COMMISSIONE EUROPEA Bruxelles, 15.11.2022 COM(2022) 643 final RELAZIONE DELLA COMMISSIONE AL PARLAMENTO EUROPEO E AL CONSIGLIO Progressi riguardo alla competitività delle tecnologie per l'energia pulita













Indice 1. Introduzione 2. Competitività generale del settore dell'energia pulita dell'UE 2.1 Contesto: sviluppi recenti 2.1.1 Prezzi e costi dell'energia: tendenze recenti 2.1.1 Catene di approvvigionamento mondiali di risorse e materiali:

vulnerabilità e interruzioni 2.1.2 Impatto della COVID-19 e della ripresa 2.1.3 Capitale umano e competenze 2.2 Tendenze nella ricerca e nell'innovazione 2.3 Contesto concorrenziale dell'energia pulita nel mondo 2.4 Contesto dei finanziamenti a favore dell'innovazione nell'UE 2.5 Effetti dei cambiamenti sistemici 3. Soluzioni e tecnologie chiave per l'energia pulita 3.1. Energia solare fotovoltaica 3.2. Energia eolica offshore e onshore 3.3. Pompe di calore per applicazioni edili 3.4. Batterie 3.5. Produzione di idrogeno rinnovabile mediante elettrolisi dell'acqua

3.6. Combustibili rinnovabili 3.7. Tecnologie intelligenti per la gestione dell'energia 3.8. Risultanze principali su altre tecnologie per l'energia pulita 4. Conclusioni ALLEGATO I: Quadro metodologico per la valutazione della competitività dell'UE



1.Introduzione L'aggressione militare non provocata e ingiustificata della Russia nei confronti dell'Ucraina ha causato gravi perturbazioni del sistema energetico mondiale, mettendo in evidenza l'iperdipendenza dell'UE dai combustibili fossili russi e la necessità di rafforzare la resilienza del sistema energetico dell'UE, già messo a dura prova dalla crisi COVID-19. I prezzi dell'energia ai massimi storici e il rischio di carenze di approvvigionamento in tutta l'UE hanno reso ancora più urgente accelerare la duplice transizione verde e digitale nell'ambito del Green Deal europeo e garantire un sistema energetico più sicuro, accessibile, resiliente e indipendente. Il 2022 è stato l'anno del piano REPowerEU, un elemento fondamentale della risposta politica dell'UE a questa crisi senza precedenti. Il piano consiste in una tabella di marcia per affrancare l'UE, gradualmente ma il più presto possibile, dalla dipendenza dalle importazioni di energia russa adottando misure di risparmio energetico, diversificando l'approvvigionamento e accelerando la diffusione delle energie rinnovabili. Con la comunicazione "Risparmiare gas per un inverno sicuro", la Commissione ha presentato anche un piano per ridurre il consumo di gas nell'UE del 15 % fino alla prossima primavera. Il Consiglio ha adottato due regolamenti relativi, rispettivamente, allo stoccaggio e a misure coordinate di riduzione della domanda di gas. Nel settembre 2022 il Consiglio ha accolto la proposta della Commissione di regolamento relativo a un intervento di emergenza per far fronte al rincaro dei prezzi dell'energia, che ha lo scopo di attenuare l'impatto dei prezzi dell'energia sui consumatori dell'UE e affrontando la volatilità e l'incertezza senza precedenti nei mercati dell'energia dell'UE e mondiali. Questo intervento prevede in particolare una riduzione del consumo di energia elettrica, un tetto sui ricavi ottenuti dalla produzione inframarginale di energia elettrica e un contributo di solidarietà obbligatorio a carico temporaneamente delle imprese di combustibili fossili. Il conseguimento degli obiettivi del piano REPowerEU richiederà investimenti supplementari per un totale di 210 miliardi di EUR da qui al 2027, oltre agli investimenti già necessari per raggiungere la neutralità climatica entro il 2050 . Questi investimenti sosterranno il potenziamento e l'accelerazione delle tecnologie per l'energia pulita (ad es. energia solare fotovoltaica, eolica, pompe di calore, tecnologie di risparmio energetico, biometano e idrogeno rinnovabile), che sono di fondamentale importanza per far fronte alla doppia urgenza energetica e climatica. Per superare le difficoltà di natura tecnologica e non, sarà necessario che il settore dell'energia pulita sia robusto e competitivo. Nel piano REPowerEU è ribadito l'impegno di conseguire l'obiettivo a lungo termine del Green Deal europeo di rendere l'UE climaticamente neutra entro il 2050 e a dare piena attuazione al pacchetto "Pronti per il 55 %" presentato nel luglio 2021. Per realizzare gli obiettivi del Green Deal europeo sarà necessario che l'UE sviluppi soluzioni innovative di efficienza energetica e di energie rinnovabili, le attui e le espanda. Il 50 % della riduzione delle emissioni di gas a effetto serra prevista entro il 2050 richiederà tecnologie che non sono ancora pronte per il mercato, pertanto le attività di ricerca e innovazione (R&I) sono una componente fondamentale per aumentare la sovranità tecnologica e la competitività dell'UE a livello mondiale. In tale contesto, e in linea con le edizioni precedenti, la presente terza relazione annuale sui progressi riguardo alla competitività delinea la situazione attuale e avanza previsioni sulle diverse tecnologie e soluzioni per l'energia pulita e a basse emissioni di carbonio. Fa anche il punto della ricerca, dell'innovazione e della competitività del sistema energetico pulito nel suo complesso. L'edizione 2021 è stata importante per valutare la ripresa economica a seguito della COVID‑19, in quanto ha evidenziato come migliorando la competitività sia possibile attenuare l'impatto economico e sociale della pandemia a breve e medio termine. La relazione di quest'anno deve tenere conto dell'invito dell'UE a dare impulso alle tecnologie per l'energia pulita e dell'impatto della crisi energetica sul settore. In tale contesto la relazione si basa sui dati disponibili per illustrare modi di rafforzare la competitività dell'UE nelle catene del valore strategiche nel settore dell'energia, aumentando nel contempo la penetrazione delle tecnologie dell'UE per l'energia pulita. A causa della rapidità degli sviluppi dal punto di vista geopolitico, energetico e climatico, i dati quantitativi più aggiornati non sempre sono in grado di rispecchiare adeguatamente una situazione che non ha precedenti. La presente relazione verte perciò sui progressi compiuti fino alla fine del 2021, sulla base dei dati consolidati disponibili fino ad allora. Si fa riferimento anche a dati più recenti, ove disponibili e affidabili, che però, essendo scarsi, non sono ancora in grado di rispecchiare appieno l'impatto della crisi energetica attuale sulla competitività delle tecnologie per l'energia pulita. Se possibile, e al fine di tenere conto delle sfide affrontate di recente dal settore dell'energia pulita e delle relative ripercussioni, l'analisi si basa sulle implicazioni già visibili e sulle valutazioni qualitative per il 2022; l'impatto completo potrà essere valutato soltanto nella relazione del prossimo anno. La competitività è un concetto complesso e articolato che non può essere definito da un unico indicatore. La presente relazione valuta pertanto la competitività del sistema energetico pulito dell'UE nel suo complesso (sezione 2) e quella di determinate tecnologie e soluzioni per l'energia pulita (sezione 3) analizzando una serie definita di indicatori (allegato I). A partire da quest'anno l'analisi approfondita basata su dati concreti, che è alla base della presente relazione, sarà effettuata dall'Osservatorio della Commissione per le tecnologie dell'energia pulita (Clean Energy Technology Observatory, CETO). La presente relazione è pubblicata conformemente all'articolo 35, paragrafo 1, lettera m), del regolamento sulla governance dell'Unione dell'energia e dell'azione per il clima e accompagna la relazione sullo stato dell'Unione dell'energia. 2.Competitività generale del settore dell'energia pulita dell'UE 2.1Contesto: sviluppi recenti

2.1.1Prezzi e costi dell'energia: tendenze recenti Come indicato nelle relazioni precedenti sui progressi riguardo alla competitività, nell'ultimo decennio i prezzi dell'energia elettrica e del gas per uso industriale nell'UE sono stati più alti rispetto a quelli della maggior parte dei paesi del G20 non appartenenti all'UE. L'invasione ingiustificata e non provocata dell'Ucraina da parte della Russia ha fatto lievitare i prezzi, già ai massimi storici nel 2021 nell'UE e in molte altre regioni del mondo. Nel primo trimestre del 2022 i prezzi all'ingrosso del gas in Europa sono stati cinque volte più elevati rispetto a un anno prima e ad agosto 2022 hanno raggiunto un picco senza precedenti, per poi ridiscendere a livelli più bassi. Poiché il prezzo sui mercati europei è spesso determinato dalle centrali a gas, lo stesso andamento ha caratterizzato il prezzo all'ingrosso dell'energia. Ne hanno risentito i costi di produzione in alcuni settori, in particolare nelle industrie ad alta intensità energetica, e si sono registrati aumenti di prezzo anche delle materie prime. La quinta relazione sui prezzi e sui costi dell'energia, la cui adozione è prevista per la fine del 2022, fornirà analisi e dati quantitativi aggiornati. Dal 2021 l'UE e gli Stati membri hanno già adottato svariate misure per attenuare l'impatto dei prezzi alti dell'energia. La proposta di regolamento della Commissione relativa a un intervento di emergenza per far fronte al rincaro dei prezzi dell'energia, approvata dal Consiglio nel settembre 2022, comprende strumenti volti a ridurre di circa il 4 % l'uso del gas per la produzione di energia durante l'inverno, con conseguente riduzione della pressione sui prezzi, e propone di raccogliere oltre 140 miliardi di EUR per consentire agli Stati membri di attenuare l'impatto dei prezzi elevati dell'energia sui consumatori. Anche se i suoi effetti sulla catena del valore delle tecnologie per l'energia pulita non sono omogenei, questa tendenza potrebbe indicare un miglioramento della competitività di tali tecnologie, in particolare rispetto alle alternative non rinnovabili: ad esempio in un numero crescente di paesi il solare fotovoltaico è già la fonte di energia elettrica più economica; per quanto riguarda la produzione di idrogeno rinnovabile mediante elettrolisi dell'acqua, invece, il costo dell'energia elettrica è uno dei fattori che più ostacolano la redditività economica degli elettrolizzatori. La Figura 1 contiene ulteriori informazioni sui costi delle tecnologie per l'energia pulita, fornendo un'istantanea dei calcoli del costo livellato dell'energia elettrica (Levelised Cost of Electricity, LCOE) relativi al 2021 in tutta l'UE per una serie di condizioni rappresentative . Dai risultati emerge che nel 2021 i parchi tecnologici caratterizzati da costi variabili bassi (compresi costi variabili di esercizio e combustibile) si sono dimostrati altamente competitivi. Questo dato è particolarmente netto nel caso della produzione di energia solare ed eolica, tecnologie per le quali l'LCOE è compreso tra 40 e 60 EUR/MWh. Nel 2021 anche il parco delle turbine a gas a ciclo combinato (Combined Cycle Gas Turbine, CCGT) è risultato in media più competitivo delle centrali elettriche a carbone. Nei primi tre trimestri del 2021 le CCGT hanno beneficiato del dispacciamento preferenziale, e il passaggio ad altri combustibili ha assunto dimensioni importanti soltanto nel quarto trimestre: è per questo che nel 2021 il fattore di capacità delle CCGT è aumentato notevolmente . Nel primo trimestre del 2022 l'aumento dei prezzi del gas ha continuato a favorire il passaggio dal gas al carbone, nonostante il prezzo più alto del carbonio. Tuttavia all'inizio del secondo trimestre del 2022 il divario ha cominciato a ridursi a causa dei prezzi elevati del carbone, di cui è atteso un ulteriore rialzo nei prossimi mesi dopo che alcuni Stati membri hanno annunciato che aumenteranno temporaneamente l'uso delle centrali a carbone. I prezzi esorbitanti dell'energia hanno generato grandi vantaggi finanziari per i produttori di energia elettrica con costi marginali inferiori (ad esempio quelli che operano nei settori dell'energia eolica e solare). La Commissione ha pertanto proposto un regolamento su un intervento di emergenza per far fronte al rincaro dei prezzi dell'energia, approvato a livello politico nella riunione straordinaria del Consiglio "Energia" del 30 settembre. Il regolamento prevede, quale misura temporanea, di limitare con un massimale e redistribuire i ricavi delle tecnologie inframarginali al fine di attenuare le difficoltà dei consumatori di energia e della società in generale. Prevede inoltre un contributo di solidarietà obbligatorio da applicarsi temporaneamente agli utili delle imprese attive nei settori del petrolio greggio, del gas naturale, del carbone e della raffinazione, che hanno registrato una forte crescita rispetto agli anni precedenti. L'attuale crisi energetica/dei combustibili fossili è l'ennesimo segnale della necessità di un cambiamento di paradigma in nome di una stabilità futura. Il piano REPowerEU chiede un'espansione e un'accelerazione massicce delle rinnovabili nella produzione di energia elettrica, nell'industria, nell'edilizia e nei trasporti, non soltanto per accelerare l'indipendenza energetica dell'UE e dare impulso alla transizione verde, ma anche per far scendere i prezzi dell'energia elettrica e ridurre, nel tempo, le importazioni di combustibili fossili. Tra le misure vi sarà il potenziamento della produzione di energia da fonti rinnovabili, per la quale sarà necessaria un'infrastruttura elettrica adatta. Per poter realizzare gli obiettivi del piano REPowerEU, la diffusione delle energie rinnovabili deve accompagnarsi a misure di risparmio energetico e di efficienza energetica. 2.1.1Catene di approvvigionamento mondiali di risorse e materiali: vulnerabilità e interruzioni I timori circa l'affidabilità delle catene di approvvigionamento, in particolare quella del gas naturale, si coniugano alle interruzioni già causate dalla pandemia di COVID-19 e dal contesto geopolitico attuale in alcune catene di approvvigionamento mondiali di materiali e risorse, con ripercussioni sul settore dell'energia pulita. L'UE dipende in larga misura dalle forniture provenienti da paesi terzi e l'accesso alle materie prime sarà imprescindibile per la duplice transizione verde e digitale. Le tendenze osservate di recente nelle catene di approvvigionamento mondiali di materiali e risorse hanno evidenziato la necessità che l'UE rafforzi con urgenza la propria resilienza e sicurezza d'approvvigionamento energetico rendendosi indipendente dalle importazioni di materiali e risorse e acquisendo la sovranità tecnologica. La disponibilità di materiali e la resilienza delle catene di approvvigionamento sono tra i presupposti per la realizzazione del piano REPowerEU, perché la maggiore domanda di tecnologie pulite va di pari passo con una maggiore domanda di risorse, ad esempio di metalli e minerali. Tra le tecnologie più dipendenti da materie prime importate o componenti che le contengono vi sono l'eolico (magneti permanenti, terre rare), il solare fotovoltaico (argento, germanio, gallio, indio, cadmio, silicio metallico) e le batterie (cobalto, litio, grafite, manganese, nichel). L'Agenzia internazionale per l'energia (AIE) prevede che, a causa dell'annunciata diffusione delle energie rinnovabili, la domanda globale di minerali raddoppierà o addirittura quadruplicherà entro il 2040. Sui costi delle tecnologie per l'energia pulita incide l'aumento dei prezzi delle materie prime: i prezzi di quelle necessarie, come il litio e il cobalto, sono più che raddoppiati nel 2021, mentre il rincaro di rame e alluminio si situa tra il 25 % e il 40 %. Nello stesso anno si è invertita la tendenza decennale di riduzione dei costi delle turbine eoliche e dei moduli dei sistemi solari fotovoltaici, che rispetto al 2020 sono aumentati rispettivamente del 9 % e del 16 %. Nel 2022 il prezzo dei pacchi batterie sarà superiore di almeno il 15 % rispetto al 2021. Quel che ora occorre evitare è sostituire la dipendenza dai combustibili fossili con quella dalle materie prime importate e dalle competenze tecnologiche necessarie per la loro trasformazione e per la fabbricazione di componenti. Ad esempio la Cina gode di un monopolio pressoché totale nell'estrazione e nella lavorazione delle terre rare essenziali per le tecnologie per l'energia pulita, associato a una forte posizione di mercato nella relativa catena di produzione. La dipendenza dalle risorse è una sfida su tre fronti: In primo luogo l'UE si trova ad affrontare una maggiore concorrenza per l'accesso alle materie prime critiche, perché altri paesi stanno intensificando gli sforzi per potenziare la propria capacità ed è possibile che limitino le esportazioni. Metà delle 30 materie prime critiche che figurano sull'elenco dell'UE è importata in percentuali superiori all'80 %, il che è particolarmente preoccupante perché l'approvvigionamento è concentrato in pochissimi paesi. In secondo luogo, nonostante i progressi notevoli compiuti in termini di economia circolare e di tassi di riciclaggio (oltre il 50 % di alcuni metalli è ora riciclato e copre oltre il 25 % del loro consumo), le materie prime secondarie da sole non saranno sufficienti per far fronte a una domanda alta e ancora in crescita. Le materie prime secondarie presentano anche una serie di altre problemi (ad esempio costi di riciclaggio più elevati per alcune, fattibilità tecnica e disponibilità insufficiente di assiemi a fine vita); l'economia del riciclaggio migliorerà con l'aumento del costo dei materiali di origine primaria e del volume degli assiemi a fine vita disponibili, perciò le materie prime secondarie saranno una fonte importante di approvvigionamento dopo il 2030, a condizione che gli investimenti necessari inizino sin da ora. Anche la progettazione innovativa concepita per la riciclabilità riveste un ruolo di grande importanza. In terzo luogo è teoricamente possibile coprire tra il 5 % e il 55 % delle materie prime di cui l'Europa avrà bisogno nel 2030 estraendole dai suoli europei. Potenziare le capacità estrattive nazionali incontra però vari ostacoli: lunghe procedure autorizzative, preoccupazioni ambientali, capacità insufficiente di raffinazione e mancanza di manodopera e competenze qualificate. La nuova proposta di regolamento sulle batterie è un esempio di iniziativa faro che aiuterà l'Europa a diventare leader nell'economia circolare delle batterie in tutta la filiera, a partire da attività estrattive sostenibili fino al riciclaggio. La scarsità delle risorse, come il suolo e l'acqua, per l'impianto delle tecnologie solari, eoliche o di bioenergia, o per produrre idrogeno rinnovabile mediante elettrolisi dell'acqua, potrebbe frenare la diffusione delle tecnologie per l'energia pulita nell'UE al livello auspicato. È possibile superare questi limiti favorendo gli usi molteplici dello spazio, come nel caso dell'agrofotovoltaico (che combina la produzione agricola e quella dell'energia solare fotovoltaica), e designando, in sede di pianificazione dello spazio marittimo, siti adibiti ad attività simultanee come la pesca e le energie rinnovabili offshore. Allo stesso tempo la disponibilità di acqua è un fattore di fondamentale importanza di cui gli Stati membri devono tenere conto quando decidono il loro mix energetico. Un approccio efficace alla dipendenza dell'UE dalle importazioni delle materie prime necessarie per la produzione di tecnologie per l'energia pulita sarà determinante per garantire la competitività del settore in futuro (in termini di costi, sovranità tecnologica e resilienza) e per realizzare la duplice transizione verde e digitale. Nel 2020 la Commissione ha pubblicato un piano d'azione per attenuare i rischi di scarsità di materie prime, in cui figurano azioni volte a: diversificare le fonti fuori dell'UE (ad esempio mediante partenariati strategici per le materie prime); promuovere l'economia circolare (ad esempio attraverso la progettazione ecocompatibile, la R&I o la mappatura delle materie prime critiche disponibili nelle miniere urbane o negli sterili); e sfruttare il potenziale interno (ad esempio grazie alle tecnologie di osservazione della Terra). Oltre a garantire la sicurezza dell'approvvigionamento, l'UE potrebbe anche dover costituire riserve strategiche laddove esso sia a rischio. Pertanto, nel suo discorso sullo stato dell'Unione del 14 settembre 2022, la presidente della Commissione europea ha annunciato l'adozione di una normativa dell'UE sulle materie prime critiche.

2.1.2Impatto della COVID-19 e della ripresa Nel periodo 2020-2021 gli effetti economici di diversa natura causati dalla pandemia hanno rappresentato una grave minaccia per il settore dell'energia pulita dell'UE. Da un lato, nel 2020 l'industria delle energie rinnovabili dell'UE ha registrato un fatturato di 163 miliardi di EUR e un valore aggiunto lordo (VAL) di 70 miliardi di EUR, in aumento del 9 % e dell'8 % rispetto ai dati del 2019. Nel complesso ha generato circa quattro volte più valore aggiunto per euro di fatturato rispetto all'industria dei combustibili fossili e quasi il 70 % in più dell'intero settore manifatturiero dell'UE . Tuttavia queste cifre hanno subito un lieve peggioramento nel 2020, evidenziando un aumento delle perdite (ad esempio sotto forma di importazioni). Nel 2021 la fabbricazione della maggior parte delle tecnologie e delle soluzioni per l'energia pulita nell'UE è aumentata notevolmente, invertendo la tendenza osservata nel 2020. Per le batterie è stato un anno particolarmente positivo, con la produzione che è quadruplicata rispetto al 2020 grazie all'entrata a regime di nuove capacità. Nel 2021 la produzione di pompe di calore, impianti eolici e impianti solari fotovoltaici è cresciuta del 30 % (le pompe di calore hanno raggiunto cifre inedite, gli impianti eolici sono tornati ai livelli pre-pandemia e gli impianti solari fotovoltaici hanno invertito la tendenza al ribasso osservata dal 2011). La produzione di biocarburanti, principalmente biodiesel, è cresciuta del 40 % ed è aumentata fortemente in tutti gli Stati membri, mentre quella di bioenergia (ad esempio pellet, residui della fabbricazione dell'amido e trucioli di legno) è aumentata del 5 %. La produzione di idrogeno è aumentata di quasi il 50 %, trainata dai Paesi Bassi dove nel 2021 è più che raddoppiata. L'aumento concomitante dei prezzi iniziato nel 2021 potrebbe tuttavia fornire un quadro troppo positivo della crescita della produzione, cui si aggiunge un incremento delle importazioni di alcune tecnologie per soddisfare la crescente domanda nell'UE. Ad esempio il 2021 è stato l'anno in cui si è registrato l'aumento relativo maggiore del disavanzo della bilancia commerciale dell'UE nel settore delle pompe di calore (390 milioni di EUR nel 2021 rispetto a 40 milioni di EUR nel 2020, anno in cui per la prima volta l'avanzo commerciale dell'UE si è trasformato in disavanzo), seguito dai biocarburanti (2,3 miliardi di EUR nel 2021 a fronte di 1,4 miliardi di EUR nel 2020) e dal solare fotovoltaico (9,2 miliardi di EUR nel 2021 a fronte di 6,1 miliardi di EUR nel 2020). Ciononostante l'UE ha mantenuto una bilancia commerciale positiva nei settori della tecnologia per l'energia eolica (2,6 miliardi di EUR nel 2021 a fronte di 2 miliardi di EUR nel 2020) e della tecnologia idroelettrica, nonostante la tendenza al ribasso osservata dal 2015 (211 milioni di EUR nel 2021 a fronte di 232 milioni di EUR nel 2020). Le politiche di ripresa economica dell'UE, tra cui il dispositivo per la ripresa e la resilienza nell'ambito di NextGenerationEU, sono un fattore chiave per riorientare e rafforzare gli investimenti nel settore dell'energia pulita. Nell'ottobre 2022 il Consiglio ha approvato la proposta della Commissione europea di aggiungere un capitolo dedicato a REPowerEU nei piani per la ripresa e la resilienza degli Stati membri al fine di finanziare investimenti e riforme chiave che contribuiranno al conseguimento degli obiettivi di REPowerEU. Le riforme e gli investimenti proposti dagli Stati membri nei rispettivi piani per la ripresa e la resilienza hanno finora superato gli obiettivi di spesa per il clima e il digitale (pari rispettivamente ad almeno il 37 % e il 20 % della spesa dei piani). All'8 settembre 2022, nei 26 piani per la ripresa e la resilienza approvati dalla Commissione il valore delle misure destinate alla transizione climatica era di circa 200 miliardi di EUR e quello delle misure destinate alla trasformazione digitale di 128 miliardi di EUR, pari rispettivamente al 40 % e al 26 % della dotazione totale di questi Stati membri (sovvenzioni e prestiti). I 25 piani per la ripresa e la resilienza approvati dal Consiglio l'8 settembre 2022 comprendono misure di R&I per un bilancio complessivo di 47 miliardi di EUR (vi sono compresi gli investimenti sia tematici che orizzontali). Questa cifra comprende uno stanziamento di 14,9 miliardi di EUR per investimenti in ricerca, sviluppo e innovazione (RSI) nelle attività verdi ( Figura 2 ). 2.1.3Capitale umano e competenze Gli ultimi dati sul capitale umano a livello mondiale indicano che, nonostante la resilienza del settore dell'energia pulita durante la pandemia di COVID-19, nel 2021 le lacune e la carenza di competenze sono aumentate, andamento che dovrebbe proseguire anche nel 2022. L'occupazione nel settore dell'energia pulita dell'UE ha raggiunto quota 1,8 milioni nel 2019, con una crescita media annua del 3 % dal 2015 , e rappresenta l'1 % dell'occupazione totale dell'UE. A titolo di confronto l'occupazione nell'insieme dell'economia è cresciuta in media dell'1 % all'anno , mentre gli occupati nell'industria delle energie fossili sono diminuiti in media del 2 % nell'ultimo decennio . Nel 2020 la Cina era al primo posto a livello mondiale (39 %), seguita dall'UE (11 %) , per quanto riguarda l'occupazione nel settore delle energie rinnovabili, che in totale assorbiva 12 milioni di posti di lavoro . La distribuzione dei posti di lavoro nel settore dell'energia pulita dell'UE ha subito diversi cambiamenti . L'industria delle pompe di calore sta superando i settori dei biocarburanti solidi e dell'energia eolica come primo datore di lavoro, grazie principalmente all'aumento del numero di pompe di calore installate, tendenza probabilmente destinata a continuare per effetto del piano REPowerEU e delle nuove offerte di prodotti disponibili per il settore delle ristrutturazioni . Va aggiunto che il settore dell'energia pulita è in media più produttivo del 20 % rispetto all'economia nel suo complesso: dal 2015 la produttività del lavoro aumenta più rapidamente nel primo (2,5 % annuo) che nella seconda (1,8 % annuo). Tale aumento è trainato dal settore della mobilità elettrica (5 % annuo) e dalle energie rinnovabili (4 % annuo), pur con tendenze diverse secondo le tecnologie. Tuttavia nel 2022 quasi il 30 % delle imprese dell'UE attive nella fabbricazione di apparecchiature elettriche ha registrato carenza di manodopera, che ha raggiunto livelli ancora più alti rispetto al 2018. Ciò è dovuto principalmente alla ripresa economica generale dopo la pandemia, unita alla lentezza con cui nel settore dell'energia pulita si sviluppano le competenze necessarie per la transizione verde e quella digitale. Se si considera che nel 2022 oltre il 70 % delle imprese dell'UE impegnate nella fabbricazione di apparecchiature elettriche ha dovuto far fronte a carenza di materiali, tali tendenze indicano il rischio crescente di interruzioni della catena di approvvigionamento dell'energia pulita ( Figura 3 ).

Persistono squilibri di genere nella forza lavoro del settore energetico e nell'attività di ricerca e innovazione legata all'energia, anche se vi è una grande mancanza di dati coerenti e continui disaggregati per genere . La sottorappresentanza delle donne nei processi decisionali delle imprese del settore energetico e nell'istruzione superiore in campo scientifico, tecnologico, ingegneristico e matematico si traduce in una percentuale minore di domande di brevetto depositate da inventori donne (soltanto il 20 % in tutte le classi di brevetti nel 2021 e poco più del 15 % per le tecnologie di mitigazione dei cambiamenti climatici ), in una quota inferiore di start-up fondate o co-fondate da donne (meno del 15 % nell'UE nel 2021) e in importi inferiori di capitale investito in imprese guidate da donne (soltanto il 2 % nelle start-up interamente femminili e il 9 % in compagini miste nell'UE nel 2021 ). L'UE sta intensificando gli sforzi per garantire un ecosistema equilibrato ed equo. Tra le iniziative figurano la strategia per la parità di genere per il periodo 2020-2025 , l'iniziativa Women TechEU varata nel 2022 , il nuovo criterio di ammissibilità inserito in Orizzonte Europa e le misure mirate e concrete previste dalla nuova agenda per l'innovazione del 2022. Colmare il divario di genere non solo aiuterà ad affrontare le sfide dell'UE in materia di posti di lavoro e competenze nell'ottica della duplice transizione verde e digitale, ma sosterrà anche l'inclusione delle donne in questi settori lavorativi, rispondendo quindi alle sfide sociali. 2.2Tendenze nella ricerca e nell'innovazione La crescente instabilità ambientale, geopolitica, economica e sociale a livello mondiale richiede una politica agile dell'UE in materia di R&I capace di rispondere efficacemente a situazioni di crisi e garantire nel contempo l'attuazione del Green Deal europeo. La politica dell'UE in materia di R&I determina la direzione dell'innovazione e il portafoglio di tecnologie per l'energia pulita. Il più grande programma di R&I al mondo, ossia Orizzonte Europa (con una dotazione di 95,5 miliardi di EUR destinata alle attività di R&I nel periodo 2021-2027), e altri programmi di finanziamento dell'UE (ad esempio il fondo per l'innovazione e i finanziamenti della politica di coesione) sono intesi a rafforzare l'ecosistema di ricerca e innovazione dell'UE e a contribuire al conseguimento dei suoi obiettivi strategici. Insieme agli sforzi congiunti e coordinati di tutti gli Stati membri (in particolare attraverso il piano strategico per le tecnologie energetiche - piano SET), le attività di R&I aumentano la resilienza del settore dell'energia pulita dell'UE. Nel 2020 la maggior parte degli Stati membri dell'UE ha incrementato gli investimenti pubblici in ricerca e innovazione nelle priorità previste dall'Unione dell'energia dell'UE , ; gli stanziamenti finora segnalati ammontano a più di 4 miliardi di EUR. I dati complessivi definitivi per il 2020 dovrebbero essere comparabili ai valori precedenti la crisi finanziaria in termini assoluti. Tuttavia, se misurati in percentuale del prodotto interno lordo, gli investimenti in R&I pubblica, a livello nazionale e dell'UE, rimangono al di sotto dei livelli del 2014

( Figura 4 ). Nel 2020 i fondi di Orizzonte 2020 a sostegno delle priorità dell'Unione dell'energia in materia di R&I hanno integrato i contributi dei programmi nazionali degli Stati membri con 2 miliardi di EUR. Sebbene nelle principali economie l'entità dei soli contributi nazionali rimanga modesta, l'inclusione dei fondi di Orizzonte 2020 ha consentito nel 2020 all'UE di collocarsi al secondo posto tra queste per quanto riguarda gli investimenti pubblici in R&I nel settore dell'energia pulita ( Figura 5 ), tanto in termini di spesa assoluta (6,6 miliardi di EUR, preceduta dagli Stati Uniti, primi con 8 miliardi di EUR), quanto in percentuale del PIL (0,046 %, dietro al Giappone, al primo posto con lo 0,058 %, ma appena davanti agli Stati Uniti e alla Corea del Sud). Secondo valutazioni globali, il settore delle imprese investe in media almeno tre volte di più nelle attività R&I legate all'energia pulita rispetto al settore pubblico. Nell'UE gli investimenti del settore delle imprese rappresentano l'80 % della spesa a favore della R&I in relazione alle priorità dell'Unione dell'energia in materia di R&I. Nel 2019 gli investimenti privati a favore di R&I nell'UE corrispondevano allo 0,17 % del PIL ( Figura 5 ) e all'11 % della spesa totale per R&S. Le stime per l'UE mostrano che dal 2014 gli investimenti in termini assoluti (18-22 miliardi di EUR all'anno) sono paragonabili a quelli degli Stati Uniti e del Giappone. Tuttavia, in termini di percentuale del PIL, pur essendo superiori a quelli degli Stati Uniti, gli investimenti nell'UE rimangono al di sotto di quelli delle altre principali economie concorrenti (Giappone, Corea del Sud e Cina). Dal 2014 la metà degli Stati membri dell'UE ha intensificato la propria attività di brevettazione in linea con le priorità dell'Unione dell'energia in materia di R&I; i campioni dell'innovazione verde, come la Germania e la Danimarca, hanno ottenuto ottimi risultati sia in termini assoluti che per quanto riguarda la quota di brevetti verdi rispetto al loro portafoglio complessivo di innovazione. L'UE si è confermata il principale richiedente di brevetti a livello mondiale nei settori del clima e dell'ambiente (23 %), dell'energia (22 %) e dei trasporti (28 %). A livello mondiale nel 2020 si è registrato un numero leggermente inferiore di pubblicazioni scientifiche riguardanti le tecnologie energetiche a basse emissioni di carbonio rispetto al periodo 2016-2019. Nell'UE il loro numero è aumentato in misura più modesta (rispetto alla media mondiale) nel periodo 2016-2019 e ha registrato un calo più marcato nel 2020. L'UE ha contribuito per poco più del 16 % degli articoli scientifici pubblicati in tutto il mondo, ma ha continuato a produrre più del doppio del numero medio mondiale di pubblicazioni per abitante . Questa tendenza è dovuta principalmente al numero crescente di pubblicazioni scientifiche in altri settori e al fatto che le economie ad alto reddito non sembrano più svolgere un ruolo dominante nei temi connessi all'energia pulita e all'innovazione. Fino a dieci anni fa l'UE era al primo posto nella ricerca in materia di energia, ma oggi è seconda alla Cina per effetto dei massicci miglioramenti quantitativi e qualitativi che questo paese ha apportato alla ricerca in questo campo. I ricercatori cinesi sono primi per numero di pubblicazioni citate in materia di energia (con una quota del 39 %). Ciononostante il numero di collaborazioni e pubblicazioni internazionali di scienziati dell'UE su temi legati all'energia pulita è ben al di sopra della media mondiale e nell'Unione il livello di collaborazione tra il settore pubblico e quello privato è più alto. Il programma quadro di R&I di Orizzonte 2020, il Fondo europeo di sviluppo regionale e il settimo programma quadro di R&I si annoverano tra i primi venti regimi di finanziamento a sostegno della scienza dell'energia pulita riconosciuti a livello mondiale nel periodo 2016‑2020. La necessità di migliorare il monitoraggio delle attività pubbliche e private di R&I nel settore dell'energia pulita e la valutazione quantitativa della competitività è stata sottolineata nell'ultima edizione della relazione e da allora è divenuta ancora più importante. La revisione del piano SET e l'aggiornamento dei piani nazionali per l'energia e il clima (PNEC), previsto per giugno 2024, creano insieme lo slancio necessario per rafforzare il dialogo tra l'UE e gli Stati membri in materia di R&I e competitività nel settore dell'energia pulita.

2.3Contesto concorrenziale dell'energia pulita nel mondo L'urgenza dell'impegno ad accelerare la transizione energetica in tutto il globo ha portato allo sviluppo di molte soluzioni energetiche pulite, che vanno da tecnologie di nicchia a industrie mondiali a catene del valore internazionali. Secondo le stime, il valore dei mercati mondiali entro il 2050 sarà di 24 000 miliardi di EUR per le energie rinnovabili e 33 000 miliardi di EUR per l'efficienza energetica La leadership scientifica dell'UE, la sua solida base industriale e le sue condizioni quadro ambiziose per l'energia pulita creano una valida base tecnologica su cui innestare lo sviluppo atteso del mercato di varie tecnologie di energia pulita. Dal 2014 l'UE mantiene la sua buona posizione riguardo ai brevetti protetti a livello internazionale, a conferma della tendenza evidenziata nella relazione dello scorso anno. L'UE è seconda solo al Giappone per quanto riguarda le invenzioni di valore elevato, mentre è al primo posto nelle energie rinnovabili e condivide il primato con il Giappone per l'efficienza energetica, grazie soprattutto alla specializzazione nei materiali e nelle tecnologie per l'edilizia. I dati sui brevetti dell'Unione mostrano la sua leadership anche nel campo di combustibili rinnovabili, batterie e mobilità elettrica, tecnologie di cattura, stoccaggio e utilizzo del carbonio. In tale contesto la cooperazione internazionale in R&I non solo accelererà ulteriormente la transizione verso l'energia pulita, ma contrasterà anche le perturbazioni del mercato mondiale dell'energia. I programmi e le politiche dell'UE, tra cui Orizzonte Europa ed Erasmus+, hanno sostenuto con coerenza la cooperazione nel campo della R&I con partner di fiducia. La comunicazione della Commissione dal titolo "L'approccio globale alla ricerca e all'innovazione" migliora il quadro per lo sviluppo della cooperazione internazionale. Nella comunicazione dal titolo "Strategia UE di mobilitazione esterna per l'energia in un mondo che cambia", la Commissione prevede di intensificare questa cooperazione e sviluppare partenariati a sostegno della transizione verde su temi cruciali quali l'idrogeno rinnovabile e a basse emissioni di carbonio e l'accesso alle materie prime e all'innovazione. Nella comunicazione "Un nuovo SER per la ricerca e l'innovazione" invita inoltre ad aggiornare e sviluppare i principi guida per la valorizzazione delle conoscenze. Entro la fine del 2022 è prevista la pubblicazione di un codice di buone pratiche per l'uso intelligente della protezione intellettuale. La Commissione contribuisce a far avanzare la cooperazione internazionale nell'innovazione e nelle tecnologie per l'energia continuando a partecipare a Mission Innovation e alla conferenza ministeriale per l'energia pulita. Infine la nuova strategia dell'UE per la connettività globale, il Global Gateway, la comunicazione della Commissione "Riesame della politica commerciale" e il partenariato internazionale con il Sud Africa per una transizione energetica giusta ribadiscono l'importanza di approfondire la cooperazione internazionale e le relazioni commerciali al fine di sfruttare la competitività delle tecnologie per l'energia pulita in sinergia con l'apertura e l'attrattiva del mercato unico dell'UE. Per garantire scambi e investimenti esenti da distorsioni nelle tecnologie, nei servizi e nelle materie prime necessari per la transizione sia all'interno che all'esterno dell'UE, sarà necessaria l'interazione tra la cooperazione internazionale nella ricerca, il trasferimento di tecnologie, la politica commerciale e la diplomazia energetica. L'UE dovrà altresì sfruttare ulteriormente le sue potenzialità d'innovazione per non rischiare di accrescere la propria dipendenza da altre grandi economie sotto forma d'importazione delle tecnologie necessarie alla transizione energetica e alla nuova architettura del sistema energetico. 2.4Contesto dei finanziamenti a favore dell'innovazione nell'UE Le soluzioni tecnologiche per il clima promuovono la competitività e la sovranità tecnologica dell'UE. Insieme all'adozione di tecnologie di generazione più mature, esse avranno un ruolo fondamentale per conseguire la neutralità in emissioni di carbonio entro il 2050. Negli ultimi sei anni il settore delle tecnologie per il clima nell'UE ha attratto un volume crescente di investimenti in capitale di rischio, elemento di punta dell'innovazione. Dato che le tecnologie per il clima possono richiedere tempi lunghi per raggiungere la maturità, è fondamentale disporre di consistenti importi di capitale durante il ciclo di finanziamento delle start-up, investimenti in R&I, e iniziative di governo volte a ridurre i rischi insiti nello sviluppo delle soluzioni tecnologiche per il clima e a continuare a incentivare la partecipazione del settore privato. Mondialmente gli investimenti in capitale di rischio nel settore del clima hanno mostrato una notevole resilienza alla pandemia, crescendo già nel 2020 (20,2 miliardi di EUR) e raggiungendo nuovi massimi storici nel 2021 (40,5 miliardi di EUR, in aumento del 100 % rispetto al 2020 ). In questo contesto, nel 2021 le start-up e le scale-up del settore delle tecnologie per il clima con sede nell'UE hanno attratto 6,2 miliardi di EUR di investimenti in capitale di rischio, più del doppio rispetto al 2020 e pari al 15,4 % degli investimenti mondiali in capitale di rischio in questo settore. Il 2021 è stato anche il primo anno in cui gli investimenti effettuati nelle fasi di sviluppo più avanzate di imprese con sede nell'UE operanti nel settore delle tecnologie per il clima hanno superato quelli effettuati in imprese analoghe in Cina. Tuttavia, per quanto riguarda gli investimenti effettuati nelle fasi di sviluppo iniziali, nel 2021 sono stati toccati nuovi massimi negli Stati Uniti e in Cina, mentre hanno raggiunto il picco nell'UE ( Figura 6 ). Nel 2021 il settore dell'energia ha raccolto il 22 % degli investimenti mondiali in capitale di rischio nel settore delle tecnologie climatiche (la produzione di energia pulita e le tecnologie di rete hanno assorbito rispettivamente il 13,2 % e l'8,7 % di tali investimenti). Con livelli di investimento quasi quattro volte superiori (x 3,8) rispetto al 2020, il settore dell'energia rimane dietro a quello della mobilità e dei trasporti (46 %), ma ha superato per la prima volta quello dell'alimentazione e dell'uso del suolo (19,6 %). Nell'UE gli investimenti in capitale di rischio nelle imprese energetiche hanno confermato la crescita sostenuta registrata negli ultimi quattro anni (con un aumento del 60 % rispetto al 2020). A dispetto dei risultati soddisfacenti osservati, nel 2021 la quota relativa degli investimenti in capitale di rischio effettuati nel settore dell'energia dell'UE si è dimezzata. L'UE si colloca al terzo posto con il 10 % degli investimenti in capitale di rischio nelle imprese energetiche, ben al di sotto degli Stati Uniti (62 %) e della Cina (13,3 %), che hanno entrambi registrato nel 2021 livelli di investimento straordinari sulla scia di ingenti commesse per la produzione di energia pulita. Malgrado le dinamiche positive di finanziamento del capitale di rischio nell'UE e l'attrattiva esercitata sugli investitori in capitale di rischio dalle imprese con sede nell'UE operanti nel settore delle tecnologie climatiche, gli ostacoli di ordine strutturale e sociale continuano ancora a rallentare le scale‑up del settore stabilite nell'UE rispetto a quelle di altre importanti economie. La tassonomia dell'UE delle attività sostenibili fornisce tuttavia un quadro per agevolare gli investimenti durevoli e definisce le attività economiche sostenibili dal punto di vista ambientale. Inoltre nel corso degli anni si è ampliata la politica dell'innovazione dell'UE ed è cambiato il panorama istituzionale. Il pilastro III di Orizzonte Europa "Europa innovativa" ha fornito strumenti a sostegno delle start-up, delle scale-up e delle piccole e medie imprese (PMI). In tale contesto, con un bilancio di 10,1 miliardi di EUR tra il 2021 e il 2027, il Consiglio europeo per l'innovazione (CEI) costituisce il programma faro dell'UE per l'innovazione ed è volto a individuare, sviluppare e ampliare le tecnologie d'avanguardia e le innovazioni rivoluzionarie. Orizzonte Europa sostiene inoltre l'iniziativa "ecosistemi europei dell'innovazione" e l'Istituto europeo di innovazione e tecnologia (EIT). EIT InnoEnergy ha costruito il più grande ecosistema di innovazione energetica sostenibile al mondo ed è anche in prima linea nel passaggio a un'UE decarbonizzata entro il 2050 grazie al ruolo di guida di tre catene del valore industriali (l'Alleanza europea per le batterie, il centro europeo per l'accelerazione dell'idrogeno verde e l'iniziativa solare europea). Per quanto riguarda i programmi di finanziamento dell'UE, il Fondo per l'innovazione è uno dei più importanti al mondo per la dimostrazione di tecnologie innovative pulite e la loro diffusione su scala industriale. Il programma InvestEU è un elemento primario del piano di ripresa dell'UE e sostiene l'accesso ai finanziamenti e la loro disponibilità per le PMI, le imprese a media capitalizzazione e per altre imprese. La politica di coesione prevede investimenti su vasta scala e a lungo termine nell'innovazione e nelle catene del valore industriali, in particolare a favore delle PMI, al fine di promuovere lo sviluppo di tecnologie e modelli aziendali rinnovabili e a basse emissioni di carbonio. Inoltre la Banca europea per gli investimenti (BEI) e il Fondo europeo per gli investimenti (FEI) sostengono efficacemente lo sviluppo di tecnologie estremamente avanzate di cui l'UE ha bisogno per conseguire i suoi obiettivi di sostenibilità. Ulteriori programmi di finanziamento, come il Fondo per la modernizzazione e il proposto Fondo sociale per il clima, intendono dare un contributo per convogliare le entrate provenienti dalle politiche in materia di clima verso il sostegno alla transizione energetica.

Tali programmi e altre iniziative dell'UE, come l'Unione dei mercati dei capitali (UMC), mirano a mobilitare ulteriormente gli investitori privati nel finanziamento di start-up a elevato ed elevatissimo contenuto tecnologico nel settore del clima. Ad esempio il partenariato pionieristico tra la Commissione europea e Breakthrough Energy Catalyst è un'altra dimostrazione di come sia possibile stimolare gli investimenti in tecnologie climatiche di fondamentale importanza che riuniscono il settore pubblico e quello privato. La creazione di sinergie tra i programmi e gli strumenti dell'UE e l'aumento della coesione tra gli ecosistemi locali dell'innovazione dell'UE possono aiutare quest'ultima a diventare leader mondiale nel campo delle tecnologie climatiche, colmando così il crescente divario in termini di espansione tra l'UE e le altre importanti economie mediante la valorizzazione della sua varietà di talenti, nonché delle risorse intellettuali e delle capacità industriali. Il quadro europeo di valutazione dell'innovazione 2022 sottolinea l'importanza di creare un ecosistema paneuropeo dell'innovazione; in questo senso, la comunicazione della Commissione del 2022 dal titolo "Una nuova agenda europea per l'innovazione" rappresenta già un passo avanti in quanto mira a sfruttare i punti di forza dell'ecosistema dell'innovazione dell'UE. 2.5Effetti dei cambiamenti sistemici Per realizzare la duplice transizione verde e digitale e raggiungere gli obiettivi del Green Deal europeo e del pacchetto "Pronti per il 55 %", il settore dell'energia pulita dell'UE deve accelerare un cambiamento di paradigma che è già in atto: la necessità di abbattere i compartimenti stagni tra i settori e di rafforzare la cooperazione in settori orizzontali (ad esempio il ruolo fondamentale delle materie prime, la digitalizzazione del sistema energetico e l'interazione delle diverse tecnologie nei processi industriali, nei singoli edifici e nelle città). Tra gli esempi di questa trasformazione sistemica figurano: le tecnologie per l'energia pulita connesse agli edifici, la digitalizzazione del sistema energetico, nonché le comunità energetiche e la cooperazione a livello subnazionale. Tecnologie per l'energia pulita connesse agli edifici. L'installazione obbligatoria di impianti solari fotovoltaici sui tetti e il raddoppio dell'attuale tasso di utilizzo di pompe di calore individuali contribuiranno al conseguimento degli obiettivi in materia di clima ed energia. A tal fine sarà inoltre necessario che il settore edilizio integri un'ampia gamma di soluzioni complementari per i nuovi edifici, quali metodi di isolamento e sistemi di controllo efficienti, ma anche misure efficienti sotto il profilo delle risorse. A ciò dovrebbero affiancarsi l'aumento del tasso di ristrutturazione e la promozione di ristrutturazioni profonde. Lo stoccaggio di energia in loco (mediante batterie) è un altro elemento importante per innalzare la quota di pompe di calore ed evitare picchi estremi nella produzione e nella trasmissione/distribuzione di energia elettrica. Oltre alla disponibilità dei prodotti, sono fondamentali per i settori dell'energia pulita dell'UE e per la sua competitività anche le competenze in materia di installazione e i servizi operativi legati alle diverse tecnologie. Digitalizzazione del sistema energetico. La digitalizzazione si sta espandendo a ritmi esponenziali: soltanto negli ultimi cinque anni il traffico internet è triplicato, mentre negli ultimi due è stato creato circa il 90 % dei dati attualmente disponibili nel mondo. È in atto una trasformazione del sistema energetico locale indotta dal decentramento dell'energia sia a livello di produzione sia mediante la connessione di milioni di apparecchi intelligenti, pompe di calore e automobili elettriche. Da una valutazione effettuata per la città di Amburgo (Germania) è emerso un notevole potenziale di risparmio sui costi: a fronte di una quota di veicoli elettrici in città del 9 %, un investimento di 2 milioni di EUR nella ricarica intelligente, finalizzato alla riduzione dei picchi di domanda, può evitare la necessità di investire 20 milioni di EUR per il potenziamento della rete necessario a soddisfare tale quota. Senza una gestione intelligente del fabbisogno energetico locale, i limiti di capacità delle reti di distribuzione possono rallentare il processo di trasformazione verso l'energia pulita. D'altro canto anche alcune soluzioni digitali possono aumentare il consumo di energia e le emissioni di gas a effetto serra, se non accompagnate da adeguate misure di efficienza, come il recupero del calore di scarto dei centri dati. Comunità energetiche e cooperazione a livello subnazionale. Almeno due milioni di cittadini europei sono impegnati in oltre 8 400 comunità energetiche e dal 2000 a oggi hanno realizzato più di 13 000 progetti . Le comunità energetiche rappresentano un banco di prova e un ambito di applicazione importanti per le tecnologie e le soluzioni di energia pulita. Attualmente si stima che in Europa le capacità energetiche totali da fonti rinnovabili installate dalle comunità energetiche si aggirino almeno attorno a 6,3 GW (ossia circa l'1-2 % della capacità installata a livello nazionale). La quota maggiore delle capacità installate è costituita dal settore del solare fotovoltaico, seguito dall'energia eolica onshore. L'elaborazione di modelli partecipativi per un maggior numero di tecnologie per l'energia pulita, destinate in particolare alle famiglie a basso reddito, può stimolare lo sviluppo di un maggior numero di comunità energetiche in tutta l'UE e contribuire nel contempo ad affrontare la povertà energetica. Migliorare l'interazione tra gli ambiti orizzontali, tenendo conto nel contempo delle interdipendenze tra i diversi settori sia a livello degli Stati membri che dell'UE, è fondamentale per accelerare la diffusione e il potenziamento delle tecnologie di energia pulita e per rafforzare la competitività dell'UE nel mercato mondiale dell'energia pulita . 3.Soluzioni e tecnologie chiave per l'energia pulita La presente sezione illustra la valutazione della competitività di una serie di tecnologie e soluzioni per l'energia pulita di importanza fondamentale per la generazione e lo stoccaggio di energia e per l'integrazione dei sistemi energetici. Fornisce altresì informazioni su come la tecnologia e il mercato si stanno evolvendo per conseguire gli obiettivi del Green Deal europeo e di REPowerEU. La sezione contiene un'analisi concernente l'energia solare fotovoltaica, l'energia eolica, le pompe di calore per applicazioni edili, le batterie, la produzione di idrogeno mediante elettrolisi, i combustibili rinnovabili e le infrastrutture digitali, oltre a una panoramica di altre tecnologie importanti. Tale analisi, basata su dati concreti e fondata sugli indicatori elencati nell'allegato I, è stata effettuata nell'ambito dell'osservatorio interno della Commissione relativo alle tecnologie dell'energia pulita (CETO), gestito dal Centro comune di ricerca. Le relazioni approfondite specifiche per tecnologia sono disponibili sul sito web del CETO . 3.1. Energia solare fotovoltaica Negli ultimi dieci anni l'energia solare fotovoltaica è stata la tecnologia di produzione di energia elettrica che ha registrato la crescita più rapida su scala mondiale. Tutti gli scenari relativi a un sistema energetico climaticamente neutro attribuiscono un ruolo centrale al solare fotovoltaico. La recente comunicazione sulla strategia dell'UE per l'energia solare propone l'installazione di nuovi impianti fotovoltaici per una capacità di circa 450 GWac tra il 2021 e il 2030. Data l'attuale tendenza all'installazione di impianti con una capacità in corrente continua pari a 1,25-1,3 volte quella degli impianti in corrente alternata per ottimizzare l'uso della connessione alla rete, ciò porterebbe la capacità fotovoltaica nominale totale nell'UE a circa 720 GWp. La strategia dell'UE per l'energia solare affronta le strozzature e gli ostacoli principali agli investimenti al fine di accelerare la diffusione, garantire la sicurezza dell'approvvigionamento e ottimizzare i benefici socioeconomici dell'energia fotovoltaica lungo tutta la catena del valore. L'alleanza dell'UE per l'industria solare fotovoltaica, una delle iniziative concrete della strategia dell'UE per l'energia solare, è stata formalmente approvata dalla Commissione nell'ottobre 2022 e mira a potenziare le tecnologie di produzione di prodotti e componenti solari fotovoltaici innovativi. Analisi della tecnologia. L'efficienza media dei moduli a base di celle di silicio è aumentata dal 15,1 % nel 2011 al 20,9 % nel 2021. L'incremento è dovuto all'uso di wafer di dimensioni maggiori e di celle solari più efficienti, comprese quelle a più giunzioni. L'Europa vanta notevoli competenze e occupa una posizione di leader nella promettente tecnologia basata sulle perovskiti, per la quale è in corso l'allestimento di linee di produzione presso diverse aziende dell'UE quali Evolar (Svezia), Saule Technologies (Polonia) e Solaronix (Francia). La strategia dell'UE per l'energia solare mira a invertire la tendenza al ribasso osservata nei finanziamenti pubblici e privati nel settore del fotovoltaico. L'UE rimane comunque un forte innovatore nel settore, come dimostra il numero elevato di pubblicazioni e domande di brevetto registrate nel periodo 2017-2019. La sola Germania si colloca al quinto posto al mondo per quanto riguarda la brevettazione di invenzioni di valore elevato nel fotovoltaico. Analisi della catena del valore. Sia i dati sulla produzione che i nuovi progetti di investimento confermano la posizione dominante dell'Asia, e in particolare della Cina, nel panorama di produzione del fotovoltaico. In Cina si concentrano l'intera capacità supplementare di produzione di polisilicio annunciata all'inizio del 2021, pari a 80 000 t (da aggiungere a una capacità totale di ~ 650 000 t nel 2020), e le 118 000 t già in costruzione. Le celle solari in silicio, per lo più fabbricate in Cina, rappresentano oltre il 95 % della produzione mondiale. L'UE conserva tuttavia una quota considerevole dei segmenti di fabbricazione di apparecchiature (50 %) e invertitori (15 %) lungo la catena del valore del fotovoltaico. Analisi del mercato mondiale. Nel 2021 gli investimenti mondiali nella nuova generazione di solare sono aumentati del 19 %, raggiungendo i 205 miliardi di USD (242,5 miliardi di EUR). Tuttavia nel 2021 si è registrato un ulteriore deterioramento della bilancia commerciale dell'UE poiché, a fronte di un aumento delle importazioni nell'UE, le esportazioni dall'Unione sono rimaste stabili e rappresentano il 13 % delle esportazioni mondiali. Il rincaro dei materiali registrato in molti settori industriali nel 2021 e nel 2022 ha determinato un aumento eccezionale e senza precedenti dei costi di fabbricazione di celle e moduli, invertendone la decennale tendenza alla riduzione. Tuttavia la competitività del fotovoltaico è ulteriormente migliorata rispetto a quella delle fonti di energia elettrica non rinnovabili. Il numero di paesi in cui la produzione di energia elettrica fotovoltaica costituisce la fonte più economica è quindi in crescita. L'aumento dei prezzi dei combustibili fossili dovuto a calamità naturali, incidenti o conflitti internazionali non può che rafforzare tale tendenza. In conclusione, gli ultimi dati disponibili per il 2021 e il 2022 confermano la tendenza osservata in passato. L'UE ha mantenuto la sua posizione di mercato primario per il fotovoltaico e fortemente innovatore, in particolare per quanto riguarda le tecnologie e le applicazioni fotovoltaiche emergenti (come l'agrofotovoltaico, il fotovoltaico architettonicamente integrato e il fotovoltaico galleggiante). Tuttavia l'Unione dipende fortemente dalle importazioni dall'Asia per diversi componenti fondamentali (wafer, lingotti, celle e moduli) e mantiene una presenza significativa soltanto nei segmenti di fabbricazione di apparecchiature e invertitori (attualmente alle prese con una strozzatura dovuta alla carenza di chip ). Ulteriori strozzature dovute a limitazioni dell'accessibilità economica (in particolare per le famiglie a basso reddito e le PMI), tempi di attesa eccessivamente lunghi (ad esempio legati al numero insufficiente di installatori qualificati di impianti fotovoltaici) stanno già condizionando la diffusione su larga scala del fotovoltaico. Le misure e le azioni faro annunciate nella strategia dell'UE per l'energia solare offrono le principali opportunità di investire nelle risorse del fotovoltaico e sviluppare le capacità di fabbricazione del settore nell'UE, nonché di diversificare le importazioni. Nel contempo i continui progressi tecnologici verso una progettazione e processi di fabbricazione delle celle più efficienti e sostenibili hanno consentito di migliorare ulteriormente la competitività delle tecnologie fotovoltaiche rispetto alle fonti di energia non rinnovabili, nonostante l'aumento dei costi delle materie prime. Gli elementi citati rafforzano le ragioni economiche a favore dell'incentivazione della produzione e della diffusione di tali tecnologie nell'UE, comprese le loro applicazioni innovative. 3.2.Energia eolica offshore e onshore L'energia eolica svolge un ruolo centrale nella politica dell'UE in materia di clima ed energia, in quanto l'accelerazione della sua diffusione è essenziale per il conseguimento degli obiettivi del Green Deal europeo, del pacchetto "Pronti per il 55 %" e del piano REPowerEU. Quest'ultimo prevede un'accelerazione nella realizzazione di centrali eoliche mediante l'installazione di 510 GW di capacità eoliche entro il 2030, che dovrebbero portarne la quota al 31 % delle capacità di produzione di energia elettrica installate nell'UE.

Dal 2014 l'UE è leader mondiale in materia di R&I nel settore dell'energia eolica, con una spesa pubblica pari a 883 milioni di EUR nel periodo 2014-2021; attualmente il 38 % di tutte le imprese innovatrici ha sede nell'UE, che vanta pertanto il maggior bacino di start-up e di imprese impegnate nell'innovazione. Nel 2021 tuttavia sono stati installati nell'UE soltanto 11 GW di energia eolica (10 GW di energia eolica onshore; 1 GW energia eolica offshore) e le prospettive per il 2022 sono ancora inferiori al ritmo necessario per il conseguimento degli obiettivi di REPowerEU. La Cina è attualmente al primo posto in termini di impianti eolici complessivi, con una capacità di 338 GW, frutto principalmente dell'aumento dei tassi di diffusione nel 2021. Nello stesso anno l'UE ha raggiunto circa 190 GW di capacità complessiva installata. Per conseguire gli obiettivi di REPowerEU sarà fondamentale accelerare la diffusione dell'energia eolica così come definire chiare riserve di investimenti e tradurre gli obiettivi politici in misure di attuazione effettive, tra cui l'assunzione di impegni volti a facilitare le autorizzazioni per i parchi eolici. Analisi della tecnologia. Nel 2021 la capacità installata di energia eolica onshore a livello globale era di 769 GW, quasi tre volte superiore a quella del decennio precedente; solamente nel 2021 la capacità installata è stata di 72 GW. Il 2021 è stato anche un anno record per l'energia eolica offshore, con 21 GW di nuova capacità installata a livello globale, più del triplo rispetto al precedente record del 2020. Nel 2021 la capacità installata totale a livello globale è stata di 55 GW. La Cina ha guidato l'aumento della capacità installata mondiale con l'installazione di 30,6 GW di capacità di energia eolica onshore e di 16,9 GW di capacità eolica offshore installati nel 2021. Alla fine del 2021 l'UE disponeva di una capacità installata totale di energia eolica onshore pari a 173 GW e di una capacità totale di energia eolica offshore di circa 16 GW. La capacità eolica totale era pari a circa il 14 % del consumo totale di energia elettrica dell'UE. Nel 2021 la capacità di energia eolica onshore nell'UE ha registrato anche il suo secondo contributo annuo più elevato dal 2010 (diffusione annua di 10 GW). Tuttavia nel 2021 è stato installato solo 1 GW di energia eolica offshore nell'UE. Gli operatori del settore sottolineano che il rilascio delle autorizzazioni è una delle principali strozzature che si frappongono alla continua e massiccia diffusione dell'energia eolica, in quanto causa di ritardi e di un minor numero di progetti completati. Ciò a sua volta esercita una pressione sulla redditività della catena di approvvigionamento. Nell'ambito del pacchetto REPowerEU la Commissione ha presentato una serie di proposte legislative e orientamenti per accelerare il rilascio delle autorizzazioni. Analisi della catena del valore. Il settore dell'energia eolica si è trasformato in un'industria mondiale con circa 800 impianti di produzione all'attivo, la maggior parte dei quali situata in Cina (45 %) e in Europa (31 %). L'UE ha mantenuto la leadership in termini di brevetti di alto valore nelle tecnologie per l'energia eolica: nel periodo 2017-2019 la sua quota di invenzioni di valore elevato è stata del 59 %. I produttori di turbine dell'UE continuano a essere in testa in termini di qualità, sviluppo tecnologico e investimenti nella R&I. L'industria eolica dell'UE vanta anche elevate capacità di fabbricazione di componenti ad alto valore aggiunto (ad esempio torri, riduttori e pale) e di dispositivi adoperabili anche in altri settori industriali (ad esempio generatori, convertitori di potenza e sistemi di controllo). I produttori dell'UE costituiscono la principale fonte di approvvigionamento di componenti per gli operatori della catena del valore della produzione di energia eolica offshore dell'UE. Al contrario, nel caso dell'energia eolica onshore i produttori di apparecchiature originali (OEM) dell'UE si riforniscono di componenti presso una serie di fornitori stranieri diversi. La Cina è il principale paese di provenienza di gran parte delle materie prime importate per la produzione di generatori. Le potenziali difficoltà legate all'aumento della produzione di materie prime per raggiungere gli obiettivi fissati per il 2030 potrebbero costituire una sfida per l'industria eolica dell'UE, ostacolata anche dall'aumento dei prezzi delle risorse registrato nel 2021. L'industria è stata inoltre al centro di preoccupazioni ambientali per quanto riguarda il riciclaggio delle pale in materiale composito. Pertanto i programmi di ricerca nazionali e dell'UE nel settore dell'energia eolica si concentrano sempre più sulla circolarità. Analisi del mercato mondiale. Nell'ultimo decennio l'UE ha mantenuto una bilancia commerciale positiva con il resto del mondo, caratterizzata da valori compresi tra 1,8 e 2,8 miliardi di EUR. Tuttavia dal 2018 l'UE registra saldi commerciali negativi con la Cina e con l'India. Nel 2020 gli OEM cinesi hanno superato per la prima volta i loro omologhi dell'UE in termini di quota di mercato mondiale. In ogni caso i principali mercati dell'UE ospitano un numero considerevole di fabbricanti nazionali. In conclusione, il settore dell'energia eolica dell'UE rimane uno dei leader mondiali in termini di R&I e brevetti di alto valore, in virtù della capacità di fabbricazione, della forza lavoro e delle competenze a sua disposizione. Tuttavia, per raggiungere gli obiettivi fissati per il 2030, l'industria dovrà più che raddoppiare l'attuale tasso annuo di capacità installata nell'UE. L'attuazione della direttiva Rinnovabili, la recente proposta di modifica della stessa così come la raccomandazione e gli orientamenti formulati dalla Commissione nel 2022 dovrebbero consentire il superamento dei principali ostacoli alla diffusione delle autorizzazioni. Una chiara indicazione preventiva da parte degli Stati membri dei loro piani per gli impianti eolici consentirà inoltre di preparare tempestivamente le capacità future. In parallelo le attività di R&I sulla circolarità faranno progredire l'industria affrontando i problemi ambientali e le interruzioni dell'approvvigionamento, così da migliorare la competitività del settore dell'energia eolica dell'UE. 3.3.Pompe di calore per applicazioni edili A livello dell'UE, le pompe di calore sono oggetto di un sostegno crescente nel quadro del Green Deal europeo, del pacchetto "Pronti per il 55 %" e del piano REPowerEU . In quest'ultimo si invita a raddoppiare il tasso di diffusione attuale delle pompe di calore individuali, che si tradurrebbe nell'installazione di un totale di 10 milioni di unità nei prossimi cinque anni e di altri 30 milioni di unità entro il 2030; ciò sarebbe accompagnato da un potenziamento della capacità di produzione dell'UE. Il piano prevede inoltre una più rapida diffusione delle grandi pompe di calore nelle reti di teleriscaldamento e teleraffrescamento. L'ampia diffusione congiunta del fotovoltaico sui tetti (e dell'energia termosolare) e delle pompe di calore, abbinata a controlli intelligenti in grado di rispondere ai segnali di carico e di prezzo della rete, contribuirebbe alla decarbonizzazione del riscaldamento e ridurrebbe le sfide relative all'integrazione della rete. Analisi della tecnologia. Le pompe di calore per le applicazioni edili sono prodotti disponibili in commercio. Possono essere classificate in base alla fonte da cui ricavano l'energia termica (aria, acqua o suolo), al mezzo al quale trasferiscono il calore (aria o acqua), al loro scopo (riscaldamento o raffrescamento di ambienti, riscaldamento dell'acqua per usi domestici) e ai segmenti di mercato (edifici commerciali o residenziali e reti). Per quanto riguarda le pompe di calore utilizzate principalmente per la produzione di acqua calda per il riscaldamento degli ambienti e ad usi igienici, alla fine del 2021 l'insieme di apparecchi installati misurato per questo settore ha raggiunto quasi 17 milioni di unità in Europa, mentre nello stesso anno le vendite hanno totalizzato 2,18 milioni di unità, registrando un tasso di crescita annuo composto del 17 % negli ultimi cinque anni e del 20 % negli ultimi tre anni. A stimolare le attività di R&I legate alle pompe di calore individuali è la domanda di unità più efficienti, compatte e silenziose; di intervalli di funzionamento a temperatura ambiente più ampi; di una digitalizzazione finalizzata all'integrazione ottimale con le reti energetiche; e di produzione e stoccaggio di energia a livello locale. Tali attività sono altresì guidate dall'evoluzione delle normative dell'UE che promuovono una maggiore efficienza energetica e un minore impatto ambientale durante il ciclo di vita, anche attraverso la circolarità dei materiali e l'impiego di refrigeranti a basso potenziale di riscaldamento globale (Global Warming Potential, GWP). Le attività di R&I relative alle pompe di calore commerciali riguardano, ad esempio, l'integrazione della fornitura simultanea di calore e freddo con l'accumulo termico. La posizione dell'UE in materia di R&I è solida e in costante miglioramento. L'Unione è leader per quanto riguarda i brevetti di pompe di calore "usate principalmente per il riscaldamento" nell'ambito delle applicazioni edili. Tra il 2017 e il 2019 il 48 % delle "invenzioni di valore elevato" è stato depositato nell'UE, seguita dal Giappone (12 %), dagli Stati Uniti (8 %), dalla Corea del Sud (7 %) e dalla Cina (5 %). Nel periodo 2014-2022 Orizzonte 2020 ha fornito finanziamenti per un totale di 277 milioni di EUR a favore di progetti riguardanti le pompe di calore per applicazioni edili. Analisi della catena del valore. Nel 2020 il fatturato delle attività di produzione, installazione e manutenzione delle pompe di calore nell'UE è stato pari a 41 miliardi di EUR ed è cresciuto a un tasso medio annuo del 21 % negli ultimi tre anni. Sempre nel 2020 i posti di lavoro diretti e indiretti sono stati pari a 318 800 unità, con una crescita media annua del 18 % negli ultimi tre anni. Questi dati comprendono tutti i tipi di pompe di calore, incluse le pompe di calore aria-aria utilizzate per il raffrescamento e/o il riscaldamento. La fabbricazione di pompe di calore non richiede materie prime essenziali, ma risente dell'attuale carenza di semiconduttori a livello mondiale. Analisi del mercato mondiale. Nell'UE la catena del valore delle pompe di calore "usate principalmente per il riscaldamento" è costituita da molte PMI e da pochi grandi operatori. La percentuale di pompe di calore importate è in aumento e nel 2021 il disavanzo della bilancia commerciale ha raggiunto 390 milioni di EUR, in contrasto con l'eccedenza di 202 milioni di EUR registrata cinque anni prima. Nel 2021 le importazioni dalla Cina sono raddoppiate e hanno raggiunto un valore pari a 530 milioni di EUR. In conclusione, pur procedendo già a ritmo sostenuto, la diffusione delle pompe di calore deve accelerare ulteriormente per conseguire gli obiettivi di REPowerEU. Per poter sfruttare la crescente domanda di pompe di calore nell'UE, i fornitori con sede nell'UE devono aumentarne la produzione. Secondo alcune associazioni di categoria, accelerare l'eliminazione progressiva dei refrigeranti ad alto potenziale di riscaldamento globale rallenterebbe l'aumento della produzione per applicazioni specifiche, ma le date di divieto contenute nella proposta di modifica del regolamento sui gas fluorurati sono concepite per concedere all'industria il tempo sufficiente per adeguarsi. La carenza di installatori qualificati e gli elevati costi iniziali possono fungere da deterrente alla diffusione delle pompe di calore nell'UE. L'industria necessita di un "acceleratore per le pompe di calore", una piattaforma che riunirebbe la Commissione, gli Stati membri e il settore stesso. La piattaforma dovrebbe ricevere sostegno mediante segnali politici chiari e duraturi in grado di creare fiducia nella pianificazione a lungo termine, garantire un quadro normativo favorevole, ridurre i costi mediante l'intensificazione della cooperazione e delle attività di R&I e sviluppare un patto per le competenze incentrato sulle pompe di calore. Nell'ambito del piano REPowerEU la Commissione sosterrà gli sforzi degli Stati membri tesi a mettere in comune le risorse pubbliche attraverso possibili importanti progetti di comune interesse europeo (IPCEI) incentrati sulle tecnologie di punta e sull'innovazione lungo la catena delle pompe di calore, e a istituire un partenariato su vasta scala per le competenze nell'ambito del patto per le competenze.

3.4.Batterie Per via della loro capacità di ridurre la dipendenza dalle importazioni di combustibili nel settore dei trasporti, garantire il massimo utilizzo dell'energia elettrica da fonti rinnovabili e limitare le riduzioni di produzione, le batterie sono destinate ad avere un ruolo determinante nel conseguimento degli obiettivi del Green Deal europeo e nell'attuazione del piano REPowerEU . Si prevede che entro il 2030 circoleranno sulle strade dell'UE oltre 50 milioni di veicoli elettrici (per una capacità delle batterie pari ad almeno 1,5 TWh) e la capacità delle batterie stazionarie supererà gli 80 GW/160 GWh. L'UE si sta gradualmente avvicinando al traguardo di assicurare che entro il 2035 tutte le autovetture nuove siano a emissioni zero, in linea con l'obiettivo di rendere l'intero parco auto dell'UE, pari a 270 milioni di veicoli, a zero emissioni (per lo più composto da veicoli elettrici) entro il 2050. La mobilità elettrica è il principale motore della domanda di batterie. Si prevede che le batterie agli ioni di litio domineranno il mercato ben oltre il 2030, ma in parallelo è in corso lo sviluppo di altre tecnologie. Analisi della tecnologia. Nonostante le interruzioni della fornitura di chip e magnesio, la diffusione della tecnologia delle batterie nell'UE ha raggiunto i massimi storici: nel 2021 sono stati venduti 1,7 milioni di nuovi veicoli elettrici, per una quota di mercato pari al 18 % (rispetto al 3 % nel 2019 e al 10,5 % nel 2020 ), superiore a quella della Cina (16 %). Le vendite nazionali di veicoli elettrici sono state comprese tra l'1,3 % di Cipro e il 45 % della Svezia. Anche il mercato delle batterie stazionarie nell'UE è in rapida crescita e dovrebbe raggiungere gli 8 GW/13,7 GWh entro la fine del 2022. Tuttavia è necessaria un'ulteriore accelerazione per ridurre la dipendenza dagli impianti di punta del gas, in linea con gli obiettivi di REPowerEU. Nel 2021 il prezzo medio delle batterie è sceso del 6 %, passando a circa 116 EUR/kWh sul mercato mondiale e a circa 150 EUR/kWh sul mercato dell'UE. Il dato conferma una tendenza in atto da lungo tempo. Tuttavia, con l'aumento dei prezzi nel 2022 dovuto a shock sul versante dell'approvvigionamento, tale tendenza si sta ora invertendo (ad esempio nella primavera del 2022 il prezzo del carbonato di litio è aumentato del 974 % rispetto al 2021 ). Nel 2022 i pacchi batterie saranno più costosi di almeno il 15 % rispetto al 2021 . Nel 2021 il costo del sistema delle applicazioni agli ioni di litio su scala di rete si attestava a circa 350 EUR/kWh ed era all'incirca il doppio nel caso dei sistemi di stoccaggio domestico. Analisi della catena del valore. Nel 2021 la quasi totalità della produzione di massa dell'UE di batterie agli ioni di litio era ancora effettuata da produttori asiatici stabiliti nell'UE (in Ungheria e in Polonia). Con la costruzione di nuove gigafactory, l'UE (in particolare la Germania e la Svezia) è destinata ad acquisire sempre più importanza sul mercato. Alla fine del 2021 l'azienda svedese Northvolt ha prodotto il suo primo elemento di batteria fabbricato al 100 % con nichel, manganese e cobalto riciclati e nel 2022 ne ha iniziato la commercializzazione. L'azienda afferma di disporre di un processo di riciclaggio altamente efficiente, in grado di recuperare fino al 95 % dei metalli presenti nelle batterie. Si prevede che entro la fine del 2022 la capacità di produzione installata dell'UE supererà i 75 GWh (rispetto ai 44 GWh a metà 2021). I progetti attualmente in corso dimostrano che l'UE è sulla buona strada per soddisfare il 69 % della domanda di batterie entro il 2025 e l'89 % entro il 2030 . Il merito è in gran parte delle iniziative della European Battery Alliance. Il segmento delle materie prime a monte rimane il meno resiliente della catena del valore delle batterie. Nonostante le numerose iniziative dell'UE, nel 2021 il divario nell'approvvigionamento di materie prime per batterie è aumentato. La maggior parte delle batterie usate continua a essere inviata in Asia per il riciclaggio . L'UE sta compiendo progressi rapidi per quanto riguarda la tecnologia degli ioni di litio (in particolare nella linea NMC , caratterizzata dalle prestazioni più elevate), ma troppo lenti nel caso delle tecnologie delle batterie stazionarie basate su materie prime presenti in abbondanza (ad esempio le batterie di flusso e le batterie agli ioni di sodio; queste ultime presentano anche un buon potenziale per i veicoli elettrici, alla luce di fattori quali gli sviluppi in Cina). L'UE è anche più lenta nell'adozione della meno costosa tecnologia a base di (ioni di) litio-ferro-fosfato, sempre più utilizzata in Asia e meno dipendente da materie prime critiche. Analisi del mercato mondiale. La Cina controlla l'80 % della capacità mondiale di raffinazione delle materie prime delle batterie agli ioni di litio, il 77 % della capacità di produzione delle celle e il 60 % della capacità di fabbricazione dei componenti delle batterie . Nel 2021 il disavanzo della bilancia commerciale dell'UE relativo alle batterie agli ioni di litio ha continuato a crescere e ha raggiunto i 5,3 miliardi di EUR (+ 25 % rispetto al 2020). L'UE realizza circa il 19 % della produzione mondiale di veicoli elettrici, ma il suo contributo alla catena di approvvigionamento a monte è minimo (ad eccezione della trasformazione del cobalto). La produzione e la diffusione di autobus elettrici nell'UE (alla fine del 2021 erano in circolazione 7 356 autobus elettrici) sono irrilevanti rispetto a quelle della Cina, che detiene oltre il 90 % della flotta mondiale di tali veicoli, composta da 670 000 unità. In conclusione l'UE sta sviluppando in misura crescente la capacità tecnologica indispensabile in termini di stoccaggio più economico/stoccaggio a più lungo termine (ad esempio le tecnologie per gli ioni di sodio; a base di zinco; batterie di flusso) ed è una realtà solida per quanto riguarda i prodotti finali (in particolare la produzione e la diffusione di veicoli elettrici, ad eccezione del segmento degli autobus elettrici). Sta inoltre recuperando rapidamente terreno nella fabbricazione di elementi di batteria per quanto riguarda la tecnologia degli ioni di litio ed è sulla buona strada per diventare quasi autosufficiente nella produzione di batterie entro il 2030. Nonostante le iniziative in corso, persiste il problema della mancanza di materie prime interne e di produzione di materiali avanzati. Per affrontare queste sfide, l'UE intende intensificare i propri sforzi negli ambiti dell'estrazione, della raffinazione, della trasformazione e del riciclaggio, ad esempio mediante l'annunciata normativa dell'UE sulle materie prime critiche. 3.5. Produzione di idrogeno rinnovabile mediante elettrolisi dell'acqua L'idrogeno rinnovabile presenta notevoli potenzialità per contribuire agli obiettivi dell'UE in materia di clima ed energia. Può essere utilizzato come combustibile per settori di difficile elettrificazione (ad esempio i trasporti pesanti e a lunga distanza); come materia prima chimica (ad esempio nei fertilizzanti e in altre sostanze chimiche); e nei processi industriali (ad esempio nella produzione di acciaio o cemento). Sebbene si preveda che nel 2050 l'idrogeno e i suoi derivati rappresenteranno il 12 % del mix energetico globale, l'idrogeno rinnovabile ottenuto per elettrolisi dell'acqua rappresenta attualmente solo lo 0,1 % della produzione complessiva dell'UE. REPowerEU ha ulteriormente rafforzato gli obiettivi strategici della strategia 2020 per l'idrogeno, fissando gli obiettivi per il 2030 in materia di idrogeno rinnovabile e a basse emissioni di carbonio a 10 Mt di produzione interna e a 10 Mt di importazioni (in parte sotto forma di ammoniaca). L'istituzione di una Banca europea dell'idrogeno accelererà la produzione e l'uso dell'idrogeno rinnovabile e aiuterà a sviluppare le infrastrutture necessarie in modo coordinato. La Commissione e i principali produttori di elettrolizzatori dell'UE si sono impegnati ad aumentare la capacità produttiva fino a 17,5 GW di idrogeno entro il 2025. Inoltre i piani per la ripresa e la resilienza degli Stati membri destinano circa 10,6 miliardi di EUR alle tecnologie dell'idrogeno e nel 2022 (a luglio e a settembre) la Commissione ha approvato due importanti IPCEI che prevedono, rispettivamente, investimenti per 5,4 e 5,2 miliardi di EUR e la partecipazione di 15 e 13 Stati membri. Analisi della tecnologia. A fronte di una capacità mondiale di 300 MW nel 2020, nel 2021 la capacità installata in Europa (compresi il Regno Unito e i paesi EFTA) ammontava a 135 MW. Gli elettrolizzatori con membrana a scambio protonico (PEM) e gli elettrolizzatori alcalini rappresentano rispettivamente il 55 % e il 44 % della capacità installata sul territorio europeo (compresi l'EFTA e il Regno Unito) . Il costo normalizzato dell'energia elettrica è il principale fattore che incide sulla redditività economica degli investimenti negli elettrolizzatori e l'aumento dei prezzi dell'energia elettrica rimane uno dei principali ostacoli alla redditività economica della produzione competitiva di idrogeno da elettrolizzatori. Il costo della produzione europea di idrogeno usando fonti rinnovabili varia (nel 2020) da una mediana di 6,8 EUR/kgH2 (produzione a base di energia solare fotovoltaica) a una mediana di 5,5 EUR/kgH2 (produzione a base di energia eolica). I costi degli elettrolizzatori dovrebbero diminuire grazie all'elettrolisi ad alta temperatura, passando da 2 130 EUR/kW nel 2020 a 520 EUR/kW nel 2030. Gli obiettivi di costo per il 2030 per quanto riguarda gli elettrolizzatori PEM ed alcalini sono rispettivamente di 500 EUR/kW e 300 EUR . Analisi della catena del valore. nel 2021 la capacità di produzione di elettrolizzatori ad acqua in Europa è stata stimata a 2,5 GW/anno. La capacità produttiva mondiale è stata stimata a circa 6-7 GW/anno (costituiti per circa due terzi da elettrolizzatori alcalini e per un terzo da elettrolizzatori PEM, sia nel mercato europeo che in quello mondiale). I volumi di produzione in Europa sono inferiori a quelli della Cina e degli Stati Uniti. Si stima che le imprese cinesi possiedano la metà della capacità produttiva mondiale di elettrolisi alcalina e che quelle statunitensi detengano la maggior parte della produzione di elettrolisi PEM. L'Europa è prima in termini di numero di imprese produttrici e di elettrolisi a ossidi solidi, ma dipende da paesi quali Cina, Russia e Sud Africa per l'approvvigionamento delle materie prime critiche necessarie, di cui è in grado di reperire soltanto dall'1 al 3 % sul mercato interno. Il consumo di acqua (attualmente pari a circa 17 l/kgH2) associato all'incremento della produzione di idrogeno rinnovabile aumenterà la pressione sulle risorse di acqua dolce; è pertanto opportuno che i nuovi siti di produzione di elettrolizzatori siano conformi alla direttiva quadro sulle acque anche al fine di evitare strozzature legate alle risorse idriche durante il processo produttivo.

Analisi del mercato mondiale. Il commercio internazionale soddisfa soltanto lo 0,2 % della domanda totale di idrogeno (non rinnovabile) dell'UE, pari a 8,4 milioni di tonnellate. Sebbene il commercio internazionale dell'idrogeno non sia ancora una realtà, la futura offerta di idrogeno rinnovabile apre notevoli opportunità commerciali per l'UE, come indicato nel piano REPowerEU. In conclusione, l'UE non può competere con la Cina nel campo della tecnologia alcalina senza disporre di sistemi di assemblaggio più grandi, di una maggiore automazione e di economie di scala. I prezzi dell'energia elettrica attualmente elevati e la dipendenza dalle importazioni di materie prime critiche, concentrate presso pochi fornitori, costituiscono debolezze sostanziali delle catene del valore degli elettrolizzatori dell'UE. Occorrono accordi di cooperazione a lungo termine, oltre a ricerche specifiche sulle alternative ai metalli rari e ad altre materie prime critiche, attualmente necessari per l'elettrolisi dell'acqua. Inoltre il successo a lungo termine dipende da un approvvigionamento idrico sostenibile e da una sufficiente capacità di riciclaggio nell'UE, come pure da un approccio globale all'incentivazione della domanda e dell'offerta. Il sostegno fornito dai quadri normativi e di finanziamento dell'UE, così come dai grandi investimenti nell'ambito dei fondi per la ripresa, dagli IPCEI, dalla politica di coesione, da Orizzonte Europa, dall'impresa comune "Idrogeno pulito" e dal Fondo per l'innovazione, è fondamentale per la competitività dell'industria dell'idrogeno rinnovabile dell'UE. 3.6.Combustibili rinnovabili Nel breve termine, le tecnologie dei combustibili rinnovabili possono contribuire in modo consistente alla decarbonizzazione dei trasporti oltre che a garantire la sicurezza dell'approvvigionamento energetico e la diversificazione energetica. Il piano REPowerEU attribuisce soprattutto al biometano un ruolo determinante nella diversificazione degli approvvigionamenti di gas nell'UE, raddoppiandone la produzione rispetto all'obiettivo UE per il 2030 e inserendo così il biometano in cima alle priorità in materia di energie rinnovabili. Le proposte legislative contenute nel pacchetto "Pronti per il 55 %" consentirebbero di raggiungere nel 2030 una domanda notevole di energie rinnovabili nel settore dei trasporti, ben al di sopra degli obiettivi per quanto riguarda le quote di biocarburanti avanzati e di combustibili rinnovabili di origine non biologica fissati nella proposta riveduta RED II . Ciò si deve all'obiettivo di riduzione del 13 % delle emissioni di gas a effetto serra (GES) nel settore dei trasporti (probabilmente non raggiungibile con la sola elettrificazione) e all'innalzamento degli obiettivi di riduzione delle emissioni di GHG al 40 % e al 61 %, di cui rispettivamente alle proposte rivedute di regolamento sulla condivisione degli sforzi e di direttiva sul sistema per lo scambio di quote di emissione (se tali obiettivi devono essere conseguiti con un contributo di pari entità da parte del settore dei trasporti). Il piano REPowerEU propone di aumentare ulteriormente le quantità di combustibili rinnovabili necessarie. Contrariamente al trasporto su strada, la cui decarbonizzazione dovrebbe dipendere in larga misura dall'energia elettrica e dall'idrogeno, per i settori aereo e marittimo le proposte RefuelEU Aviation e FuelEU Maritime prevedono che i combustibili rinnovabili copriranno rispettivamente il 5 % e il 6,5 % del consumo totale di carburante per l'aviazione e la navigazione nell'UE, . Analisi della tecnologia. Sebbene esistano percorsi commerciali (ad esempio a digestione anaerobica per la produzione di biometano, di olio vegetale idrogenato e di etanolo lignocellulosico), la capacità installata è modesta (0,43 Mt/anno) e la produzione pianificata è limitata (1,85 Mt/anno). Una serie di tecnologie innovative (ad esempio la gassificazione della biomassa per la produzione di carburanti sintetici ottenuti da processo Fischer-Tropsch, carburanti derivati da pirolisi e biometanolo) è stata dimostrata in ambiente industriale ed è pronta al decollo. Si registrano progressi tangibili anche per quanto riguarda diverse tecnologie di nuova generazione. L'UE concentra le sue azioni sui biocarburanti avanzati, basati principalmente su rifiuti e residui non riciclabili, e limita il suo sostegno ai biocarburanti prodotti a partire da alimenti e materie prime. Le tecnologie per altri carburanti sintetici rinnovabili (combustibili solari, microcombustibili microbici di seconda generazione e microalghe) sono per lo più ancora a livello di laboratorio. Anche per quanto riguarda gli elettrocarburanti, le tecnologie più avanzate non sono ancora disponibili sul mercato a causa delle sfide tecnologiche tuttora esistenti, dei costi attualmente elevati dell'elettrolisi, delle rilevanti perdite di conversione (50 %) e degli alti costi di trasporto e distribuzione. Analisi della catena del valore. La sfida principale per la diffusione sul mercato dei biocarburanti avanzati è la loro competitività rispetto ai biocarburanti convenzionali esistenti ricavati da colture alimentari. Secondo le stime, il costo dei biocarburanti avanzati è da 1,5 a 3 volte superiore al prezzo di mercato dei biocarburanti tradizionali come il biodiesel e il bioetanolo (fissato a 50-100 EUR/MWh). I biocarburanti avanzati comportano anche spese elevate in conto capitale (fino a 500 milioni di EUR per un singolo impianto) e sono legati alla disponibilità di materie prime sostenibili per produrre la biomassa. Esiste un notevole potenziale per ridurre i costi di capitale del 25-50 % e i costi delle materie prime del 10-20 %, in particolare attraverso le attività di R&I, la diffusione su larga scala e il co-trattamento negli impianti esistenti. Nel periodo 2010-2021 i finanziamenti privati di capitale di rischio per attività di R&I nel settore dei biocarburanti hanno raggiunto in media 250 milioni di EUR all'anno. Le quote di gran lunga più consistenti sono state quelle degli Stati Uniti e del Canada (anche se la definizione di "biocarburante" differisce nei due paesi), mentre negli ultimi cinque anni la quota dell'UE è stata di appena il 6 %. Tuttavia l'UE figura al primo posto per numero di brevetti di alto valore, due volte superiore a quello degli Stati Uniti. La Cina detiene la maggior parte dei brevetti a basso contenuto di innovazione e le domande di brevetto presentate da inventori dell'UE sono in aumento negli Stati Uniti e in Cina. Analisi del mercato mondiale: L'UE detiene circa il 7 % del valore del mercato mondiale dei biocarburanti (ossia circa 105 miliardi di EUR nel 2020); tale quota è rappresentata soprattutto da biodiesel di prima generazione. Nel 2018 il fatturato ha raggiunto un picco di 14,4 miliardi di EUR, la maggior parte dei quali generata in Francia, Germania e Spagna. Nell'UE sono stati creati 250 000 posti di lavoro diretti e indiretti lungo la catena del valore. L'UE ospita anche il 29 % delle imprese del mondo specializzate in innovazione, la maggior parte delle quali ha sede negli Stati Uniti e in Giappone. Il settore dei biocarburanti avanzati sta muovendo ora i primi passi. Il numero di impianti commerciali è ancora piuttosto basso e il commercio internazionale è molto limitato. L'UE è leader mondiale, con 19 dei 24 impianti commerciali operativi destinati alla produzione di biocarburanti avanzati. I paesi con il maggior numero di impianti sono Svezia e Finlandia (complessivamente 12). Tutti i biocarburanti possono essere commercializzati a livello internazionale. Il volume del commercio internazionale di biocarburanti è inferiore a quello dei combustibili fossili e quasi inesistente nel caso dei biocarburanti avanzati. Dal 2014 le importazioni di biocarburanti nell'UE sono in costante aumento. Nel 2021 l'UE ha registrato un disavanzo della bilancia commerciale di oltre 2 miliardi di EUR; la maggior parte delle importazioni proveniva da Argentina, Cina e Malaysia. I Paesi Bassi e la Germania sono i maggiori produttori di biocarburanti dell'UE, nonché i suoi maggiori esportatori di biocarburanti a livello mondiale. In conclusione, sebbene la capacità di produzione di combustibili rinnovabili installata e quella pianificata per il 2030 siano minime e nell'UE il potenziale dei biocarburanti avanzati prodotti con materie prime sostenibili sia limitato, il settore può comunque contribuire agli obiettivi di riduzione delle emissioni di gas a effetto serra previsti da "Pronti per il 55 %" e rimediare in misura adeguata a eventuali ritardi nell'elettrificazione dei trasporti. Per realizzare appieno il potenziale dei combustibili rinnovabili nei trasporti è ancora necessario superare alcuni rischi tecnici ed economici. Il costo di tutti i combustibili rinnovabili, in particolare di quelli sintetici, è ancora elevato per via della dipendenza dai prezzi delle energie rinnovabili e dell'idrogeno. Tuttavia i biocarburanti avanzati si basano su risorse locali di biomassa sostenibile e su filiere corte che creano un elevato numero di posti di lavoro qualificati, riducono la povertà energetica e stimolano la competitività industriale. L'UE guida nettamente il mercato per quanto riguarda gli impianti commerciali operativi destinati alla produzione di biocarburanti avanzati e le innovazioni di valore elevato. Attualmente le imprese dell'UE si collocano tra le prime dieci al mondo, ma rischiano di perdere la loro leadership tecnologica a causa della mancanza di finanziamenti privati. Pertanto, oltre all'energia prodotta internamente, occorre valutare anche il potenziale di esportazione delle tecnologie europee di base. 3.7.Tecnologie intelligenti per la gestione dell'energia Negli ultimi anni le politiche a livello sia nazionale che dell'UE hanno chiaramente riconosciuto l'importanza delle reti elettriche intelligenti. La strategia dell'UE per l'integrazione del sistema energetico del 2020 ha sancito l'importanza delle reti intelligenti nel conseguimento degli obiettivi della politica dell'UE in materia di energia e di clima. La revisione del regolamento sulle infrastrutture energetiche transeuropee del 2022 inserisce la diffusione delle reti elettriche intelligenti tra le aree tematiche prioritarie. Nei loro piani per la ripresa e la resilienza gli Stati membri hanno riconosciuto il potenziale delle soluzioni digitali di migliorare l'intelligenza delle reti elettriche. L'elettrificazione e gli interventi per rendere intelligenti le reti stanno compiendo progressi, ma per attuare il piano REPowerEU sono necessari ulteriori sforzi volti a potenziare l'infrastruttura elettrica. Le sfide comprendono la riduzione, la condivisione dei dati tra i diversi attori, la flessibilità, l'interoperabilità e la preparazione tecnologica. Il piano d'azione dell'UE sulla digitalizzazione del sistema energetico presenta una serie di misure finalizzate al superamento di tali ostacoli. Tenuto conto dell'alto numero e della vasta gamma di tecnologie intelligenti per l'energia, questa sezione presenta una valutazione degli sviluppi tecnologici e di mercato per tre sole tecnologie chiave: i) infrastrutture di misurazione avanzate; ii) sistemi di gestione dell'energia domestica; e iii) ricarica dei veicoli elettrici intelligenti. I)Infrastrutture di misurazione avanzate (Advanced Metering Infrastructure — AMI) I sistemi di AMI offrono ai fornitori di servizi energetici e ai consumatori numerosi vantaggi, tra i quali la riduzione delle bollette elettriche grazie a una migliore gestione dei consumi, una migliore osservabilità della rete e quindi una migliore gestione delle indisponibilità, la riduzione dei costi di aggiornamento della rete grazie a una migliore gestione dei picchi di energia elettrica e un migliore controllo da parte dei clienti tramite l'uso di infrastrutture avanzate a loro dedicate (ad esempio applicazioni intelligenti e portali web). Nell'UE l'introduzione dei sistemi di misurazione intelligenti sta compiendo progressi, anche se necessita di un'ulteriore accelerazione. Nel 2020 soltanto il 43 % dei consumatori era dotato di un contatore elettrico intelligente (la percentuale corrisponde a circa 123 milioni di unità tra UE e Regno Unito). Le funzionalità offerte dalle AMI possono variare: nella maggior parte dei paesi esse sono dotate di un'interfaccia metrica che fornisce informazioni dettagliate sui dati relativi ai consumi (ad esempio livello/data/ora di consumo) e/o informazioni sui dati cumulativi relativi ai consumi.

Per sfruttare appieno il potenziale delle AMI sarà necessaria la loro ulteriore integrazione con i sistemi di gestione dell'energia domestica e gli apparecchi intelligenti (compresa la ricarica intelligente dei veicoli elettrici) nonché con i nuovi servizi energetici. II)Sistema di gestione dell'energia domestica (Home Energy Management System, HEMS) Con la progressiva introduzione degli apparecchi intelligenti, gli HEMS dovrebbero diventare il fulcro dell'aggregazione, dell'ottimizzazione e dell'esternalizzazione dei dati a terzi (ad esempio intermediari dell'energia e fornitori di servizi). La Commissione sta elaborando un codice di condotta per i fabbricanti di apparecchi intelligenti sotto il profilo energetico, che definirà i requisiti di interoperabilità e i principi per la condivisione dei dati tra gli apparecchi, i sistemi di automazione delle abitazioni e degli edifici, i caricabatterie per veicoli elettrici, gli aggregatori e i gestori di sistemi di distribuzione. Le attuali soluzioni di gestione dell'energia domestica spaziano dalle applicazioni di monitoraggio diretto dell'energia alle piattaforme software generiche per i clienti dei servizi di pubblica utilità, che possono essere successivamente rese disponibili agli utenti finali. Oltre alle imprese "tradizionali" con una comprovata esperienza nel settore dell'energia e/o dell'elettronica, anche grandi società di software come Google, Apple e Cisco ora distribuiscono prodotti HEMS. Questa tendenza evidenzia il ruolo crescente dell'ingegneria del software nei dispositivi dell'internet degli oggetti (IoT). La domanda di HEMS dovrebbe crescere in misura considerevole nei prossimi anni. Ad esempio entro il 2027 il mercato tedesco, che è il più grande mercato nazionale di HEMS nell'UE, dovrebbe crescere fino a quasi 460 milioni di USD (544 milioni di EUR), mentre tra il 2021 e il 2027 il mercato francese degli HEMS potrebbe registrare un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 20,3 %. Tale andamento è in linea con le tendenze globali. Nel 2021 il valore del mercato mondiale degli HEMS era stimato a 2,1 miliardi di USD (2,5 miliardi di EUR) ed entro il 2027 potrebbe salire a 6 miliardi di USD (7 miliardi di EUR) (con un CAGR del 16,5 % nel periodo 2022-2027). Tuttavia in questa fase non è ancora chiaro se gli HEMS aiuteranno soltanto i consumatori a ottimizzare i consumi e il comfort o se contribuiranno anche ad innescare la risposta della domanda e la flessibilità su vasta scala. III)Ricarica intelligente dei veicoli elettrici La ricarica intelligente dei veicoli elettrici sarà fondamentale per massimizzare le sinergie tra i veicoli elettrici, la produzione di energia rinnovabile e i servizi di rete. Alla luce del loro ritmo di diffusione, i veicoli elettrici non dovrebbero creare una crisi della domanda di energia elettrica nel breve e medio termine, ma potrebbero rimodellare la curva di carico. L'impatto della ricarica intelligente dei veicoli elettrici può infatti essere maggiore nelle regioni e nelle aree locali in cui a una concentrazione elevata di veicoli elettrici corrisponde un'infrastruttura di rete meno solida. Le tecniche di ricarica intelligente dei veicoli elettrici sono potenzialmente in grado di fornire servizi di bilanciamento per la rete e limitare produzione di energia rinnovabile, riducendo in tal modo la necessità di ammodernare la rete. La ricarica intelligente prevede una serie di opzioni di tariffazione e di ricarica tecnica e si presenta in tre forme: da veicolo unidirezionale a rete (V1G), da veicolo bidirezionale a rete (V2G) e da veicolo ad abitazione o da edificio (V2H-B). Tra i principali attori del mercato della ricarica intelligente dei veicoli elettrici figurano ABB (Svezia/Svizzera), Bosch Automotive Service Solutions Inc. (Germania), Schneider Electric (Francia), Greenflux e Alfen N.V. (Paesi Bassi), Virta (Finlandia), Driivz e Tesla (Stati Uniti). Con un valore stimato di 1,52 miliardi di USD (1,77 miliardi di EUR) nel 2020 e un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 32,42 % tra il 2021 e il 2031, il mercato globale della ricarica intelligente dei veicoli elettrici è in pieno decollo. Tuttavia, a differenza delle soluzioni V1G più mature, le modalità V2G e V2H-B non hanno ancora raggiunto la fase di diffusione capillare sul mercato, sebbene il numero di progetti pilota e dimostrativi sia in aumento. L'introduzione su larga scala di infrastrutture di ricarica intelligenti comporterà due sfide: in primo luogo sarà necessario consolidare la standardizzazione delle interfacce di comunicazione tra punti di ricarica, veicoli elettrici e rete di distribuzione; in secondo luogo sarà necessario soddisfare una domanda crescente di materie prime. Sono attesi ulteriori progressi per quanto riguarda i sistemi di AMI, gli HEMS e i veicoli elettrici intelligenti. La di