Giovedì 27 aprile Nicola Armaroli si è reso disponibile per fare due chiacchiere sullo stato attuale della sostenibilità energetica in Italia e nel mondo. A dispetto della modalità remota (speriamo di recuperare presto con un incontro in presenza), si è trattato di un dibattito molto stimolante e, alle volte, provocatorio. Nicola Armaroli, di professione chimico, è dirigente di ricerca presso il Consiglio Nazionale delle Ricerche, direttore della rivista Sapere e membro dell’Accademia Nazionale delle Scienze detta dei XL. Armaroli è noto per alcuni suoi saggi che mirano ad aumentare la consapevolezza ecologica del grande pubblico: spicca tra questi “Energia per l’Astronave Terra”, scritto in collaborazione con il Prof. Vincenzo Balzani, in cui si affronta il tema dell’energia e di come la Terra sia di fatto un delicato sistema il cui equilibrio si basa su flussi energetici che l’umanità, con le sue attività, sta profondamente alterando.

Durante l’incontro sono stati toccati i temi più disparati, dagli aspetti tecnico-scientifici a quelli sociali, su cui Armaroli ha dato chiavi di lettura interessantissime e stimolanti.

Biocarburanti: sono davvero una soluzione?

Negli ultimi giorni, si è parlato molto dei biocarburanti perché il Consiglio Europeo ha deciso di imporre alle compagnie aeree di utilizzarne di più. I biocarburanti sono materiali combustibili che si ottengono da piante e altri materiali naturali.[i] In teoria, sono un’alternativa sostenibile ai combustibili fossili perché provengono da fonti rinnovabili. Tuttavia, come ampiamente illustrato da Armaroli, c’è un problema fondamentale: per produrre i biocarburanti serve molta terra, che viene sottratta alla produzione di cibo. Inoltre, spesso si utilizzano piante coltivate in modo intensivo, che richiedono molta acqua e pesticidi, e questo può avere un impatto negativo sull’ambiente e sulla salute delle persone. Infine, l’elaborazione delle biomasse per produrre i biocarburanti è ancora molto costosa e difficile, specialmente se si utilizzano materiali poco omogenei come i rifiuti organici urbani. In sostanza, l’idea di usare i biocarburanti per sostituire i combustibili fossili è ancora molto discussa e controversa, soprattutto per i trasporti su strada. Tuttavia, potrebbero essere utilizzati con successo in altri settori, e l’esperimento nel mondo degli aviotrasporti (e forse anche di quelli navali) potrebbe avere dei risvolti interessanti.

Pirolisi: è possibile ottenere carburanti dal trattamento termico delle plastiche?

Il superamento dell’economia lineare a favore di quella circolare – in cui il concetto di rifiuto non esiste, perché ogni “rifiuto” di una filiera è considerato il materiale di partenza per un’altra – ha come ovvia conseguenza la necessità di trovare un impiego per i rifiuti che produciamo, con le materie plastiche in testa. A proposito del tema dei combustibili, con Armaroli abbiamo discusso delle recenti strategie di pirolisi per trattare termicamente i rifiuti plastici al fine di ottenere carburanti di nuova generazione.[ii] Si tratta di un approccio molto interessante, ma non deve distogliere l’attenzione dalla necessità di ridurre drasticamente la produzione e l’uso di materie plastiche. Un rischio concreto, infatti, potrebbe essere che, per motivi di profitto, l’industria adibita alla produzione di materie plastiche e quella adibita alla produzione di eco-combustibili a partire dai rifiuti di natura plastica non abbiano alcun interesse a promuovere la riduzione dell’uso della plastica, proprio perché entrambe le realtà non ne avrebbero alcun vantaggio economico.

Stoccaggio di energia: perché le auto elettriche sono più popolari di quelle a idrogeno?

Lo stoccaggio energetico – cioè la possibilità di accumulare il surplus energetico prodotto quando la richiesta dell’utenza è inferiore alle capacità produttive – è al centro della discussione quando si parla di transizione ecologica, sia come soluzione per l’intermittenza delle energie rinnovabili, sia come questione di grande rilevanza per il trasporto pubblico e privato. Attualmente, la maggior parte delle auto utilizza combustibili fossili che causano l’emissione di CO₂ nell’atmosfera, contribuendo al cambiamento climatico. Per questo motivo, l’Unione Europea ha stabilito l’obiettivo di eliminare gradualmente i combustibili fossili entro il 2035.[iii] Per sostituire i combustibili fossili, ci sono due alternative: le auto elettriche e quelle a idrogeno. Armaroli ne ha brevemente illustrato pro e contro, mettendo a confronto le varie tecnologie. Negli ultimi anni, le auto elettriche sono diventate molto popolari grazie alla miniaturizzazione delle batterie agli ioni di litio, che ha permesso di installarle sui veicoli senza aumentarne il volume.[iv] In questo caso, l’energia chimica viene convertita in energia elettrica, che a sua volta viene convertita in energia meccanica, con un’efficienza molto superiore a quella dei motori a combustione interna. L’idrogeno è un’altra alternativa, ma il suo utilizzo è più complesso. Si può utilizzare come combustibile convenzionale, ma senza produrre CO₂, oppure farlo reagire in celle a combustibile, che evitano le dispersioni termiche tipiche dei motori a combustione interna.[v] Tuttavia, la produzione di idrogeno è costosa e molto onerosa dal punto di vista energetico. Inoltre, lo stoccaggio di idrogeno presenta problemi di sicurezza, trattandosi di un gas altamente reattivo. Attualmente, le tecnologie per la produzione di idrogeno non sono ancora abbastanza avanzate per competere con le altre opzioni disponibili e non bisogna incoraggiare la produzione di idrogeno utilizzando fonti di energia convenzionali come i combustibili fossili. Questo problema riguarda anche le auto elettriche, che richiedono anche l’energia per la produzione e lo smaltimento delle batterie. Le alternative ai combustibili fossili ci sono, ma è necessario valutare attentamente ogni opzione, tenendo conto dei costi, della sicurezza e dell’impatto ambientale e sociale.

Ci servono davvero tutte le macchine che abbiamo?

Provocatoriamente è sorta la domanda sulla possibilità di giustificare l’aumento del numero di autoveicoli sulla base del passaggio dal motore a combustione interna a quello elettrico. Su questo aspetto Armaroli è stato molto chiaro: siamo troppi a guidare le auto, e ciò sta danneggiando l’ambiente. Sebbene le auto elettriche siano una grande conquista per la sostenibilità, non possono sostituire completamente le auto a benzina. Invece di aumentare il numero di auto elettriche, dobbiamo ridurre il numero di auto sulle strade. Ciò può essere fatto attraverso l’uso di trasporti pubblici (per cui l’Italia necessita di un imponente piano di investimenti) e auto condivise. Se non invertiamo la rotta, l’industria del litio potrebbe non essere in grado di sostenere la crescente domanda di batterie per auto elettriche. Armaroli su questo ultimo aspetto è stato rassicurante, e ha menzionato la nascente tecnologia delle batterie al sodio, che può di fatto configurarsi presto come valida alternativa (soprattutto in termini di disponibilità) al litio.[vi]

Mobilità elettrica: potenziali risvolti inaspettati in termini di stoccaggio energetico

La mobilità elettrica è una delle principali strategie per ridurre le emissioni di gas serra nel settore dei trasporti. Tuttavia, la sostituzione di tutte le auto convenzionali con auto elettriche non è l’unica soluzione per raggiungere questo obiettivo. Tale sostituzione, inoltre, potrebbe non essere realizzabile a breve termine, vista la dimensione del parco macchine italiano. Allo stesso tempo, Armaroli ha fatto notare come l’introduzione di veicoli elettrici abbia il potenziale per contribuire alla transizione verso un sistema energetico più sostenibile, grazie alla possibilità di utilizzare le batterie degli accumulatori per immagazzinare energia elettrica e cederla alla rete quando necessario. Tuttavia, la capacità di stoccaggio delle batterie e le modalità di integrazione dei veicoli elettrici nella rete elettrica sono ancora oggetto di ricerca e sviluppo.[vii] In ogni caso, è importante sottolineare che la mobilità elettrica è solo una delle molte tecnologie e strategie necessarie per affrontare la sfida della transizione energetica verso fonti rinnovabili e ridurre l’impatto ambientale dei trasporti.

Il mito del nucleare

La questione delle fonti energetiche primarie per alimentare il futuro parco macchine (idealmente costituito quasi esclusivamente da veicoli elettrici) ha fatto deviare la discussione su una delle fonti energetiche più controverse: l’energia nucleare. Il nucleare viene spesso presentato come una soluzione al problema dell’intermittenza delle fonti rinnovabili di energia. Armaroli, anche attraverso un acceso dibattito con gli altri utenti collegati, ha evidenziato che l’utilizzo di questa tecnologia ha dei rischi. Nel futuro, si potrebbe produrre energia attraverso la fusione nucleare, che sembra essere una fonte quasi illimitata. Tuttavia, il nostro modo di pensare alla crescita illimitata e l’ignoranza dei principi di base della termodinamica possono portare a un uso sbagliato dell’energia prodotta, causando danni all’ambiente. Infatti, l’energia non scompare quando la usiamo, ma si trasforma in altre forme di energia, finché non diventa energia termica a bassa temperatura, che non può essere utilizzata. Questo comporta un aumento del flusso energetico che attraversa la Terra, mettendo in pericolo l’equilibrio della biosfera.[viii] Il vero problema è la nostra cultura della crescita illimitata, che se non viene modificata, può portare al collasso del sistema Terra. Pertanto, dovremmo chiederci non solo quale sia la fonte energetica più ecologica, ma anche se l’attuale produzione energetica sia sostenibile. Insomma, oltre una certa soglia, la produzione energetica è di per sé insostenibile, a prescindere dalla sostenibilità delle fonti primarie.

Sostenibilità: come contribuire alla tutela ambientale

La tutela ambientale è una questione sempre più urgente e complessa, che richiede un impegno condiviso a tutti i livelli. Armaroli ha spiegato chiaramente che gli attori che devono contribuire alla tutela ambientale sono molteplici. Se da un lato è vero che i governi devono assumersi le proprie responsabilità e adottare politiche sostenibili, è altrettanto importante che anche i cittadini siano consapevoli del loro ruolo e delle azioni che possono compiere per contribuire al cambiamento. Ad esempio, una delle sfide maggiori riguarda la riduzione delle emissioni di gas serra, che contribuiscono al cambiamento climatico. Qui entra in gioco il nostro stile di vita: possiamo ridurre il nostro impatto ambientale scegliendo di utilizzare mezzi di trasporto pubblici o biciclette, riducendo lo spreco di energia e acqua nelle nostre case, e limitando il consumo di carne e altri prodotti ad alta intensità di carbonio.[ix] Oltre a questo, è importante che ci confrontiamo con gli altri, scambiando idee e suggerimenti su come migliorare la sostenibilità dei nostri comportamenti. E non dobbiamo dimenticare l’importanza del sostegno alle associazioni ambientaliste e alle manifestazioni a favore della tutela dell’ambiente, che possono contribuire a sensibilizzare l’opinione pubblica e spingere i governi ad adottare politiche più sostenibili.

Comunità energetiche: una sfida epocale, sul piano logistico e su quello burocratico

Sempre più spesso, recentemente si è sentito parlare di comunità energetiche. Esse rappresentano un ottimo esempio di realtà locali per la produzione e la condivisione di energia rinnovabile.[x] Armaroli ha spiegato che allo stato attuale, almeno in Italia, i problemi non sono tanto quelli di natura tecnica (come la gestione dei flussi in entrata e in uscita dalle comunità rispetto al resto della rete), quanto piuttosto quelli di carattere burocratico, perché le leggi per la regolamentazione di tali realtà sono ancora limitate e spesso mancano i decreti attuativi. Tuttavia, anche a seguito della pandemia e della crisi energetica dovuta al conflitto russo-ucraino, è probabile che assisteremo a uno snellimento delle pratiche in modo da velocizzare la nascita di nuove comunità energetiche.

Cosa aspettarci?

Molti altri sono i temi che abbiamo avuto modo di trattare con Armaroli: dall’aumento di metano nell’atmosfera, alla difficoltà delle classi dirigenti di non rifarsi sempre a parametri economici (come il PIL) che non sono buoni indicatori della qualità della vita, finanche al drammatico avvitamento perverso delle realtà accademiche, per cui contano di più, al fine di ricevere più finanziamenti, il numero di articoli pubblicati rispetto alla loro qualità, e il numero di laureati con 110 e lode senza preoccuparsi che si tratti di un voto davvero meritato. Ci sono ancora molti ostacoli e sfide da affrontare, ma la speranza è che, con il giusto spirito di (auto)critica, l’umanità sarà in grado di superare brillantemente quella che si sta configurando a tutti gli effetti come la sfida più grande di tutti i tempi, cioè la transizione culturale. Questa è necessaria per affrontare le tre crisi interconnesse del nostro tempo: ambientale, economica, e sociale.[xi]

Per approfondire, di seguito è elencata una selezione dei preziosi contributi di Nicola Armaroli:

• Energia per l’Astronave Terra – Terza edizione: l’Era delle Rinnovabili, Zanichelli Editore, Bologna, 2017 (coautore con Vincenzo Balzani).
• Emergenza energia – Non abbiamo più tempo, Edizioni Dedalo, Bari, 2020.
• Un mondo in crisi – Gas, nucleare, rinnovabili, clima: è ora di cambiare, Edizioni Dedalo, Bari, 2022.

Simone Potenti

[i] https://it.wikipedia.org/wiki/Biocombustibile

[ii] https://www.focus.it/ambiente/ecologia/eco-carburante-plastica-riciclata

[iii] https://commission.europa.eu/strategy-and-policy/priorities-2019-2024/european-green-deal_it

[iv] https://it.wikipedia.org/wiki/Accumulatore_agli_ioni_di_litio

[v] https://it.wikipedia.org/wiki/Veicolo_a_idrogeno

[vi] https://www.green.it/batterie-al-sodio-nuova-frontiera-lenergia/

[vii] https://astrolabio.amicidellaterra.it/node/2907

[viii] “Tempi storici, tempi biologici” di E. Tiezzi, 1986

[ix] https://youth.europa.eu/get-involved/sustainable-development/how-reduce-my-carbon-footprint_it

[x] https://www.enelgreenpower.com/it/paesi/europa/italia/comunita-energetiche-rinnovabili

[xi] https://www.eea.europa.eu/it/articles/vivere-in-uno-stato-di