In un mondo che si riscalda, la transizione dai combustibili fossili a energia rinnovabile si sta riscaldando. 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. Lo prevede l'agenzia che entro il 2025 le energie rinnovabili supereranno il carbone e diventeranno 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 vanterà 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 interessati cambiamento climatico causato da le emissioni di gas a effetto serra.

Politiche che guidano lo sviluppo

Alla Conferenza sui cambiamenti climatici (COP2023) delle Nazioni Unite del 28, i governi hanno fissato l’obiettivo di triplicare la capacità globale di energia rinnovabile entro il 2030. Ciò contribuirà idealmente a far avanzare decarbonizzazione, mitigare il cambiamento climatico e raggiungere risultati net zero emissioni, secondo l'AIE.

To develop renewable energy technology, governments are turning to various public policy measures. The European Union’s Green Deal Industrial Plan, India’s Production Linked Incentives (PLI) and the Inflation Reduction Act (IRA) in the US are all policies designed to further stimulate the integration of sustainable energy. Supportive economic policies in China have accelerated onshore wind and energia solare fotovoltaica projects there, helping the country surpass national 2030 targets years ahead of schedule. (This is crucial to the goal of tripling worldwide renewables as China accounts for almost 60% of all new global renewable energy capacity dovrebbe essere online entro il 2028.) Inoltre, l'evoluzione della normativa societaria ambientale, sociale e di governance (ESG) Le iniziative in tutto il mondo stanno 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 da 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 –rappresentava 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 sui prezzi del mercato energetico 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. (Il paese era sede di Il 95% dei nuovi impianti di produzione di tecnologia solare nel 2022.) E i progressi nella tecnologia solare fotovoltaica stanno producendo pannelli solari più leggeri, meno costosi e più efficienti che continuerà 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 soddisfare 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 guidare 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 progetti offshore cancellati 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 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 oltre 300 GW entro il 2050. Nel frattempo, negli Stati Uniti, il governo sta investendo nello sviluppo di parchi eolici galleggianti. È prevista la realizzazione di parchi eolici galleggianti con una capacità di 15 GW previsto entro il 2035.

Affinché l'energia eolica possa raggiungere gli obiettivi NZE dell'IEA, sarebbe necessaria una crescita media annua raggiungere o superare il 17% annuo fino al 2030.

L'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 si aggiungeranno nuove centrali idroelettriche diminuzione 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 offrire politiche a sostegno dello sviluppo di nuova energia idroelettrica e della ristrutturazione degli impianti esistenti rispetto a oltre 100 paesi con politiche a sostegno dell’energia eolica e solare fotovoltaica.

Per soddisfare lo scenario NZE, l’energia idroelettrica dovrebbe crescere a un tasso annuo di almeno il 4%.

Biofuel

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, come previsto 40% di crescita 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 di compensare l’equivalente petrolio di quattro milioni di barili entro il 2028. Nonostante questi traguardi, il Lo prevede l’AIE che l’espansione dei biocarburanti sarà ancora inferiore agli obiettivi NZE del 2030.

Biogas: sebbene la crescita dell’industria del biogas sia iniziata negli anni ’1990, 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 Il 20% solo dalla 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, i progetti dell’AIE 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. Previsioni sulle rinnovabili sta rapidamente diventando uno strumento importante nella transizione energetica. Ad esempio, soluzioni come IBM Renewables Forecasting Platform all'interno di Suite di intelligence ambientale IBM può fornire previsioni eoliche e solari giornaliere 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 propria gestione patrimoniale con il Suite applicativa IBM Maximo®. L'obiettivo è digitalizzare l’infrastruttura energetica dello Stato e trasformarlo in un sistema pulito, affidabile, resiliente e conveniente nel prossimo decennio.

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