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L’aumento delle pompe di calore in uso negli edifici e un maggior numero di auto elettriche sulle strade porteranno in futuro a un incremento del consumo di elettricità. Per soddisfare questa crescente domanda, la Svizzera importa energia elettrica, che però spesso ha una forte impronta di CO2 perché proveniente da centrali a gas o a carbone.
In un nuovo studio, i ricercatori dell’Empa e dell’Università di Ginevra ipotizzano diversi scenari per mostrare come la Svizzera possa ridurre queste importazioni di elettricità attraverso un maggior utilizzo diversificato delle energie rinnovabili.
Il punto di partenza della strategia climatica a lungo termine della Svizzera è raggiungere lo zero netto di emissioni entro il 2050, come stabilito dal Consiglio federale nell’agosto del 2019. Molte strategie in questa direzione includono la sostituzione dei combustibili fossili con l’elettricità – nella mobilità sotto forma di veicoli elettrici e nel settore edilizio sotto forma di pompe di calore. In Svizzera, oggi la maggior parte dell’elettricità richiesta proviene da centrali nucleari e idroelettriche, ossia tecnologie a bassa impronta di carbonio. Ma se guardiamo all’Europa nel suo complesso, la situazione appare diversa: secondo le stime, le centrali elettriche a combustibili fossili per la produzione di energia elettrica sono responsabili di circa il 25% delle emissioni totali di gas serra in Europa.
La Svizzera dipende già dalle importazioni di elettricità dai Paesi vicini. La quota di elettricità importata è pari a circa l’11%. Quindi, se vogliamo mantenere basso l’impatto di CO2 del mix elettrico svizzero, dobbiamo esaminare più da vicino queste importazioni. In un nuovo studio, le importazioni di elettricità sono state analizzate su base oraria e allo stesso tempo sono state incluse le emissioni di CO2, dirette e indirette, della produzione di elettricità. Mentre l’elettricità prodotta a livello nazionale produce circa 40 g di CO2 equivalenti per chilowattora, la media dell’intero mix elettrico svizzero – incluse le importazioni – è di circa 108 g.
Sostituire l’energia nucleare
A causa della crescente elettrificazione, i ricercatori prevedono una domanda aggiuntiva di elettricità di circa 12 TWh all’anno. Si tratta di un buon 20% in più di quanto già consumiamo oggi. Poiché il Consiglio federale prevede di eliminare gradualmente l’energia nucleare, la Svizzera dovrà sostituirla con l’impiego di energie rinnovabili che non si producono in modo uniforme e quindi influenzano considerevolmente sulla quantità e sulla tempistica delle importazioni di elettricità.
In questo contesto, i ricercatori hanno sviluppato diversi scenari e analizzato come in futuro dovrebbe essere composto il mix elettrico svizzero, in modo da ridurre al minimo le importazioni e quindi le emissioni di gas serra legate all’elettricità. Lo studio mostra che la quota di elettricità importata aumenterà in ogni caso e quindi anche le emissioni di CO2. Nonostante questo aumento di emissioni dovute all’importazione di energia, la crescente elettrificazione del calore e della mobilità porterà tuttavia a una riduzione del 45% delle emissioni di gas serra nell’intero sistema energetico svizzero.
L’energia eolica contro il gap elettrico invernale e le tecnologie «Power to X»
In inverno, la Svizzera continuerà a dipendere maggiormente dalle importazioni di energia elettrica a causa dei minori rendimenti del fotovoltaico. Lo scenario che ha ottenuto il miglior punteggio nello studio in termini di riduzione delle emissioni prevede quindi non solo un’espansione dell’energia solare a 25 TWh (dagli attuali 2,7 TWh), ma anche un’ampia quota di energia eolica di circa 12 TWh (dagli attuali 0,1 TWh).
Tutti gli scenari ipotizzati prevedono grandi eccedenze di elettricità in estate con la forte espansione del fotovoltaico. I ricercatori ritengono che queste eccedenze in inverno si possano trasferire nelle tecnologie “Power to X” che consentono di convertire l’eccedenza di elettricità in vettori energetici chimici immagazzinabili, come l’idrogeno o il metano sintetico nonché in sistemi di stoccaggio termico, come i campi di sonde geotermiche.