Tendenze e sviluppi delle energie rinnovabili che alimentano un futuro più pulito

In un mondo che si riscalda, la transizione dai combustibili fossili alle energie rinnovabili si sta intensificando. Secondo l’Agenzia internazionale per l’energia (IEA), la capacità globale di produzione di energia rinnovabile si sta espandendo più rapidamente che in qualsiasi momento degli ultimi trent’anni. L’agenzia prevede che entro il 2025 l’energia rinnovabile supererà il carbone diventando la principale fonte di elettricità al mondo. Si prevede che la produzione di energia eolica e solare fotovoltaica (PV) supererà la produzione di energia nucleare rispettivamente nel 2025 e nel 2026. Ed entro il 2028, 68 paesi potranno vantare le energie rinnovabili come principale fonte di energia.

L’accelerazione nella produzione di energia pulita e rinnovabile non arriva un momento troppo presto per i politici e i sostenitori preoccupati del cambiamento climatico causato dalle emissioni di gas serra.

Politiche che guidano lo sviluppo

Alla Conferenza sui cambiamenti climatici (COP28) delle Nazioni Unite del 2023, i governi hanno fissato l’obiettivo di triplicare la capacità globale di energia rinnovabile entro il 2030. Ciò contribuirà idealmente a far avanzare la decarbonizzazione, mitigare il cambiamento climatico e raggiungere emissioni nette pari a zero, secondo l’IEA.

Per sviluppare la tecnologia delle energie rinnovabili, i governi si stanno rivolgendo a varie misure di politica pubblica. Il piano industriale Green Deal dell’Unione Europea, gli incentivi legati alla produzione (PLI) dell’India e l’Inflation Reduction Act (IRA) negli Stati Uniti sono tutte politiche progettate per stimolare ulteriormente l’integrazione dell’energia sostenibile. Le politiche economiche di sostegno in Cina hanno accelerato i progetti di energia eolica e solare fotovoltaica onshore, aiutando il Paese a superare gli obiettivi nazionali del 2030 con anni di anticipo rispetto al previsto. (Ciò è fondamentale per l’obiettivo di triplicare le energie rinnovabili a livello mondiale poiché la Cina rappresenta quasi il 60% di tutta la nuova capacità globale di energia rinnovabile che si prevede sarà operativa entro il 2028.) Inoltre, l’evoluzione delle normative sulle iniziative aziendali ambientali, sociali e di governance (ESG) intorno il mondo sta aumentando la domanda di energia rinnovabile nel settore privato, incoraggiando un’ulteriore crescita.

Crescita delle energie rinnovabili per tipologia

Nonostante le ampie misure politiche, il sostegno politico spesso varia a seconda del tipo di energia rinnovabile in questione. Diamo uno sguardo più da vicino ai diversi tipi di risorse energetiche rinnovabili e alle tendenze che si stanno delineando in ciascuna categoria.

Energia solare

Secondo l’IEA, nel 2023 l’energia solare fotovoltaica ha rappresentato i tre quarti della capacità rinnovabile aggiuntiva in tutto il mondo. La crescita della capacità è derivata sia dagli impianti su larga scala che dall’adozione da parte dei consumatori di sistemi fotovoltaici distribuiti – generazione di energia solare in loco nelle case e nelle aziende – hanno rappresentato l’altra metà.

Il continuo sostegno politico da parte dei governi di tutto il mondo rimane il motore principale di questa crescita. Ad esempio, alcuni politici incentivano la produzione di energia rinnovabile da parte di individui e imprese attraverso programmi di net-metering che consentono ai clienti dei servizi di restituire ai propri servizi l’energia in eccesso generata in cambio di crediti. Altri incentivi che incoraggiano la produzione e l’uso dell’energia solare includono tariffe feed-in, crediti d’imposta e aste in cui i fornitori di energia solare competono sul prezzo di mercato dell’energia per aggiudicarsi contratti.

L’espansione della catena di fornitura del solare fotovoltaico sta consentendo la produzione necessaria a soddisfare le richieste del settore in crescita. Si prevede che una maggiore capacità produttiva negli Stati Uniti, in India e nell’UE contribuirà a diversificare la catena di fornitura del solare fotovoltaico, ma la Cina continua a dominare il settore. (Nel 2022 il Paese ospitava il 95% dei nuovi impianti di produzione di tecnologia solare.) E i progressi nella tecnologia solare fotovoltaica stanno producendo pannelli solari più leggeri, meno costosi e più efficienti che continueranno ad aumentare la capacità di generazione nel tempo.

Sulla base dello scenario Net Zero Emissions by 2050 (NZE) della IEA, se gli attuali tassi di crescita verranno mantenuti fino al 2030, il solare fotovoltaico è “sulla buona strada” per raggiungere una capacità di generazione annuale di circa 8.300 terawattora (TWh) entro la fine del decennio. Inoltre, si prevede che il solare fotovoltaico sarà la fonte di energia dominante nella produzione di idrogeno verde o a basse emissioni. L’idrogeno a basse emissioni (a differenza dell’idrogeno prodotto con energia da combustibili fossili) può potenzialmente favorire maggiori sforzi di decarbonizzazione in settori che vanno dalla produzione dell’acciaio alla produzione di ammoniaca, dove l’idrogeno viene utilizzato per scopi industriali.

Energia eolica

Come per l’energia solare, le politiche pubbliche sono state fondamentali per stimolare l’espansione dell’energia eolica, ma le proiezioni di crescita variano da regione a regione. La Cina ha registrato un aumento del 66% della capacità di energia eolica nel 2023 ed è sulla buona strada per ulteriori aggiunte nei prossimi anni. Lo sviluppo del progetto, tuttavia, è stato più lento di quanto inizialmente previsto in Europa e Nord America. I progetti eolici offshore sono stati particolarmente vulnerabili: nel 2023, solo negli Stati Uniti e nel Regno Unito, gli sviluppatori hanno annullato progetti offshore con una capacità totale di 15 gigawatt (GW).

Le recenti politiche pubbliche possono aiutare a sostenere il settore durante questo periodo difficile. Nel 2023, l’Unione Europea ha annunciato il suo Piano d’azione per l’energia eolica, con misure per migliorare le autorizzazioni, le procedure d’asta e l’accesso ai finanziamenti, nonché per espandere la formazione della forza lavoro. Nello stesso anno, nove paesi europei hanno annunciato piani per aumentare la capacità di energia eolica offshore a oltre 120 GW entro il 2030 e a oltre 300 GW entro il 2050. Nel frattempo, negli Stati Uniti, il governo sta investendo nello sviluppo di parchi eolici galleggianti. Entro il 2035 è prevista la realizzazione di parchi eolici galleggianti con una capacità di 15 GW.

Affinché l’energia eolica possa raggiungere gli obiettivi NZE dell’IEA, la crescita media annua dovrebbe raggiungere o superare il 17% annuo fino al 2030.

Energia idroelettrica

Attualmente, secondo l’IEA, l’energia idroelettrica genera più energia – raggiungendo i 4.300 TWh nel 2022 – di tutte le altre fonti di energia pulita messe insieme e rimarrà la fonte più grande fino al 2030. Nonostante una crescita piccola ma costante e una comprovata affidabilità, si prevede che le nuove aggiunte di energia idroelettrica diminuiranno del 23% nel prossimo decennio a causa del rallentamento dello sviluppo in Europa, Cina e America Latina.

Negli ultimi 20 anni, l’attenzione del settore energetico si è spostata dall’energia idroelettrica, con la maggior parte dei paesi che hanno concentrato politiche e incentivi sull’espansione dell’energia solare ed eolica. Oggi, meno di 30 paesi offrono politiche a sostegno dello sviluppo di nuove centrali idroelettriche e della ristrutturazione di impianti esistenti, contro oltre 100 paesi con politiche a sostegno dell’energia eolica e solare fotovoltaica.

Per soddisfare lo scenario NZE, l’energia idroelettrica dovrebbe crescere ad un tasso annuo almeno del 4%.

Biocarburante

L’espansione globale dei biocarburanti è in corso, grazie soprattutto alle politiche governative di sostegno nelle economie emergenti come Brasile, India e Indonesia. In questi paesi la domanda è in gran parte guidata dal settore dei trasporti, mentre l’offerta è resa possibile dalla disponibilità di biomassa. Il Brasile è all’avanguardia nell’espansione dei biocarburanti, con una crescita prevista pari al 40% entro il 2028.

L’espansione dei biocarburanti è più limitata nell’UE, negli Stati Uniti, in Canada e in Giappone, in parte a causa dei costi elevati e della crescente popolarità dei veicoli elettrici. Le principali aree di crescita per i biocarburanti in questi paesi sono i segmenti del diesel rinnovabile e del biocarburante. Nel complesso, i biocarburanti come il bioetanolo e il biodiesel, in combinazione con i veicoli elettrici (EV), hanno il potenziale per compensare l’equivalente di petrolio di quattro milioni di barili entro il 2028. Nonostante questi traguardi, l’AIE prevede che l’espansione dei biocarburanti sarà ancora inferiore al 2030. obiettivi.

Biogas: sebbene la crescita dell’industria del biogas sia iniziata negli anni ’90, negli ultimi due anni si è visto un aumento del sostegno politico all’alternativa del gas naturale. Attualmente, quasi la metà di tutta la produzione mondiale di biogas proviene dall’Europa, di cui il 20% dalla sola Germania.

Storicamente, il biogas è stato utilizzato nelle centrali termiche ed elettriche. Più recentemente, tuttavia, i governi hanno incoraggiato l’uso industriale e nei trasporti del biometano, un biogas che, come suggerisce il nome, contiene una notevole concentrazione di metano. Con 13 paesi che stanno implementando nuove forti politiche a sostegno del biogas a partire dal 2022, l’IEA prevede che la crescita della produzione di biogas accelererà fino al 2028.

Energia geotermica

Gli sviluppi tecnologici stanno creando opportunità per portare l’energia geotermica in più luoghi. Ad esempio, attraverso i sistemi avanzati di energia geotermica, il fluido viene iniettato nel sottosuolo in aree prive di fonti naturali di acqua calda. Il fluido si riscalda sottoterra e poi viene pompato in superficie, dove genera elettricità. Vari progetti geotermici sono pianificati o in corso in tutto il mondo, anche in Nord America, Europa e Asia.

Nonostante tali progressi, i sostenitori dell’energia geotermica affermano che sono necessarie politiche per sfruttare il suo potenziale non sfruttato. La natura ad alta intensità di capitale e i costi di finanziamento dei progetti geotermici possono essere proibitivi. L’evoluzione delle economie di scala e i continui progressi tecnologici potrebbero contribuire a ridurre i costi, ma per ora l’AIE prevede che solo circa l’1% dell’energia rinnovabile proverrà dalla produzione di energia geotermica entro il 2030.²³

Tecnologia a supporto dell’evoluzione delle energie rinnovabili

Con l’aggiunta di sempre più energia rinnovabile ai sistemi energetici, la tecnologia svolgerà un ruolo cruciale nel mantenere il flusso dell’approvvigionamento energetico, garantendo al tempo stesso la sicurezza energetica e la stabilità delle reti elettriche.

Poiché le fonti di energia rinnovabile, in particolare eolica e solare, sono vulnerabili alle condizioni ambientali, garantire una produzione e una distribuzione ottimali è fondamentale per fornire un’alimentazione elettrica stabile e resiliente. Le previsioni sulle energie rinnovabili stanno rapidamente diventando uno strumento importante nella transizione energetica. Ad esempio, soluzioni come IBM Renewables Forecasting Platform all’interno di IBM Environmental Intelligence Suite possono fornire previsioni sull’energia eolica e solare il giorno prima con una precisione del 92%.

Un migliore stoccaggio contribuirà anche a rendere i sistemi energetici più resilienti. L’energia solare, eolica e idroelettrica richiedono tutte sistemi di accumulo dell’energia (ESS) per fornire una fornitura energetica costante. Con l’evoluzione della tecnologia delle batterie su scala di rete, le società di servizi pubblici saranno in grado di immagazzinare elettricità a lungo termine per gestire meglio il carico durante i periodi di bassa o mancata produzione. Ad esempio, le batterie a flusso sono una forma a basso costo e scalabile di stoccaggio energetico su scala di rete a lungo termine attualmente in fase di sviluppo.

Dalle batterie ai pannelli solari, una gestione efficace delle risorse è una componente importante per sostenere una transizione verso l’energia pulita; la gestione intelligente delle risorse e la manutenzione predittiva possono monitorare lo stato delle risorse e prolungarne la durata. Ad esempio, la New York Power Authority (NYPA) sta razionalizzando la gestione delle proprie risorse con IBM Maximo® Application Suite. L’obiettivo è digitalizzare l’infrastruttura energetica dello Stato e trasformarla in un sistema pulito, affidabile, resiliente e conveniente nel prossimo decennio.

Espandi il tuo percorso verso la sostenibilità e ottieni il massimo dai tuoi investimenti energetici collegando la tua roadmap strategica con le operazioni quotidiane.

Esplora IBM Environmental Intelligence Suite for Energy and Utilities e scopri IBM Maximo Application Suite for Energy and Utilities.

Inizia con ESG e il tuo percorso verso la sostenibilità