1. Introduzione, qualità e Life Cycle Thinking
La materia appartiene all’ambito delle scienze merceologiche.
Definizione dell’Istat sulla società e l’energia: “Il sistema di approvvigionamento energetico è un tema fondamentale nella società contemporanea, sotto il profilo sia dell’alimentazione del sistema produttivo e del soddisfacimento di bisogni essenziali della popolazione, sia dell’impatto ambientale. L’analisi della domanda e dell’offerta energetica, congiuntamente a quella dell’apporto delle differenti fonti di produzione di energia, è indispensabile per valutare potenzialità e limiti del sistema energetico”.
“La tecnica cambia anche la nostra percezione della natura per cui, già lo segnalava Heidegger, quando vediamo un fiume pensiamo all’energia elettrica, quando vediamo un bosco pensiamo al legname, quando vediamo un suolo pensiamo al sottosuolo. La nostra familiarità con la tecnica ci ha abituati a considerare la natura come semplice materia prima”.
La storia dell’umanità è permeata dall’utilizzo delle fonti energetiche, dalla necessita di trovare nuove fonti. Cambia la tecnologia cambia la fonte di energia necessaria come è avvenuto per la prima corazzata Queen Elizabeth per la quale si era rinunciato del tutto al carbone per affidarsi alla nafta (derivato del petrolio) in un tempo in cui l’Inghilterra era la prima produttrice di carbone e non erano ancora state scoperte le riserve del Mare del Nord. La stessa cosa avviene quando si passa da un’automobile alimentata a benzina ad una a gasolio o ad una elettrica o ad idrogeno, cambia la tecnologia quindi serve una fonte diversa per ottenere lo stesso risultato (energia cinetica). In base alla fonte utilizzata cambiano i costi ed anche l’impatto ambientale.
L’energia è strettamente correlata con le politiche economiche e con la geopolitica internazionale. Per l’Inghilterra il passaggio dal carbone alla nafta significava dichiarare un interesse primario per il controllo dei luoghi nei quali il petrolio poteva essere estratto con le tecnologie dell’epoca, il Vicino Medio Oriente arabo (es. Persia).
L’esempio più eclatante è quello inerente alla seconda guerra mondiale: “Il paradosso della Germania era, in poche parole, di essere ricchissima di carbone e quindi di poter alimentare una gigantesca industria, anche bellica, in grado di produrre decine di migliaia di veicoli, aerei, navi, carri armati e cannoni, ma di non aver il combustibile liquido per farli camminare. Le automobili, ma anche gli aerei o i carri armati non possono viaggiare a carbone. A meno di non utilizzarlo per estrarre, a costi elevati, un combustibile liquido. Negli anni Trenta l’energia che alimentava l’economia tedesca proveniva al 90% dal carbone e solo per il 10% dal petrolio. Ma il petrolio era essenziale per la mobilità”.
Quando non si ha una risorsa la si deve importare, non c’era nessuno disposto a dare petrolio alla Germania se non inizialmente la Russia quando era sua alleata, oppure bisogna trasformare la risorsa che si ha utilizzando la tecnologia che si possiede, nel caso della Germania trasformare il carbone in idrocarburi liquidi (liquefazione del carbone), ma i calcoli furono sbagliati e la guerra durò più del previsto. Una delle possibili cause dell’invasione russa da parte di Hitler era quella di impossessarsi degli enormi bacini petroliferi del Caucaso, se Hitler fosse riuscito ad impossessarsene probabilmente vivremmo in un mondo diverso. Fu l’oro nero a fermare il terzo reich. Un altro esempio è quello dei carri sovietici abbandonati che venivano prelevati dai tedeschi, ma purtroppo per i tedeschi erano alimentati a diesel.
I temi visti tramite la storia sono temi di enorme attualità: geopolitica, diversificazione dell’approvvigionamento, aspetti tecnologici che mutano continuamente e portano all’utilizzo di risorse energetiche diverse che talvolta quando ne siamo sprovvisti richiede la trasformazione di risorse che già possediamo (carbone in idrocarburi).
Durante la guerra fredda succedave questo: “Il Ponte aereo organizzato dagli americani fu un grande successo: i berlinesi dell'ovest ricevettero milioni di tonnellate di viveri, medicinali e, soprattutto, carbone”.
Non esiste un sistema economico senza energia, è una merce fondamentale.
Un altro tema importante è il risparmio energetico: La green economy […] non si tratta solo di usare energie pulite, ma anche di risparmiare sui consumi energetici, di non sprecare.
L’ambiente, energia, le scelte economiche e politiche di sviluppo sono intrecciati fra di loro.
Mario Draghi, Forum delle Maggiori Economie sull'Energia e il Clima (Mef), 2021, Italia: "Con l'accordo di Parigi ci siamo impegnati a contenere il riscaldamento globale entro 1,5 gradi rispetto ai livelli preindustriali. La maggior parte dei nostri paesi ha rinnovato questo impegno nelle recenti riunioni del G20. Tuttavia, dobbiamo essere onesti nei confronti di noi stessi: stiamo venendo meno a questa promessa. Se continuiamo con le politiche attuali, raggiungeremo quasi 3 gradi di riscaldamento globale entro la fine del secolo" con "conseguenze catastrofiche". Noi come Italia “possiamo diventare una potenza energetica, vento e sole sono il nostro petrolio”. Tema dell’energia rinnovabile e di un futuro che sarà elettrico.
Parlare di energia significa parlare di investimenti, di politiche di sviluppo. È il caso della transizione ecologica adesso in atto che significa sostanzialmente transizione energetica.
Considerando sia il fabbisogno energetico dell’uomo sia l’impatto ambientale che questo causa (effetto serra, inquinamento locale e saccheggio degli ecosistemi) arriviamo ad un tema molto importante che è quello dell’impatto sociale. L’energia determina disuguaglianze socio- economiche e innesca tensioni geopolitiche. Parlare di energia significa parlare di sostenibilità, ambientale, economica e sociale.
La transizione del sistema energetico verso un asset più verde ed equo con un uso razionale dell'energia è urgente anche nel più ampio contesto del piano dell’UE ‘Fit For 55’ e dell'Agenda 2030, il programma di sviluppo sostenibile lanciato dalle Nazioni Unite. A questo proposito, la transizione energetica non è fine a se stessa ma piuttosto un mezzo per raggiungere la prosperità umana: le persone sono al centro di questa transizione. Gli obiettivi sono ambientali, economici e sociali.
Il progresso passa attraverso lo sviluppo energetico, “accendere la luce è la prima conquista contro la povertà”, parlando di consumi procapite è ovvio che un africano consuma mediamente molto meno di un americano.
Da uno studio del 2020: “Il 10% delle famiglie più ricche a livello globale è responsabile del 45% dell'energia legata ai trasporti terrestri e del 75% di quella legata al trasporto aereo. Per il 50% più povero, i dati sono rispettivamente del 10% e del 5%”. C’è una diseguaglianza a livello di consumo e quindi di impatto ambientale nei diversi strati della popolazione.
Parlare di energia significa parlare soprattutto di petrolio, l’oro nero, che governa ancora il mondo, emergono già i principali attori: Arabia Saudita, Iran, Usa, Opec. Il petrolio è stato prezzato sotto zero nell’aprile 2021, questo succede quando il produttore paga qualcuno per acquistare la risorsa perché la domanda è molto bassa invece il petrolio offerto è in eccesso.
Nel 2019 l’Iran aveva attaccato i pozzi petroliferi in Arabia, ma il prezzo del gasolio non aveva subito aumenti invece i prodotti ortofrutticoli si. Energia significa anche considerare tutto il ciclo di vita del prodotto, i combustibili necessari per le macchine per la raccolta ortofrutticola salgono e questo aumento si riflette sui prodotti ortofrutticoli.
Nel 2022 il tema non era il petrolio ma il gas, la dipendenza da parte dell’Europa dalla Russia, fornitore importante di Gas. Bisogna diversificare i fornitori, l’alternativa è cercare altre fonti energetiche → tema della fungibilità delle fonti, oppure ridurre drasticamente i consumi.
Oggi come cittadini, due temi attuali sono il rincaro del prezzo della benzina (derivato petrolifero), un tema squisitamente economico legato alla questione delle accise e legato al tema della concorrenza con altre possibili fonti energetiche per alimentare le nostre automobili, e le materie prime necessarie per la transizione ecologica, cambiamento epocale a livello mondiale ed in particolare europeo, ancora una volta un tema economico e geopolitico (es. fabbriche per le batterie, per il riciclaggio).
La transizione ecologica non sarà semplice, il problema è ancora una volta economico e sociale, legato ai costi. I tempi della transizione ecologica "devono essere ambiziosi, ma compatibili con le capacità di adattamento delle nostre economie. E lo Stato deve essere pronto ad aiutare cittadini e imprese nell’affrontare i costi di questa complessa trasformazione" (Mario Draghi).
Syllabus del manuale:
- Introduzione, qualità e Life Cycle Thinking: energia, sviluppo economico, qualità dei prodotti e valutazione del ciclo di vita.
- Combustibili fossili, CO₂, clima ed efficienza: impatti ambientali, transizione energetica, emissioni ed efficienza nell’uso delle risorse.
- Energia, termodinamica, fonti, risorse e riserve: unità di misura, trasformazioni, rendimenti, potenza, bilanci energetici e classificazione delle fonti.
- Carbone e petrolio, uno sguardo ai dati: produzione, consumi, riserve, distribuzione geografica e andamento dei mercati.
- Il carbone: origine, composizione, qualità, estrazione, trasporto, impieghi, cokizzazione, gassificazione, liquefazione e tecnologie di riduzione dell’impatto ambientale.
- Il petrolio: caratteristiche merceologiche, attività upstream e downstream, riserve, picco, trasporto, prezzi, OPEC, raffinazione e principali prodotti petroliferi.
- Il gas naturale: origine, composizione, qualità, riserve, produzione, trasporto, prezzi e principali impieghi.
- Rinnovabili, biomasse e biocarburanti: politiche energetiche e ambientali, biomasse, biogas, bioetanolo e biodiesel.
- Fotovoltaico ed eolico: tecnologie, funzionamento, prestazioni, costi, impatti e ruolo nella transizione energetica.
- Il sistema elettrico: produzione, rete, mercato, attori, domanda e offerta, dispacciamento, prezzi e integrazione delle fonti rinnovabili.
INTRODUZIONE ALLE SCIENZE MERCEOLOGICHE: ALLA RICERCA DELLA QUALITÀ
I prodotti alimentari sono un modo semplice ed immediato per spiegare certe tematiche, ognuno di noi è esperto di cibo. È un modo per parlare di qualità di prodotto e spiegare la caratterizzazione merceologica dei prodotti energetici che esamineremo.
Indagine condotta in Francia nel 2015 su un campione di giovani adulti tra i venti e i trenta anni, che indaga le preferenze alimentari e quindi le abitudini di acquisto dal punto di vista del marketing. Per avvicinarci al tema della qualità dobbiamo chiederci però perché il consumatore si comporta in questo modo. ALraverso le motivazioni delle scelte di acquisto ci avviciniamo alla definizione del concetto di qualità di prodotto alimentare, al di là del prezzo noi ricerchiamo la qualità, non solo degli alimentari ma anche del barile di petrolio.
Cosa guida le nostre scelte da consumatori (non consideriamo il prezzo, il brand, la cultura)? Quali sono le qualità che ricerchiamo? Le qualità che cerchiamo sono diverse rispetto alla situazione in cui ci troviamo.
La qualità di un prodotto alimentare può essere definita sotto vari aspetti:
- Organilettico, aquistiamo un alimento perché possiede certe qualità organolettiche, ci piace. 2. Nutrizionale, acquistiamo un alimento perché è salubre (non necessariamente sano, ma ad es. non scaduto), per l’apporto calorico perché necessitiamo di mangiare per avere energia. 3. Comodità d’uso, acquistiamo un alimento perché è facile da usare.
Indagine sulla qualità e le scelte alimentari degli italiani, una delle categoria è la “qualità” ma le restanti categorie (apparenza, prezzo, provenienza, gusto, marca del prodotto, informazioni nutrizionali e così via) sono tutte indici di qualità.
La definizione di qualità è legata alle esigenze del consumatore e al progresso delle conoscenze. Uno dei termini che più si associa al concetto di qualità è la genuinità, un alimento genuino puro viene considerato di qualità, come anche la tipicità, un alimento tipico della nostra zona di provenienza è considerato di qualità, anche se questo non dovrebbe essere sempre vero essendo gli alimenti frutto di un’annata che può essere più o meno buona. Allora cos’è la qualità di un prodotto alimentare?
Definizione presente nella norma ISO 8402 del 1986 che parla della qualità come “Insieme delle proprietà e delle caratteristiche che conferiscono al prodotto la capacità di soddisfare esigenze espresse o implicite”.
Si parla di caratteristiche strutturali e di proprietà funzionali, su questa distinzione si basa il concetto di qualità intrinseca di prodotto. Il consumatore guarda soprattutto alle proprietà funzionali del prodtto, la funzione che svolge il prodotto o l’alimento (o il barile di petrolio). Il produttore è particolarmente interessato alle caratteristiche strutturali. Ad esempio, il consumatore potrebbe ricercare la leggerezza di un pc che è dovuta ai materiali utilizzati dal produttore.
Le caratteristiche strutturali si riferiscono all’oggetto in sé (qualità intrinseca): forma, dimensione, massa, volume, microstruttura, meccaniche, chimiche, microbiologiche, genetiche, della confezione.
Le proprietà funzionali si riferiscono alla relazione fra oggetto e soggetto, sono l’interfaccia tra il prodotto e il consumatore. Guardano all’efficacia della prestazione: sicurezza, igiene, proprietà nutrizionali, proprietà sensoriali; e all’efficienza della prestazione: rese, lavorabilità, flessibilità d’uso, comodità d’uso, conservabilità.
Soddisfiamo i nostri bisogni tramite le proprietà funzionali che variano a seconda delle caratteristiche strutturali sui cui può intervenire il produttore, se il consumatore chiede proprietà diverse il produttore modifica le caratteristiche.
Le nostre decisioni di acquisto non sono influenzate solo dalla qualità intrinseca ma anche dalla qualità del contesto, definita qualità intangibile. La qualità del contesto è riconducibile all’etica, all’ambiente, all’orgine.
L’ambiente inteso ad esempio come provenienza del prodotto è indice di qualità, ad esempio a km zero, è legato al concetto di sicurezza alimentare (es. i capi di bestiamo in Irlanda non sono stati più acquistati per un periodo perché colpiti dalla malattia della mucca pazza). Il km significa riduzione delle immissioni di CO₂.
La qualità intangibile riguarda anche i beni energetici, se pensiamo alla qualità ambientale ed in particoalre a quanto il cambiamento climatico modifichi le nostre scelte energetiche. Ad esempio, potremmo preferire una benzina può essere più “pulita”, il gasolio verde, perché per noi l’ambiente ha un valore. Se siamo a conoscenza che durante la produzione di quel prodotto, ad esempio la lavatrice, l’ambiente è stato inquinato potremmo decidere di non acquistare quel prodotto.
Talvolta l’ambiente inteso come inquinamento modifica la qualità intrinseca del prodotto. Ad esempio se le cozze allevate in un mare inquinato saranno contaminate, la qualità intrinseca del mollusco è stata modificata perché cambiano le sue caratteristiche strutturali.
Origine inteso come tradizione e cultura (es. i triestini convinti che le loro acciughe sono le migliori al mondo).
Etica inteso ad esempio come la religione che si professa, i valori in cui si crede. Ad esempio nel caso dei bambini pakistani che cuciono i palloni da calcio, se per noi il bambino dell’infanzia rappresenta un valore non acquisteremo più questo prodotto. Un altro esempio riguarda i prodotti cosmetici testati sugli animali, per questioni legati all’etica una persona potrebbe non voler acquistare quel prodotto. Etica, religione e mercati sono strettamente legati fra di loro, basta pensare alla vendita di carne macellata solo in un determinato modo secondo la religione islamica. Ancora una volta questo non significa che dal punto di vista organolettico e nutrizionale il prodotto sia migliore di altri, si tratta di qualità intangibile.
Le nostre scelte sono guidate dalla nostra storia, questo non vale solo per il settore alimentare, ad esempio nel settore automobilistico gli italiani sono convinti che le macchina tedesche siano le migliori, ma ciò non significa che queste siano migliori di quelle delle Toyota. La maggior parte delle nostre scelte sono imputabili a questa qualità e non a quella intrinseca.
Talvolta per accertarsi delle qualità intangibili si ricerca la certificazione rilasciata da un ente terzo che certifica che quel prodotto possiede determinate caratteristiche.
Il Grafico di Kano spiega bene il comportamento del consumatore, parlare di qualità significa parlare di ciò che vuole il consumatore. Al momento dell’acquisto di un prodotto noi siamo soddisfatti nel momento in cui le nostre aspettative sono soddisfatte, quando la qualità percepita del prodotto è uguale o superiore alla qualità da noi attesa. Kano categorizza gli attributi in tre dimensioni: basici, di performance, di piacere. Gli attributi basici sono quelli che chiediamo di base in un prodotto, ad esempio il cellulare tempo fa doveva soddisfare il requisito di telefonare, adesso chiediamo che basicamente possa fotografare, cercare su internet e così via. Il concetto di qualità e di attributi basici è estremamente dinamico. La performance cresce linearmente, desideriamo che sia sempre più elevata. In termini di mercato questo significa che gli attributi basici servono per avere accesso sul mercato, gli attributi di piacere servono per battere la concorrenza e primeggiare. La soddisfazione per gli atributi grafici cresce con rendimenti marginali decrescenti, ad esempio, dopo tre volte che regaliamo un mazzo di fiori alla quarta viene considerato un attributo basico.
INTRODUZIONE AL LIFE CYCLE THINKING (LCA)
L’approccio del ciclo di vita è il punto di vista fondamentale per parlare di energia e all’ambiente.
Ad esempio, c’è un grande dibattito su quanto inquina l’auto elettrica, se meno o più delle altre. La risposta è che dpende da dove proviene l’energia, dal suo ciclo di vita. Questo vale anche per un prodotto alimentare, per valutare l’impatto ambientale di una mela dovremmo guardare alla strada che ha fatto per arrivare sugli scaffali del supermercato, due mele diverse hanno impatti diversi oltre che il costo e qualità nutrizionali diverse. L’impatto ambientale non è legato solamente all’ultima fase del ciclo di vita, ciò che in inglese viene definito drainpipe, tubo di scarico, ma a tutto il percorso del prodotto.
“[…] Sono le cose materiali, gli oggetti, le merci, le uniche cose che contano. Minerali, pietre, prodotti agricoli, fibre tesili, prodotti agricoli e forestali, eccetera, sono beni materiali forniti dalla natura, i quali vengono trasformati — mediante il lavoro umano — in oggetti, macchine, indumenti, cibo: nelle merci che acquistiamo nei negozi, che usiamo ogni giorno. […]Quando abbiamo mangiato il pane, o bruciato la benzina in un motore, o letto un giornale, gli oggetti usati, e i loro prodotti di trasformazione — con il loro carico di materia, di atomi e di molecole — continuano a esistere, anche se vengono gettati via, “rifiutati”. […]solo una parte dei materiali iniziali si ritrova nei prodotti finali; il resto viene gettato nell’ambiente come scorie o rifiuti.” (Giorgio Nebbia).
Grafico sulla produzione di energia elettrica (una parte dell’energia prodotta) in % in Spagna penisulare a sinistra e in Italia destra nel 2016.
Sul grafico dell’Italia manca l’energia nucleare, l’energia termica è aumentata. L’offerta energetica è diversa rispetto al paese. Confrontando statistiche diverse troveremo voci aggregate diverse. Da questi dati vediamo che il rinnovabile è presente.
Grafico sulla domanda di energia elettrica nel 2021 in Spagna penisulare, dati provvisori perché quelli consolidati sono lenti ad arrivare. In questo grafico troviamo anche in modo specifico la fonte primaria che prima era invece inclusa all’interno della voce.
Parlare di energia e parlare di energia elettrica sono due cose diverse.
Grafico sui consumi energetici mondali del 2022. Le percentuali sono molto diverse rispetto alle precedenti: il petrolio è del 31,6%, il gas è del 25,8%, il carbone del 26,7%. Questo accade perché non stiamo più parlando di energia elettrica dove le rinnovabili hanno ormai un certo peso, più o meno importante rispetto al paese. Oltre l’80% del nostro sistema economico e della nostra società dipende ancora dai combustibili fossili, non rinnovabili, ad esaurimento, con tutto ciò che comporta a livello economico ed ambientale, perché abbiamo a che fare con una risorsa finita che emette CO₂ una volta bruciata.
Grafico sui consumi energetici mondali del 2021. Dal 2021 al 2022 (grafico sopra) la situazione non è molto cambiata. Le rinnovabili sono passate dal 6,7% al 7,5%, ma la parte dei combustibili fossili ha perso pochi punti percentuali.
Grafico sui consumi energetici mondali del 2019.
Guardano a questi grafici vediamo che l’idroelettrico non viene compreso tra le fonti rinnovabili, fa storia a sé perché è una “vecchia” fonte energetica rinnovabile, importantissima nel nostro paese. Rispetto alle altre rinnovabili, considerate “nuove”, il suo spicchio è significativo in termini percentuali. All’interno delle “nuove” rinnovabili troviamo sicuramente solare- fotovoltaico.
Il nucleare appartiene alle fonti non rinnovabili, sostanzialmente la differenza con i combustibili fossili è che non è combustibile.
Grafico sull’energia da fonti rinnovabili nel 2017 in Italia per settore di utilizzo del GSE (Gestore del sistema elettrico): elettrico, termico, trasporti.
Classica distinzione dell’economia per guardare al rapporto energetico di ogni settore. Le FER sono le fonti energetiche rinnovabili e NO FER le non rinnovabili. Nel 2017 il 34% del settore elettrico era rinnovabile, adesso dovrebbero essere all’incirca il 40%. Il 20% del settore termico era rinnovabile mentre il settore dei trasporti sono il 6,5%. Questo grafico esprime il ritardo che c’è rispetto al 2030 (transizione energetica) di diversi settori. Elettricità significa energia rinnovabile, che serve soprattutto ad essere trasformata in questo vettore energetico che ha la forma di energia elettrica. In Italia siamo particolarmente indietro nel settore dei trasporti dove ancora il settore dominante è quello del petrolio e di tutti i suoi derivati (gasolio, benzina, gpl che in parte è un derivato petrolifero e in parte è ottenibile con dal gas naturale).
Esistono diverse unità di misura dell’energia. Il Mtep (mega tonnellate equivalenti di petrolio) è parte del linguaggio comune ma non è l’unità di misura standard riconosciuta universalmente, nonostante questo è molto diffuso e questo indica quanto il ruolo esercitato dal petrolio sia estremamente significativo nel mercato mondiale. Il nosto mondo si basa ancora fondamentalmente sul petrolio, dai dati precedenti sappiamo che oltre il 30% del paniere energetico mondiale è costituito dal petrolio, oltre 1/3 della nostra economia è fortemente dipendente dal petrolio.