509674624

Un mix di rinnovabili per la manifattura

Nuove fonti di energia per la decarbonizzazione di uno dei settori industriali più importanti dell’economia moderna.

di Nicholas Newman
08 ottobre 2020
10 min di lettura
diNicholas Newman
08 ottobre 2020
10 min di lettura

Un numero sempre crescente di grandi aziende manifatturiere nel mondo, in particolare quelle impegnate nella produzione di ferro, acciaio, alluminio e automobili, sono alla ricerca di fonti di energia più pulite rispetto ai tradizionali combustibili fossili. Secondo il Centre for Climate and Energy Solutions, l’industria manifatturiera è responsabile del 12% del totale delle emissioni di gas serra a livello globale. La tendenza a rimpiazzare l’uso dei combustibili fossili con le energie rinnovabili è in parte una risposta all’invito a rafforzare l'impegno mondiale alla decarbonizzazione stabilito dall'accordo di Parigi. Incentivato dagli obiettivi nazionali, il ricorso a energia rinnovabile e più pulita ha portato a una riduzione dei costi e, al contempo, a una maggiore disponibilità e affidabilità delle forniture di energia sostenibile.

Inoltre, stando a quanto riportato in un recente rapporto dell'Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA), il costo della generazione di energia rinnovabile su scala di rete è stato oggetto di un significativo ribasso. L’IRENA stima che, alla fine del 2019, la capacità di produzione globale di energia rinnovabile ammontava a 2.537 GW, mentre la quota di rinnovabili nel quadro globale della generazione di energia elettrica era pari al 28%. L’IRENA prevede inoltre che, già nel 2030, le energie rinnovabili potrebbero fornire tra il 27% e il 32% del consumo totale di energia dell'industria manifatturiera mondiale. Optare per una fonte di energia piuttosto che per un’altra può rappresentare una scelta impegnativa che richiede molta ricerca a monte, nonché la consulenza di esperti. Oggigiorno, i produttori possono scegliere tra diverse fonti energetiche alternative, tra cui l’idrogeno verde, l’energia eolica e solare, l’energia da biomassa, geotermica o ibrida.

Idrogeno a basse emissioni

Una soluzione energetica a basse emissioni di carbonio potenzialmente promettente è rappresentata dall'idrogeno verde. Realizzata separando l'acqua dall'ossigeno in impianti elettrolizzatori su larga scala, la produzione di idrogeno da energia a basse emissioni di carbonio è attualmente una procedura costosa. L'Agenzia internazionale per l'energia stima che il costo della produzione di idrogeno attraverso l’utilizzo di energia elettrica rinnovabile potrebbe diminuire del 30% entro il 2030. Se prodotto in massa, i costi di fornitura dell’idrogeno verde potrebbero diminuire fino al 70%, trovando così nell’industria manifatturiera intensiva un mercato pronto a farne uso.

Attualmente si iniziano a muovere i primi passi verso una maggiore produzione di idrogeno su scala più ampia alimentata da fonti rinnovabili. Già in Svezia, il gruppo siderurgico SSAB, il gruppo minerario LKAB e il gruppo energetico Vattenfall hanno unito i propri sforzi nella produzione di acciaio a zero emissioni di carbonio utilizzando idrogeno verde al posto del carbone. In Germania, l'acciaieria ThyssenKrupp Duisburg si sta convertendo all'idrogeno verde prodotto in un vicino elettrolizzatore da 100 MW e alimentato dai parchi eolici e solari locali della RWE.

Nel 2022, questo elettrolizzatore su larga scala potrebbe produrre 1,7 tonnellate di idrogeno all'ora, sufficienti a soddisfare circa il 70% del fabbisogno di gas dell'altoforno. In un rapporto di Grand View Research si stima che nel 2019 il valore del mercato globale dell'idrogeno fosse pari a 117,49 miliardi di dollari, e si prevede che sarà interessato da un tasso annuo di crescita composto del 4,32% tra il 2020 e il 2027.

Nuovi progetti per lo sviluppo dell’eolico

Accolta da un mercato di consumatori favorevole, l’energia eolica si è rivelata la fonte di energia elettrica rinnovabile in più rapida crescita. La compagnia petrolifera norvegese Equinor ha in programma di utilizzare turbine eoliche galleggianti per alimentare le sue piattaforme petrolifere e di gas di Snorre e Gullfaks, nel Mare del Nord. Sulla terraferma, in Germania, troviamo il progetto da 7,4 milioni di euro denominato Westküste 100. Situata nello Schleswig-Holstein, vicino al confine danese, rappresenta l'unica fabbrica di idrogeno integrata e commercialmente funzionante alimentata da energia eolica offshore.

L’impianto vanta già una capacità di 30 GW, e si prevede che raggiungerà i 700 GW al suo completamento, nonché una potenziale gamma di utilizzatori nel ramo manifatturiero, tra cui aziende nel settore delle tecnologie, industrie chimiche e costruttori navali. Altrove in Europa, il centro logistico per veicoli Toyota a Zeebrugge utilizza l'energia eolica generata da due turbine installate sul sito stesso. Inoltre, a partire dal 2021, l'impianto Mercedes-Benz in Bassa Sassonia, dove si produce l'auto elettrica EQC, sarà alimentato dall’energia eolica generata da sei progetti cittadini gestiti da Statkraft, per un totale di 74 GW all'anno. In America, General Motorsprevede di acquistare 200 MW di energia elettrica di origine eolica, fornita attraverso la rete, per alimentare i propri impianti di produzione in Indiana e Ohio.

Il Sole al volante

Un numero crescente di fabbriche e magazzini ha installato pannelli solari fotovoltaici per ridurre i propri costi energetici e diminuire al contempo le emissioni di carbonio. Col suo ingente fabbisogno energetico, il settore della produzione automobilistica è stato uno degli apripista nell’uso del solare fotovoltaico. Nissan è passata a un nuovo parco solare da 4,75 MW, situato presso il proprio sito produttivo di Sunderland e costituito da 19.000 pannelli fotovoltaici e 10 turbine eoliche.

Negli Stati Uniti, Ford sta collaborando con Detroit Edison per installare un impianto solare fotovoltaico da 500 kilowatt nel proprio impianto di assemblaggio in Michigan. Il sistema sarà integrato con un impianto di stoccaggio di energia da 750kW in grado di immagazzinare almeno due milioni di wattora di energia per mezzo di batterie. A Oxford, lo stabilimento Mini di BMW dispone di uno dei più grandi impianti di energia solare della Gran Bretagna: oltre 11.000 pannelli solari ricoprono un'area delle dimensioni di cinque campi da calcio, fornendo oltre tre megawatt di energia rinnovabile.

Il ruolo delle biomasse

Si definisce biomassa l’insieme di materiali organici, che include tra gli altri, i rifiuti agricoli e alimentari e le colture dedicate ai fini energetici, che, una volta immessi in digestori anaerobici, sono convertiti in biogas. Tali biogas possono prestarsi poi come combustibili per generare calore o energia elettrica. Stando alle stime contenute in un rapporto di Inkwood Research, il mercato mondiale delle caldaie industriali a biomassa potrebbe ampliarsi a un tasso annuo di crescita composto (CAGR) dell'11,04% tra il 2019-2027, raggiungendo i 21.240 milioni di dollari entro il 2027. Ne è un esempio l'impianto di cogenerazione a biomassa di Markinch, in Scozia, che fornisce energia al produttore di carta TullisRussell —uno sviluppo che dovrebbe ridurne le emissioni di carbonio di oltre il 70%.

Dal sottosuolo convenienza e benefici

Secondo una recente ricerca di mercato di Zion Market Research, il mercato globale dell'energia geotermica, il cui valore era stato stimato a circa 4 miliardi di dollari nel 2018, è destinato ad aumentare di oltre il doppio, raggiungendo circa 9 miliardi di dollari entro il 2025. Un paese particolarmente rinomato per il suo utilizzo dell'energia geotermica è l’Islanda. Qui, infatti, il calore proveniente dal sottosuolo terrestre viene estratto per generare energia elettrica e calore, distribuiti poi attraverso condotte e una rete elettrica e usati per alimentare una serie di processi industriali, tra cui la lavorazione della diatomite e delle alghe marine, stando a quanto riportato dall'Agenzia nazionale islandese per l'energia Orkustofnun. Le risorse di energia geotermica a basso costo dell'Islanda, unite al suo clima fresco, hanno reso quest'isola dell'Atlantico del Nord una destinazione popolare per la localizzazione dei centri dati utilizzati nell’estrazione di criptovalute (cryptomining). Tale attività richiede di fatto un’ingente potenza di calcolo (22 terawattora di energia all'anno), il che rende l’energia a basso costo un fattore molto attraente per quest'industria.

Un cocktail di rinnovabili

L'energia ibrida, una combinazione di varie tecnologie che includono l'energia eolica, quella solare e lo stoccaggio dell'energia per produrre energia elettrica e calore per l'industria, sta attirando l'interesse di molti produttori. Appartenente a Gold Fields, la miniera d’oro di Agnew, nel deserto dell'Australia occidentale, è alimentata da un parco eolico da 18 MW, ora integrato nella micro-rete. Tale parco è composto da un generatore fotovoltaico da 4 MW, una batteria da 13 MW/4 MW-ora e una centrale a gas/diesel da 21 MW. In condizioni climatiche favorevoli, questa combinazione può attualmente soddisfare fino al 70% del fabbisogno energetico della miniera di Agnew.

Il dado è tratto

La riduzione o l'eliminazione dei combustibili fossili dalla produzione di energia per i produttori potrebbe ridurre sostanzialmente le emissioni dell'industria manifatturiera nel suo complesso. Gli incentivi nazionali e locali che contribuiscono al ribasso dei costi delle energie rinnovabili, uniti all'aumento degli investimenti in nuovi impianti di produzione, stanno incoraggiando i produttori a rafforzare il proprio impegno per la decarbonizzazione delle proprie attività.