Gli scienziati dell’EPFL e dell’HES-SO Valais hanno modellato il sistema energetico svizzero sotto gli ipotetici vincoli della neutralità del carbonio e dell’indipendenza energetica entro il 2050. I risultati mostrano che questi due vincoli possono essere soddisfatti riducendo i costi del sistema energetico di circa il 30% rispetto al 2020.
Un sistema energetico svizzero indipendente e a zero emissioni di carbonio nel 2050 è teoricamente realizzabile utilizzando risorse energetiche rinnovabili locali attualmente non sfruttate. Questo sistema sarebbe addirittura meno costoso del sistema energetico del Paese nel 2020, sulla base degli stessi presupposti, con una riduzione dei costi fino al 30-32%. Queste sono le conclusioni di uno studio approfondito condotto dall’EPFL e dall’HES-SO Valais, che potrebbe aprire la strada a un piano rafforzato per aumentare gli investimenti nazionali nell’energia pulita.
Anche se teoricamente possibile, la totale indipendenza del sistema energetico svizzero non è un obiettivo in sé. Tuttavia, il vincolo della carbon neutrality entro il 2050 è in linea con il testo della legge federale sugli obiettivi di protezione del clima (che sarà sottoposta al voto svizzero nel giugno 2023).
Ciononostante, gli scienziati hanno deciso di utilizzare il loro modello, il quadro di modellazione multienergia e multisettoriale EnergyScope, per spingere la Svizzera verso uno stato di totale indipendenza energetica, al fine di garantire teoricamente la sicurezza dell’approvvigionamento e calcolare successivamente gli impatti delle importazioni e delle esportazioni. Il modello ha generato opzioni di investimento ottimali in termini di costi che soddisfano le esigenze della società svizzera, definita come famiglie, trasporti e industria, e si concentra sul ruolo delle infrastrutture esistenti o potenziate.
I ricercatori del gruppo di Ingegneria dei Processi Industriali e dei Sistemi Energetici (IPESE) della Facoltà di Ingegneria dell’EPFL, guidati da François Maréchal, hanno scoperto che per raggiungere i suddetti obiettivi, la Svizzera dovrebbe aumentare la produzione di energia fotovoltaica (FV) ed eolica e che un optimum economico potrebbe essere raggiunto coprendo il 60% della superficie dei tetti svizzeri con impianti FV.
"La Svizzera ha ancora un potenziale solare fotovoltaico ampiamente non sfruttato nelle aree già edificate. L’optimum economico potrebbe essere raggiunto se meno di due tetti su tre fossero coperti. Il passo successivo è determinare quali tetti siano i più adatti", spiega Jonas Schnidrig, dottorando presso l’EPFL e l’HES-SO Valais, primo autore del recente studio pubblicato su Frontiers in energy research.
Dato che il sole splende più intensamente in estate, ma il vento soffia più intensamente in inverno, è necessario trovare il giusto equilibrio tra la produzione di elettricità e lo stoccaggio stagionale per soddisfare la domanda di energia della Svizzera in ogni momento, in particolare durante la stagione invernale. Lo studio suggerisce che la produzione solare dominante in estate potrebbe essere bilanciata in modo ottimale dall’impiego di capacità eolica, che produce principalmente in inverno insieme all’energia idroelettrica e alla biomassa. Dimostra inoltre che esistono molte soluzioni equivalenti e valuta la loro sensibilità alle incertezze sui costi. I modelli rivelano l’interdipendenza delle opzioni e l’impatto delle scelte tecnologiche su altri investimenti e sulle infrastrutture.
Gli scienziati concludono che "la differenza principale sta nella natura dei costi: l’attuale sistema energetico svizzero si basa principalmente sulle importazioni (a basso costo) piuttosto che sugli investimenti. Il consumatore paga e dipende quindi dall’uso di risorse e tecnologie che vengono investite e sfruttate al di fuori della Svizzera", spiega François Maréchal. "Al contrario, il sistema futuro che abbiamo modellato si basa su investimenti locali, utilizzando le nostre risorse, e sembra essere la scelta più economica e resiliente a lungo termine".
Riferimenti
Schnidrig Jonas, Cherkaoui Rachid, Calisesi Yasmine, Margni Manuele, Maréchal François Sul ruolo delle infrastrutture energetiche nella transizione energetica. Caso di studio di un sistema energetico indipendente e neutrale dal punto di vista delle emissioni di CO2 per la Svizzera.
Frontiers in Energy Research, volume 11, 2023
DOI=10.3389/fenrg.2023.1164813
