L’aumento delle pompe di calore negli edifici e delle auto elettriche sulle strade porterà in futuro a un aumento del consumo di elettricità in Svizzera. Per soddisfare questa crescente domanda, dipendiamo dalle importazioni di energia elettrica, che però spesso hanno una forte impronta di carbonio perché provengono, ad esempio, da centrali a gas o a carbone. In un nuovo studio, i ricercatori dell’Empa e dell’Università di Ginevra utilizzano diversi scenari per mostrare come la Svizzera possa ridurre queste importazioni di elettricità inquinante per la CO2 attraverso un’espansione diversificata delle energie rinnovabili.
La Svizzera vuole diventare neutrale dal punto di vista climatico entro il 2050 - in altre parole, smettere di emettere gas serra. Molte delle strategie per il raggiungimento dello "zero netto" includono la sostituzione dei combustibili fossili con l’elettricità, sia nel settore della mobilità, con veicoli elettrici, sia in quello dell’edilizia, con pompe di calore per il riscaldamento. In Svizzera, la maggior parte dell’elettricità richiesta oggi proviene da centrali nucleari e idroelettriche, 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 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 di circa l’11%. Mentre l’elettricità prodotta a livello nazionale provoca circa 40 g di CO2 equivalenti per chilowattora, la media dell’intero mix elettrico svizzero - cioè comprese le importazioni - è di circa 108 g. "Durante le ore di punta, può arrivare anche a 600 g", afferma Martin Rüdisüli del Laboratorio sui sistemi energetici urbani dell’Empa. Quindi, se vogliamo mantenere basso l’ impatto di CO2 del mix elettrico svizzero, dobbiamo esaminare più da vicino queste importazioni. Finora i dati sulle emissioni di gas a effetto serra derivanti dall’elettricità importata si sono basati su valori medi. In un nuovo studio, i ricercatori dell’Empa e dell’Università di Ginevra hanno analizzato le importazioni di elettricità su base oraria, includendo contemporaneamente le emissioni di CO2 dirette e indirette della produzione di elettricità.
A causa della crescente elettrificazione, i ricercatori prevedono una domanda aggiuntiva di elettricità di circa 12 terawattora all’anno. Si tratta di un buon 20% in più di quanto già consumiamo oggi. "Allo stesso tempo, dobbiamo sostituire l’energia nucleare, dato che il Consiglio federale sta pianificando una graduale eliminazione dell’energia nucleare", spiega Elliot Romano dell’Istituto di Scienze dell’Ambiente e dell’Acqua dell’Università di Ginevra. La sostituzione avverrà con le energie rinnovabili, che sono molto più volatili - cioè non si verificano in modo uniforme - e quindi influenzano in modo significativo la quantità e la tempistica delle importazioni di elettricità.
In questo contesto, i ricercatori hanno sviluppato diversi scenari e analizzato come dovrebbe essere composto il mix elettrico svizzero in futuro, in modo da ridurre al minimo le importazioni (e quindi anche le emissioni di gas serra legate all’elettricità). Lo studio mostra che la quota di elettricità importata nel mix elettrico svizzero aumenterà in ogni caso, e quindi anche le emissioni di CO2. Nonostante queste maggiori emissioni "importate", tuttavia, la crescente elettrificazione del calore e della mobilità porterà a una riduzione del 45% delle emissioni di gas serra nell’intero sistema energetico svizzero.
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 terawattora (dagli attuali 2,7 TWh), ma anche un’ampia quota di energia eolica di circa 12 terawattora (dagli attuali 0,1 TWh). "La maggior parte dell’energia eolica viene generata in inverno e di notte", spiega Martin Rüdisüli. "Quindi può contribuire a ridurre la nostra dipendenza dalle importazioni in questo periodo".
Gli autori dello studio vedono una sfida sempre più grande nello stoccaggio stagionale dell’energia. In tutti gli scenari calcolati, si prevedono grandi eccedenze di elettricità in estate grazie all’espansione del fotovoltaico. I ricercatori vedono il massimo potenziale per il trasferimento di queste eccedenze in inverno nelle tecnologie "power-to-X", che consentono di convertire l’elettricità in eccesso in vettori energetici chimici immagazzinabili come l’idrogeno o il metano sintetico, nonché in sistemi di stoccaggio termico come i campi di sonde geotermiche.
