confronto alla pari con cui si esaminava la quantità di energia ad emissioni zero che avremmo dovuto raggiungere al fine di risolvere il problema ambientale. Sfortunatamente, le nostre conclusioni continuano a reggere. Urge una massiccia implementazioni di fonti di energia economica e prossima alle zero emissioni, e serve un grande programma di ricerca e sviluppo che permetta di realizzare migliori sistemi di produzione dell’energia e trasporto.
Eolico e solare sono diventati più attraenti negli ultimi anni. Sono diventati notevolmente più economici, ma nessuno dei due sistemi è ancora sufficientemente affidabile. Oltretutto, batterie in grado di accumulare abbastanza energia, e a prezzi abbastanza economici, da permettere ad una moderna città industriale di superare le fasi in cui il vento cala o il sole è oscurato, devono ancora essere sviluppate.
Recenti analisi suggeriscono che l’energia eolica e quella solare, connesse in una rete elettrica su scala continentale e supportate da centrali a gas naturale come riserva, potrebbero ridurre di quasi due terzi le emissioni di gas serra dovute alla produzione di elettricità. La produzione di elettricità, però, è responsabile di appena un terzo delle emissioni complessive di anidride carbonica, che ogni anno aumentano di oltre il 2 percento. Anche se disponessimo di un settore energetico migliore a partire da domani, quindi, entro un decennio le emissioni tornerebbero ai livelli di oggi.
Occorre attuare interventi ben superiori per superare il problema climatico. La soluzione non arriverà a meno di affrontare il problema con la stessa serietà con cui affrontiamo il problema della sicurezza nazionale. I politici che si stanno incontrando a Parigi per la Conferenza sul Clima stanno prendendo impegni troppo leggeri rispetto a quanto occorre per ridurre sostanzialmente il rischio ambientale.
Matematica scoraggiante
Quattro settimane fa, per la prima volta nella storia registrata, un ciclone con la forza di un uragano ha colpito lo Yemen, nella Penisola Araba. Questo autunno, un uragano con i venti più potenti mai registrati ha invece raggiunto la costa pacifica del Messico.
Al pari di ondate di calore e siccità più lunghe e diversi altri eventi atmosferici negativi che diventeranno sempre più comuni, tempeste insolitamente potenti come queste sono una conseguenza prevista del riscaldamento globale. Nelle latitudini medie dell’emisfero boreale, le temperature medie stanno già aumentando di una media pari ad uno spostamento di 10 metri al giorno verso il sud. Questo tasso è pressoché 100 volte più rapido di qualunque cambiamento climatico osservabile nei registri geologici, e minaccia pesantemente la biodiversità in diverse parti del mondo. Stiamo già perdendo due barriere coralline alla settimana, soprattutto come conseguenza diretta delle nostre emissioni di gas serra.
Recentemente, io e i miei colleghi abbiamo studiato gli effetti a lungo termine dell’estrazione di combustibili fossili dal terreno e del loro rilascio nell’atmosfera. Abbiamo scoperto che servirebbero diverse migliaia di anni perché il pianeta si riprenda da questo abuso. Bruciando tutte le risorse di combustibili fossili e scaricando nell’aria i risultanti rifiuti di anidride carbonica, possiamo aspettarci che le temperature medie globali aumenteranno di 9 °C sopra quelle odierne anche a distanza di 10.000 anni. Possiamo aspettarci che il livello dei mari salirà di 60 metri. Nella maggior parte dei tropici, i mammiferi (esseri umani inclusi) non saranno in grado di sopravvivere al calore diurno. È quindi essenziale per il nostro benessere a lungo termine che i combustibili fossili non vengano immessi nella nostra atmosfera.
Se vorremo ridurre la minaccia del cambiamento climatico nel futuro prossimo, diverse azioni andranno compiute: bisognerà ridurre le emissioni di sostanze inquinanti di breve durata come il carbone nero, abbattere le emissioni di metano dovute a campi di gas naturale e discariche, e via dicendo. Dobbiamo rallentare e in seguito invertire la deforestazione, passare ad auto elettriche e costruire centrali solari, eoliche e nucleari.
Per quanto le tecnologie esistenti possano indirizzarci verso questo percorso, il traguardo è al di là della loro portata. Gran parte degli analisti ritiene che dovremmo de-carbonizzare la generazione di elettricità ed utilizzare l’elettricità per trasporti, industria e persino riscaldamento domestico (l’uso dell’elettricità per il riscaldamento è ampiamente inefficiente, ma potrebbero non esserci soluzioni migliori in un mondo soffocato dall’anidride carbonica).
Questo mondo richiede un sistema di generazione dell’elettricità diverse volte più grande rispetto a quello che abbiamo ora. Possiamo veramente utilizzare la tecnologia esistente per ingrandire i nostri sistemi al punto da ridurre drammaticamente le emissioni di questo settore?
L’energia solare è la sola fonte di energia che sappiamo di poter utilizzare per alimentare indefinitamente la civiltà. Sfortunatamente, non abbiamo una rete elettrica su scala globale in grado di far circolare l’energia solare dal giorno alla notte. Sulla scala della rete elettrica regionale, non disponiamo delle batterie in grado di equilibrare la generazione di elettricità durante le ore diurne con la domanda nelle ore notturne.
Dovremmo fare quello che sappiamo fare ma, allo stesso tempo, pensare a cosa non sappiamo come fare. Dobbiamo trovare sistemi migliori per generare, accumulare e trasmettere l’elettricità. Abbiamo anche bisogno di combustibili a zero emissioni per quelle parti dell’economia che non possono essere elettrificate. La cosa più importante, magari, sarà imparare a utilizzare meglio l’energia.
L’energia è uno strumento, non un fine. Non vogliamo l’energia tanto quanto vogliamo ciò che possiamo ottenere da essa: trasporto, intrattenimento, rifugio, e nutrimento. Considerate le previsioni delle Nazioni Unite, secondo le quali arriveremo ad almeno 11 miliardi di abitanti entro la fine del secolo (il 50 percento in più rispetto ad oggi), e considerato che probabilmente i paesi in via di sviluppo cresceranno rapidamente, la domanda per servizi che richiedono energia incrementerà probabilmente di almeno dieci o più volte. Se vorremo stabilizzare il clima, dovremo ridurre le emissioni globali di un valore pari a dieci volte quello attuale. Detto diversamente, per evitare di distruggere il nostro ambiente e la nostra economia, sarà necessario ridurre di un fattore di 100 le emissioni di ciascun servizio offerto dall’energia. Per riuscirvi occorrerà qualcosa come un miracolo energetico.
Cambio di fase
Si prevede che gran parte della crescita nelle emissioni di questo secolo sarà dovuta alle economie in via di sviluppo, ansiose di garantire alle rispettive popolazioni le prime basi di assistenza sanitaria, educazione ed occupazione. Veramente, noi che abitiamo nel mondo ricco, possiamo chiedere agli abitanti dei paesi poveri di lasciare che un altro bambino soffra di fame o che un altro essere umano muoia per una malattia curabile invece di ricorrere ai combustibili fossili per alimentare la loro crescita economica? Dovremmo semmai chiedere che i paesi più ricchi paghino il differenziale di costo fra sistemi inquinanti e non per i paesi più poveri, ma in questo momento non possiamo nemmeno assicurarci che gli abitanti dei paesi più ricchi paghino il proprio differenziale.
Come possiamo ottenere sistemi energetici eco-compatibili che possano competere con il prezzo di carbone e gas naturale? Servono più incentivi. Le riduzioni di costo di eolico e solare nell’ultimo decennio sono derivate principalmente da tante piccole migliorie rese possibili dalla loro maggiore diffusione. Diverse tecnologie a basse emissioni, però, costeranno più di carbone e gas naturale. A meno di fissare una tassa o un prezzo sulle emissioni di anidride carbonica, non esisterà alcun mercato per le innovazioni che gli sforzi di ricerca e sviluppo possono fornire. Avrebbe senso allocare parte delle entrate derivate da tasse sul carbonio nella ricerca e sviluppo di energie pulite.
Alcuni sperano nello sviluppo di tecnologie che possano rimuovere l’anidride carbonica emessa finora nell’atmosfera. Non è impossibile, ma mi sembra più irraggiungibile che altro. Sarà sempre più facile ed economico evitare di commettere errori che sistemare quelli che sono già stati fatti. Certo, piantare alberi e diffondere biochar – un additivo per il terreno che sequestra il carbonio – saranno anche cose giuste; non è però il caso di illuderci che queste azioni da sole risolveranno il nostro problema ambientale.
Nonostante tute queste ragioni per disperarsi, resto speranzoso. Cosa mi porta a credere che l’umanità possa risolvere un problema tanto spinoso e collettivo su scala globale?
Al tempo in cui la Costituzione degli Stati Uniti fu scritta, sembrava inconcepibile che le persone potessero essere liberate dalla schiavitù o che le donne avrebbero ottenuto il diritto al voto. Pochi anni prima che i matrimoni gay venissero legalmente riconosciuti, sarebbe parso impossibile prevedere un cambiamento tanto radicale nei comportamenti sociali. Per ottenere anche solo una chance di risolvere il problema ambientale, dovremo assistere ad un altro enorme cambiamento nel comportamento pubblico. La costruzione di ciminiere, camini o gas di scarico che riversano sostanze inquinanti nell’aria dovrà diventare semplicemente inaccettabile. Questo cambiamento potrebbe avvenire.
Gli accordi che verranno presi a Parigi saranno utili, ma saranno come passare a lampade fluorescenti compatte: carino, ma insufficiente rispetto alla portata richiesta dalla missione. Ciononostante, l’attenzione verso il problema ambientale dai più alti livelli del governo rappresenta un importante passo verso un punto di svolta sociale – verso quel cambiamento di fase in cui decideremo collettivamente che non utilizzeremo più il cielo come discarica. I nostri figli guarderanno indietro e ci chiederanno: “Chi avrebbe mai potuto continuare a utilizzare il cielo come una discarica dopo che tutti erano stati messi al corrente della situazione?” E speriamo che dicano anche “Almeno vi siete svegliati e avete smesso di farlo”.
Ken Caldeira è uno scienziato ambientale del Department of Global Ecology presso il Carnegie Institution for Science dell’Università di Stanford.
(MO)
