Transizione energetica: un super-modello per guidare le politiche

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 (Immagine: Pixabay CC0)
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Un team dell’Università di Ginevra ha modellato le proiezioni per la diffusione dell’energia verde a livello locale. La Svizzera dovrà intensificare gli sforzi per arrivare a zero emissioni nette di carbonio entro il 2050.

Come possiamo essere sicuri che una strategia energetica raggiunga i suoi obiettivi? Per scoprirlo, gli scienziati e le autorità pubbliche possono affidarsi a modelli computerizzati con diversi gradi di accuratezza. Tuttavia, questi modelli presentano una serie di limitazioni, non ultima la loro incapacità di generare proiezioni su scala regionale. Un team dell’Università di Ginevra ha progettato un super-modello per simulare la diffusione di tre tecnologie verdi nei comuni svizzeri entro il 2050. Il modello si basa sulle statistiche disponibili e combina dodici modelli di crescita tecnologica esistenti, testandone la pertinenza. I risultati, pubblicati sulla rivista PNAS Nexus, potrebbero aiutare a prendere decisioni politiche.

La modellazione al computer è uno strumento fondamentale nella transizione energetica. Creando modelli della realtà, consente a scienziati e autorità pubbliche di misurare gli effetti, a più o meno lungo termine, delle strategie volte a mitigare i cambiamenti climatici. In particolare, viene utilizzata per simulare scenari di trasformazione delle infrastrutture di produzione, stoccaggio e consumo di energia.

Strumenti di proiezione affidabili sono diventati tanto più necessari in quanto molti Paesi, tra cui la Svizzera, puntano alla neutralità del carbonio entro il 2050. Tuttavia, i modelli disponibili per guidare le decisioni politiche presentano alcuni limiti. Tengono poco o per nulla conto dell’incertezza e sono spesso troppo fiduciosi. La loro risoluzione spaziale è inoltre troppo bassa per supportare il processo decisionale a livello locale. Infine, per la stessa area, le loro proiezioni possono differire in modo significativo.

Proiettarsi a livello locale

Per ovviare a questo problema, un team dell’Università di Ginevra ha sviluppato un cosiddetto modello probabilistico nell’ambito del consorzio SURE, sostenuto dal programma SWEET dell’Ufficio federale dell’energia. Invece di indicare un particolare risultato come previsione definitiva - caratteristica dei modelli deterministici - questo nuovo modello genera proiezioni contenenti una serie di probabilità associate a un’ampia gamma di possibili risultati futuri. Può anche essere utilizzato per determinare quale modello esistente sia più rilevante per un particolare comune o regione.

Questo modello è stato progettato per generare, in particolare, proiezioni sulla diffusione di tre tecnologie energetiche a livello comunale: fotovoltaico, pompe di calore e veicoli elettrici. È alimentato dai dati disponibili per ogni comune e combina dodici modelli esistenti, mettendoli allo stesso tempo alla prova", spiega Nik Zielonka, dottorando del gruppo Sistemi energetici rinnovabili dell’Istituto di scienze ambientali (ISE) dell’Università di Ginevra e primo autore dello studio.

Testato su tutti i comuni svizzeri

Per testare il loro modello, i ricercatori hanno scelto la Svizzera (2148 comuni) perché i dati sulla distribuzione locale delle tecnologie energetiche in questione sono accurati e facilmente accessibili. Sulla base di questi dati, che coprono il periodo dal 2000 al 2021, gli scienziati hanno generato proiezioni del livello di sviluppo delle tre tecnologie entro il 2050, per ogni comune. Queste proiezioni, realizzate con un supercomputer, consentono ora a ogni comune di misurare il divario tra i propri obiettivi e la realtà modellata.

I ricercatori hanno condotto l’esercizio con la città di Thun (43.000 abitanti), i cui obiettivi energetici sono chiaramente quantificati. Per raggiungere la neutralità di carbonio, le autorità contano di produrre più di 120 MW di energia fotovoltaica entro il 2050 (attualmente meno di 20 MW) e di mettere in circolazione 12.000 veicoli elettrici (attualmente circa 500). Tuttavia, secondo il modello dell’Università di Ginevra, se Thun continua sulla strada attuale, è probabile che entro il 2050 raggiunga solo 90 MW e meno di 8.000 veicoli elettrici.

L’orizzonte del 2050 non è realistico

Considerando i nostri risultati nel complesso, sembra altamente improbabile che la Svizzera, senza un cambiamento di politica, possa raggiungere emissioni nette di carbonio pari a zero entro il 2050. Almeno per quanto riguarda i livelli necessari di energia solare fotovoltaica, pompe di calore e veicoli elettrici. La Svizzera dovrà intensificare gli sforzi e il recente Mantelerlass o ’Single Amendment Act’ è un primo passo nella giusta direzione", afferma Evelina Trutnevyte, responsabile del gruppo Sistemi di energia rinnovabile dell’Istituto di scienza e tecnologia solare.Evelina Trutnevyte, responsabile del gruppo sui sistemi di energia rinnovabile presso l’Istituto di Scienze Ambientali (ISE) e professore associato presso la sezione di Scienze della Terra e dell’Ambiente della Facoltà di Scienze dell’Università di Ginevra, che ha guidato il lavoro.

Le proiezioni ottenute per ogni comune nell’ambito di questo studio sono liberamente disponibili e sono aggiornate con i dati più recenti. Il prossimo passo del team di ricerca sarà quello di estendere il modello ad altri Paesi europei. Si tratterà inoltre di includere altre tecnologie energetiche e di combinare altri modelli esistenti.

6 nov. 2023