Il ruolo della fusione negli scenari di lungo periodo

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Il ruolo della fusione negli scenari di lungo periodo
GLI SCENARI_

Il ruolo della fusione negli scenari
di lungo periodo
Gli scenari di lungo periodo mostrano che la fusione, se sarà competitiva dal punto di vista dei costi
potrà avere un ruolo significativo nella transizione energetica, in particolare nel caso di traiettorie di
decarbonizzazione molto ambiziose. Inoltre, questa tecnologia, seppure ancora lontana, può contribuire a
rendere meno complessa la gestione in sicurezza del sistema elettrico del futuro

DOI 10.12910/EAI2019-016

di Francesco Gracceva, ENEA, Chiara Bustreo, Consorzio RFX, Associazione EURATOM-ENEA sulla Fusione,
Padova, Italia, Yolanda Lechón,Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas,
Madrid, Spain Markus Biberacher, Research Studios Austria Forschungsgesellschaft mbH, Salzburg, AUSTRIA,
Danilo Dongiovanni, ENEA

N
            ella seconda metà del        del sistema energetico sono possi-             di un sistema complesso come quel-
            XXI secolo l’energia da      bili solo nel medio-lungo periodo,             lo energetico, si è affermato l’utilizzo
            fusione può contribuire      perché caratteristiche essenziali di           delle analisi di scenario, che permet-
            a soddisfare una quota       quest’ultimo sono l’inerzia e la pa-           tono di esplorare le conseguenze che
significativa della domanda elettri-     th-dependence (WEF, 2019). Inoltre,            ipotesi diverse sulle variabili chiave
ca globale. La fusione rappresenta       la necessità di una transizione verso          (di tipo socio-economico, politico,
infatti un’opportunità per produrre      un sistema più sostenibile richiede            tecnologico) possono avere sull’evo-
grandi quantità di energia elettrica     la fissazione di obiettivi energetici e        luzione del sistema.
con consumi contenuti di combu-          ambientali a medio e lungo termine             Il programma di ricerca di
stibile e soprattutto senza emissioni    e l’individuazione di traiettorie di           EUROfusion prevede al suo
di gas serra. Sebbene si preveda che     sviluppo del sistema, in termini di            interno una attività di ricerca
la fusione non sarà disponibile pri-     combinazione di tecnologie e com-              socio-economica (Socio-Economic
ma della metà del secolo, ciò non        bustibili, in grado di aiutare a rag-          Studies, SES, https://collaborators.
significa che sia prematura la valuta-   giungere tali obiettivi a costi minimi         euro-fusion.org/collaborators/socio-
zione del suo possibile contributo al    e con il massimo livello di sicurezza          economics/), al cui centro vi è appunto
sistema energetico del futuro. Que-      energetica. Poiché è impossibile pre-          lo sviluppo di scenari esplorativi
sto perché cambiamenti sostanziali       vedere l’evoluzione di lungo periodo           finalizzati a investigare il possibile

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GLI SCENARI_

ruolo delle tecnologie di fusione nel            molto dettagliata delle tecnologie che     da cui deriva una propensione più o
futuro sistema energetico globale.               caratterizzano il sistema energetico,      meno marcata alla diffusione delle
                                                 dall’approvvigionamento delle fonti        tecnologie low-carbon;
Il modello EUROfusion TIMES                      primarie ai processi di conversione,       • la sensibilità e responsabilità
                                                 trasporto e distribuzione dell’energia,    ambientale degli attori del sistema
I modelli quantitativi del sistema               fino ai dispositivi di uso finale per la   economico, da cui deriva una
energetico, che rappresentano in                 fornitura dei servizi energetici (per      propensione più o meno marcata
modo semplificato il funzionamento               ogni regione sono descritte più di un      alla crescita della domanda di servizi
del sistema, sono uno dei principali             migliaio di tecnologie energetiche).       energetici;
strumenti utilizzati dagli analisti                                                         • la disponibilità degli operatori a
per produrre e valutare scenari                  L’analisi di scenario                      prendere decisioni di investimento
alternativi del sistema, sia per attività                                                   con un’ottica di lungo piuttosto che
di ricerca sia a supporto delle scelte di        La letteratura evidenzia come i sistemi    di breve periodo, da cui deriva una
policy. Essi rendono infatti possibile           economici, sociali e tecnologici           maggiore o minore propensione
simulare l’evoluzione del sistema                non posseggano le caratteristiche          all’investimento in tecnologie con
sotto diverse ipotesi e vincoli, al fine         necessarie perché sia possibile            tempi di ritorno dell’investimento
ad esempio di esplorare le condizioni            costruire modelli che siano validabili,    anche non brevi;
necessarie perché si sviluppino                  per cui qualunque modello utilizzato       • il grado di interconnessione e
determinate traiettorie tecnologiche,            per prevedere il futuro di questi          cooperazione fra le regioni del
o di individuare strategie “robuste”             sistemi è inevitabilmente destinato        mondo, da cui può derivare una
rispetto a un insieme di possibili               ad essere inaccurato (Hodges e             maggiore possibilità di minimizzare il
traiettorie alternative.                         Dewar, 1992). Per aggirare questo          costo del raggiungimento di obiettivi
Il programma SES di Eurofusion                   limite strutturale si è affermato          climatici stringenti.
ha al suo centro lo sviluppo e                   l’uso delle analisi di scenario. Gli       La combinazione delle diverse ipotesi
l’utilizzo di un modello del sistema             scenari non sono previsioni, ma            relative a queste incertezze critiche ha
energetico globale, il modello ETM               “alternative image of how the future       portato alla definizione di tre famiglie
(EUROfusion TIMES model), basato                 could unfold” (IIASA WEC, 1997),           di scenari, una delle quali declinata in
sul generatore di modelli TIMES                  ciascuna delle quali basata su un          due varianti:
(The Integrated MARKAL-EFOM                      insieme di ipotesi internamente
System) sviluppato dal programma                 coerenti circa le variabili chiave del     • storyline Harmony: un mondo nel
Energy Technology Systems Analysis               sistema e le relazioni che le legano,      quale viene condivisa una traiettoria
Programme (ETSAP) dell’Agenzia                   ipotesi derivate dall’esperienza storica   di riduzione delle emissioni di CO2
Internazionale dell’Energia (Loulou              e dunque corrispondenti allo stato         molto stringente, coerente con
et al. 2016). La prima versione del              attuale delle conoscenze.                  il Representative Concentration
modello ETM fu sviluppata nel                    Per questo lavoro l’individuazione         Pathway 2.6 dell’IPCC (l’unico in
2004 (ORDECSYS, 2004) e da allora                degli scenari da esplorare è partito       linea con l’obiettivo di contenere
le successive modifiche hanno                    dall’elaborazione di alcune storylines,    l’incremento della temperatura
continuato a riflettere i cambiamenti            cioè descrizioni discorsive di             globale ben al di sotto dei 2 °C; Figura
in corso nei mercati dell'energia. Una           possibili evoluzioni future del sistema    1; IPCC 2014), grazie alla diffusa
motivazione importante di questo                 costruite attorno a ipotesi diverse        sensibilità ambientale degli operatori,
lavoro sta nel fatto che la fusione è            su quattro “incertezze critiche”,          che li induce ad un’ottica di lungo
stata finora raramente considerata               cioè fattori che si suppone possano        periodo negli investimenti, e alla
nella letteratura sugli scenari di               avere un’importanza notevole per           cooperazione tra regioni del mondo;
lungo periodo del sistema energetico             lo sviluppo della fusione e che allo       • storyline Paternalism: un mondo
globale. Il modello ETM è un modello             stesso tempo sono caratterizzati da        nel quale l’obiettivo di una forte
dell’intero      sistema     energetico          un elevato grado di incertezza:            riduzione delle emissioni è solo
globale, diviso in 17 regioni, di cui                                                       parzialmente condiviso da tutta la
simula l’evoluzione fino al 2100.                • la stringenza degli obiettivi di         popolazione mondiale, per cui la
Esso include una rappresentazione                riduzione delle emissioni di CO2,          sensibilità ambientale è differenziata

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                                                                                       90,000
                                                                                       80,000
                                                                                                                                                 FISSIONE
                                                                                       70,000
                                                                                       60,000
                                                                                                                                                 RINNOV.
                                                                                       50,000                                                    INTERMITTENTI
                                                                                       40,000
                                                                                                                                                 RINNOV. - ALTRE
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                                                                                       20,000
                                                                                                                                                 FOSSILI+CCS
                                                                                       10,000
                                                                                           0                                                     FOSSILI

                                                                                                2100

                                                                                                2020
                                                                                                2020
                                                                                                2050
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                                                                                                2100
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                                                                                                2020
                                                                                                2050
                                                                                                2070
                                                                                                2100

                                                                                                2050
                                                                                                2070
                                                                                                2100
                                                                                                FragmentationPatern._4.5 Patern._2.6 Harmony

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Fig. 1 Traiettorie delle emissioni di CO2 nelle tre storyline (Gt di CO2) ; Fig. 2 Generazione elettrica nelle diverse storyline (scenario 02)

tra le regioni del pianeta e le decisioni             diverse ipotesi riguardo ai suoi costi.                   non vada oltre valori relativamente
di investimento hanno un’ottica di                    • L’effettiva disponibilità su larga scala                marginali, per gli elevati costi di
medio periodo; due varianti sono                      di impianti di generazione elettrica                      investimento dei primi anni.
possibili riguardo alla traiettoria delle             con cattura e sequestro della CO2,
emissioni di CO2, a seconda della                     tenendo conto che secondo la IEA la                       La fusione nelle diverse storyline
capacità dei decisori di “imporre”                    tendenza attuale è decisamente non
ai consumatori cambiamenti non                        in linea con quella del Sustainable                       Il primo risultato dell’analisi è che è
completamente          condivisi:     una             Development Scenario (https://www.                        possibile descrivere diversi scenari
traiettoria corrispondente al RPC 4.5                 iea.org/tcep/power/ccus/).                                nei quali la fusione può avere una
dell’IPCC e una al RPC 2.6 (Figura 1);                • Il potenziale di sviluppo del nucleare                  parte significativa del futuro sistema
• storyline Fragmentation: un mondo                   a fissione, legato all’accettazione                       energetico. La Figura 2 mostra come
caratterizzato da debole sensibilità                  sociale della tecnologia, con ipotesi                     le diverse tecnologie di generazione
ambientale, nel quale gli operatori                   estreme che vanno dalla realizzabilità                    elettrica partecipano all’evoluzione
adottano un’ottica di breve periodo                   di un parco nucleare pari su scala                        del fuel mix del sistema elettrico nel
nelle loro decisioni di investimento;                 globale a più di cinque volte quello                      tempo nelle tre stroyline (una delle
inoltre, gli obiettivi di riduzione                   attuale a un parco invece perfino più                     quali, Paternalism, nelle due varianti
delle emissioni di CO2 sono poco                      ridotto dell’attuale.                                     relative alle emissioni di CO2). Il
stringenti e fissati a livello regionale.             • L’inclusione dei costi esterni nei                      confronto è effettuato considerando
                                                      costi di investimento e di O&M delle                      per ogni storyline lo scenario 02, che
Risultati                                             diverse tecnologie di generazione                         prevede la disponibilità della CCS e
                                                      elettrica.                                                ipotesi ottimistiche sia sul potenziale
Ogni storyline rappresenta il                         Lo spettro di scenari elaborati                           del nucleare a fissione sia sui costi
contesto di riferimento di un ampio                   permette di esplorare un ampio                            della fusione.
numero di scenari (24), costruiti                     insieme di possibili traiettorie del                      La famiglia di scenari Fragmentation
combinando ipotesi diverse circa                      sistema energetico globale e di                           mostra un mondo nel quale la
alcune tecnologie energetiche di                      provare individuare alcune possibile                      domanda di elettricità è decisamente
particolare rilievo:                                  condizioni necessarie perché la                           più elevata rispetto alle altre famiglie
                                                      fusione possa avere un ruolo di rilievo.                  di scenari, sia perché è decisamente
• L’effettiva disponibilità o meno                    In tutti gli scenari analizzati la fusione                maggiore la domanda di servizi
della fusione come tecnologia di                      è resa disponibile dal 2050. Tuttavia, la                 energetici, che sconta la scarsa
generazione elettrica entro la fine                   logica di minimizzazione dei costi del                    sensibilità ambientale ipotizzata in
de secolo, nel primo caso con due                     sistema fa si che fino al 2060 la fusione                 questa storyline, sia perché sono

                                                                                                         2/2019 | Energia, ambiente e innovazione              69
minori gli incrementi di efficienza              di limiti allo sviluppo della fissione     superare i vincoli che non permettono
energetica del sistema (penalizzati              spiega dunque la forte crescita delle      incrementi ulteriori della generazione
dall’ottica di breve periodo delle scelte        rinnovabili che nel lungo periodo si       da rinnovabili e da fissione. Dopo il
di investimento). A ciò si aggiunge un           registra in questo scenario.               2070, quando tra l’altro aumenta via
vincolo molto blando sulla traiettoria           Le due varianti della famiglia di          via la disponibilità della fusione, gli
di emissioni di CO2, che possono                 scenari Paternalism producono              impianti fossili con CCS sembrano
continuare a crescere fino al 2080,              risultati piuttosto diversi tra loro,      invece non in grado di competere con
con la conseguenza di un largo uso di            legati fondamentalmente alla notevole      nessuna delle alternative.
fonti fossili.                                   differenza nel tasso di elettrificazione   Lo scenario 02 della famiglia
Lo scenario Fragmentation_02                     del sistema. Nel caso Paternalism_4.5      Harmony è simile allo scenario 02
descrive dunque un sistema elettrico             il vincolo ambientale molto meno           della famiglia Paternalism_2.6, ma si
nel quale ancora nel 2070 poco meno              stringente riduce infatti la necessità     caratterizza per una produzione di
della metà della generazione elettrica           di elettrificazione, cosicché alla fine    elettricità inferiore, grazie all’ipotesi
proviene da fonti fossili, sebbene               del secolo la domanda di energia           di forte responsabilità ambientale che,
questa scenda poi rapidamente                    elettrica è dell’ordine dei 60 PWh,        nonostante la spinta all’elettrificazione
negli ultimi decenni del secolo,                 mentre nel caso Paternalism_2.6 la         proveniente dall’ambizioso obiettivo
restando tuttavia in termini assoluti            domanda supera gli 80 PWh (+30%).          ambientale, riduce la domanda di
su valori ancora significativi. In               Nel caso Paternalism_4.5 il nucleare       servizi energetici. Ne beneficia il
questa storyline si registra inoltre una         a fissione si colloca di nuovo sulla       ruolo del nucleare, sia da fissione
significativa produzione di energia              produzione massima ipotizzata              sia da fusione, la cui competitività
da impianti con CCS fin quasi alla               nell’analisi, ma grazie alla minore        è maggiore rispetto a rinnovabili
fine dell’orizzonte temporale. Le                domanda elettrica esso rappresenta         e CCS: la fissione supera in questo
rinnovabili presentano comunque                  ora una quota molto elevata del fuel       scenario il 30% del mix, sebbene resti
un crescita costante, e sebbene fino             mix (34%), mentre la produzione da         al di sotto della produzione massima
al 2070 restino più indietro rispetto            rinnovabili raggiunge il 50% (circa 30     registrata in altri scenari, mentre la
alla penetrazione che si registra nelle          PWh) e la fusione resta al di sotto dei    fusione raggiunge in questo scenario
altre storyline, alla fine dell’orizzonte        10 PWh, pur superando comunque             il suo massimo in termini di quota
temporale arrivano a circa 50 PWh, il            alla fine del secolo il 10% del mix.       sul fuel mix, avvicinandosi al 20%.
massimo delle diverse storyline, con             Il caso Paternalism_2.6 porta a una        La storyline Harmony è dunque
una quota della produzione totale                produzione da rinnovabili molto            quella in cui, in modo parzialmente
superiore al 50%, un valore maggiore             maggiore che nel caso precedente           controintuitivo, risulta relativamente
di quello che si registra nello scenario         (45 PWh, +50%), perché di nuovo            più bassa la quota di produzione
02 delle famiglie Paternalism_4.5 e              la capacità installata del nucleare        da rinnovabili. La più contenuta
perfino Harmony (la famiglia con il              a fissione raggiunge il potenziale         domanda elettrica comporta invece
più ambizioso obiettivo climatico).              massimo ipotizzato. A beneficiare          che la generazione da nucleare e da
Quanto alla fusione, in questa                   della combinazione di maggiore             rinnovabili sia sufficiente a soddisfare
storyline tende a svilupparsi solo               elettrificazione e del più stringente      la domanda senza necessità di
alla fine dell’orizzonte temporale, e            vincolo ambientale è anche la fusione,     ricorso alla generazione da fossili
l’elevata domanda elettrica fa si che il         che in questo scenario raggiunge il        con CCS, la quale peraltro, avendo
suo contributo al mix resti al di sotto          valore più elevato in termini assoluti     un fattore di emissione di CO2 non
del 10%, il valore più basso dei quattro         (più di 13 PWh), sebbene non in            nullo, è incompatibile con la necessità
scenari rappresentati in Figura 2. Lo            termini relativi. E’ interessante infine   di azzeramento delle emissioni che
stesso vale per la fissione, che però si         come questo sia anche lo scenario          caratterizza questa storyline.
sviluppa fino al valore corrispondente           nel quale è maggiore la produzione         Il ruolo della fusione nel mix
all’ipotesi della massima diffusione             da impianti con CCS alla metà del          elettrico globale sembra dunque
della tecnologia (pari a circa cinque            secolo (fino a 1/5 del totale), perché     strettamente legato al futuro percorso
volte l’attuale). La combinazione                in quella fase la forte elettrificazione   di decarbonizzazione: quanto più
di forte crescita della domanda e                li rende evidentemente necessari per       quest’ultimo è ambizioso tanto maggiore

70    Energia, ambiente e innovazione | 2/2019
GLI SCENARI_

                                                                                                       che ha la maggiore influenza sulle
       18,000                                                                      H01
                                                                                                       prospettive della fusione sia come
                                                                                   H02                 prevedibile il costo al quale la fusione
       16,000
                                                                                   H03                 stessa sarà disponibile. Nell’ipotesi di
       14,000                                                                      H04                 costi di investimento maggiori del
                                                                                   H05
       12,000
                                                                                   H06
                                                                                                       30% rispetto all’ipotesi di riferimento,
       10,000                                                                      H07                 la produzione elettrica da fusione
                                                                                   H08                 perde più di 5 PWh, con una quota
        8,000                                                                      H09                 del fuel mix che a fine secolo resta al
        6,000                                                                      H10
                                                                                   H11                 di sotto del 20% (rispetto al 28% dello
        4,000                                                                      H12                 scenario H08). A parità di produzione
        2,000
                                                                                   H13                 da fissione, vincolata per ipotesi a
                                                                                   H14
                                                                                   H15
                                                                                                       valori simili agli attuali, il maggior
             0
                  2050      2060     2070        2080     2090   2100              H16                 costo di investimento determina
                                                                                                       infatti la sostituzione di generazione
                                                                                                       da fusione con eolico e solare.
Fig. 3 Generazione elettrica da fusione negli scenari "Harmony" (TWh)
                                                                                                       La rimozione dell’ipotesi di un limite
                                                                                                       stringente allo sviluppo della fissione
è il ruolo della fusione. Gli scenari 02 delle          applicate in questo caso alla storyline        mostra come questo sia un altro
storyline Harmony e Paternalism_2.6                     Harmony, produca traiettorie di                fattore di rilievo per le prospettive
implicano l’installazione entro il 2100                 sviluppo dell’elettricità da fusione           della fusione, sebbene un’indagine
di ben più di un migliaio di impianti di                molto differenziate, con la produzione         più accurata porti a individuare la
nucleare a fusione da 1 GW.                             che alla fine del secolo va da un              possibilità che tra fissione e fusione
                                                        minimo di 6.000 TWh a un massimo               vi possa essere in realtà un rapporto
La fusione negli scenari RCP 2.6                        di 18.000 TWh. In termini di                   sinergico (vedi oltre).
                                                        importanza relativa, nello scenario            Anche l’internalizzazione delle
I 24 scenari elaborati per ogni                         meno favorevole (H14) la fusione               esternalità ambientali nei costi delle
storyline (Figura 3) permettono                         arriva a rappresentare il 5% del mix           diverse tecnologie di generazione
di valutare anche l’importanza                          nel 2080 e il 10% nel 2100, mentre             elettrica può avere un’influenza di
relativa che sul possibile sviluppo                     nei due scenari più favorevoli (H04 e          rilievo sullo sviluppo della fusione,
della fusione possono avere alcuni                      H08) la fusione supera ampiamente              perché sembra beneficiare l’eolico
altri fattori più propriamente legati                   il 10% del mix già nel 2080 e a fine           a scapito della fusione. Ma questo
all’evoluzione     delle     tecnologie                 secolo si avvicina alla soglia del 30%.        risultato sembra in realtà meno
alternative disponibili in futuro: il                   La Figura 4 mostra come varia la               robusto, perché l’influenza di questo
costo della fusione, la diffusione della                generazione elettrica da fusione in            fattore risulta molto meno marcata se
fissione, la disponibilità della CCS,                   relazione al variare delle ipotesi sui         si cambia la storyline di riferimento.
l’inclusione dei costi esterni in tutte                 quattro fattori descritti sopra. Lo            Infine, ha invece un impatto
le tecnologie di generazione. Infine,                   scenario che costituisce il punto di           pressoché nullo sulla fusione la
l’ipotesi di completa indisponibilità                   partenza dell’analisi è lo scenario            disponibilità o meno della CCS, che
della fusione almeno per tutto                          H08, come detto uno dei due scenari            come si è visto sopra sembra avere
l’orizzonte temporale dell’analisi                      più favorevoli per la fusione, grazie          un ruolo di rilievo soprattutto nella
permette di valutare quanto la fusione                  alle ipotesi di assenza della CCS e            fase centrale del secolo. Nel lungo
possa cambiare il fuel mix globale.                     di diffusione limitata del nucleare            periodo, invece, se si accettano
Figura 3: Generazione elettrica da                      da fissione (in questo scenario la             le valutazioni più recenti, che
fusione negli scenari ‘Harmony’                         produzione eolica e solare decrescono          prevedono costi di investimento
(TWh)                                                   rapidamente con il progressivo                 destinati a rimanere elevati (IEA
La Figura 3 mostra come la                              sviluppo della fusione). Dalla Figura          2016), la necessità di completa
combinazione delle diverse ipotesi,                     4 emerge chiaramente come il fattore           decarbonizzazione viene ad essere

                                                                                                  2/2019 | Energia, ambiente e innovazione   71
4                                                                                    5
         500
                                                                                              100%
           0
                                                                                              90%
        -500
                                                                                              80%                                                      FISSIONE
       -1,000                                              Disponibilità CCS
       -1,500                                                                                 70%
       -2,000                                              Esternalità                        60%                                                      RINNOV.
                                                                                                                                                       INTERMITTENTI
       -2,500                                                                                 50%
       -3,000                                              Forte sviluppo                     40%                                                      RINNOV. -
       -3,500                                              fissione                                                                                    ALTRE
                                                                                              30%
       -4,000                                              Costi alti fusione
                                                                                              20%                                                      FOSSILI
       -4,500
                                                                                              10%
       -5,000
       -5,500                                                                                  0%
                2070      2080      2090      2100                                                   2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

Fig 4 Variazioni della generazione elettrica da fusione in relazione a 4 fattori chiave Scenari della famiglia Harmony (TWh); Fig. 5 Generazione
elettrica per tipologia nello scenario H24 ( fusione non disponibile)

soddisfatta pressoché interamente                    minimizzazione dei costi del sistema                                   una completa decarbonizzazione
dalla combinazione di forte sviluppo                 conduca a includere la fusione nel                                     facendo affidamento pressoché
delle rinnovabili e del nucleare a                   mix energetico anche nel caso di                                       esclusivamente sulle fonti rinnovabili
fissione e fusione, anche nell’ipotesi               ampia diffusione della fissione e di                                   (perché fusione e CCS non sono
di forte elettrificazione e di stringente            disponibilità della CCS.                                               disponibili, mentre la fissione è
obiettivo climatico.                                 In secondo luogo, la disponibilità                                     limitata per ipotesi ai livelli attuali
                                                     della fusione permette di delineare                                    per ragioni di accettabilità sociale)
Rinnovabili intermittenti e fusione                  traiettorie di decarbonizzazione che                                   , la quota di elettricità da fonti
                                                     hanno un impatto più contenuto                                         intermittenti cresce in modo lineare
I risultati di quest’analisi di scenario             sulle necessità di flessibilità del                                    fino al 2060, e continua a crescere
permettono infine di formulare                       sistema elettrico. Nei due scenari più                                 ancora nei decenni successivi, fino
una prima preliminare risposta a                     “estremi” dell’analisi qui condotta, gli                               a raggiungere il 60% del mix (Figura
un’ultima questione spesso posta                     scenari H23 e H24, che rappresentano                                   5). Questa quota costantemente
riguardo alle prospettive della                      un caso nel quale il sistema                                           crescente di produzione da fonti
fusione, cioè quella relativa alla                   energetico globale deve raggiungere                                    intermittenti deve essere assorbita
possibilità che, visto l’orizzonte
temporale ancora lungo di tale
tecnologia, essa possa divenire                             70%
effettivamente disponibile quando
                                                            60%
ormai il sistema energetico ha
già trovato una configurazione                              50%
conforme alle necessità della
transizione energetica, anche grazie                        40%
                                                                                                                                                      Harmony_23
ai miglioramenti nella competitività                        30%                                                                                       Harmony_08
delle tecnologie rinnovabili.                                                                                                                         Harmony_02
La valutazione dell’insieme degli                           20%
scenari porta a ritenere che potrebbe                       10%
trattarsi in realtà di una questione
forse non appropriata, perché non                             0%
                                                                         2000

                                                                                2010

                                                                                       2020

                                                                                              2030

                                                                                                     2040

                                                                                                            2050

                                                                                                                   2060

                                                                                                                          2070

                                                                                                                                 2080

                                                                                                                                        2090

                                                                                                                                               2100

coglie alcuni dati di rilievo.
In primo luogo, i risultati mostrano
come nel lungo periodo la logica di                  Fig 6 Quota di produzione da fonti rinnovabili intermittenti in tre scenari - Famiglia Harmony

72      Energia, ambiente e innovazione | 2/2019
GLI SCENARI_

e gestita in sicurezza dal sistema               la conclusione circa la fattibilità di             accentuata che negli scenari H23/
elettrico. Si tratta di una cosa non             un sistema elettrico globale nel quale             H24 (Figura 6); la crescita della
banale, perché la generazione                    le fonti intermittenti coprano il 60%              quota di rinnovabili intermittenti è
intermittente “bring a major                     della domanda, con punte dell’80%                  infatti decisamente più lenta, mentre
source of affordable, low-emission               a livello regionale (come avviene nei              la fusione, una volta disponibile,
electricity into the picture, but                suddetti scenari H23 e H24), richiede              tende sostanzialmente a sostituire
create additional requirements for               di essere testata analizzandone                    la fissione, che dunque ha nel corso
the reliable operation of the system”            più in dettaglio l’impatto sul                     del secolo un ruolo di “bridge
(IEA, World Energy Outlook 2018,                 funzionamento        operativo       del           technology”.
p. 23). In questa configurazione del             sistema.                                           • Laddove invece la fissione fosse
sistema si rende dunque necessaria               Due varianti di questi scenari                     limitata ai livelli attuali (scenario
la disponibilità di una quota di                 potenzialmente “critici” mostrano                  H08), la crescita delle rinnovabili
generazione flessibile per garantire             come la fusione, anche se disponibile              intermittenti sarebbe fino ad oltre metà
la possibilità di gestire in sicurezza           solo nell’ultima parte del secolo,                 secolo simile al caso H02, dunque
il sistema elettrico. Le necessità di            possa comunque avere un ruolo utile                con le stesse potenziali problematicità
flessibilità del sistema elettrico non           nel sistema energetico del futuro, in              legate al cambiamento strutturale del
sono però rappresentate nel modello              particolare laddove può prendere                   sistema elettrico imposto da questo
ETM, nel quale la caratterizzazione              gradualmente il posto della fissione:              scenario. Inoltre, negli ultimi due
del sistema elettrico non include i              • Lo scenario H02, nel quale la                    decenni del secolo, con l’accelerazione
parametri relativi alle caratteristiche          fusione è disponibile e la fissione può            della penetrazione della fusione, il
operative di funzionamento del                   svilupparsi ben oltre i livelli attuali,           ruolo delle intermittenti tornerebbe a
sistema (rampe, tempi di accensione              descrive infatti una traiettoria del               ridursi drasticamente, dunque con la
e spegnimento, tempi di permanenza               sistema nel quale la trasformazione                necessità di un ritorno a un modello del
in servizio, ecc…). Ne consegue che              del sistema elettrico è molto meno                 sistema elettrico più simile all’attuale.

    BIBLIOGRAFIA

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                                                                                              2/2019 | Energia, ambiente e innovazione         73
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