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e ampie fluttuazioni registrate dai prezzi dell’energia in tutto il mondo all’inizio del 2022 per effetto del conflitto tra Russia e Ucraina hanno influenzato lo sviluppo delle nuove energie e rallentato la trasformazione energetica a livello internazionale. È di nuovo aumentata la quota di generazione di energia da carbone: in Cina, Europa e Stati Uniti è salita rispettivamente dal 70,4 percento, 19 percento e 12,25 percento del 2020 fino al 70,6 percento, 22 percento e 15,43 percento del 2021. In Cina la domanda di carbone è aumentata principalmente per la crescita della domanda di esportazione e per una generazione di energia pulita inferiore al previsto.

 

 

Seguendo il trend dello sviluppo verde

Dal 2022 ci si attende soprattutto, in Cina come in Europa, la diversificazione della domanda di energia e la sostituzione del carbone. In Cina questo potrà accadere grazie al miglioramento del clima e all’aumento della capacità installata di nuova energia; nel paese la generazione di energia pulita ha registrato un aumento su base annua, dal gennaio al maggio 2022, del 17,5 percento per l’idroelettrico, del 12,9 percento per l’eolico e del 4,5 percento per il solare, con un calo del 3,5 percento nella crescita dell’energia termoelettrica. Ai fini della riduzione emissioni di carbonio a livello internazionale, è necessario che la Cina aumenti gli investimenti in nuove tecnologie e continui a migliorare la trasformazione delle nuove energie.

 

La Cina è consapevole che raggiungere il picco di carbonio e la neutralità carbonica è l’unico modo per seguire il trend dello sviluppo verde e promuovere uno sviluppo socioeconomico sostenibile e di alta qualità. Per raggiungere il picco di carbonio e una neutralità carbonica di alta qualità nei tempi previsti servono esplorazione attiva, azioni e iniziative, ed è necessario accelerare il progresso tecnologico e la trasformazione dello sviluppo. Essendo il più grande paese in via di sviluppo del mondo e uno dei principali emettitori di carbonio, è necessario che la Cina attui diverse strategie per il miglioramento della conservazione dell’energia e dell’efficienza energetica, per la sicurezza energetica, la sostituzione dell’energia con forme non fossili, il riciclaggio delle risorse, la ri-elettrificazione, il sequestro del carbonio, la digitalizzazione e la cooperazione internazionale. Ottimizzazione e upgrading dell’industria, costruzione di un sistema energetico pulito a basse emissioni di carbonio, sicuro ed efficiente, costruzione di un nuovo sistema elettrico basato sulle nuove energie, promozione continua dell’elettrificazione, intensificazione della ricerca sulle tecnologie per la decarbonizzazione, miglioramento dell’elettrificazione del settore dei trasporti, innovazioni decisive nelle tecnologie per gli edifici verdi, formulazione di piani d’azione per la rimozione del carbonio, miglioramento del sistema di carbon trading: sono queste le principali azioni e task force da mettere in campo per raggiungere il picco di carbonio e conseguire la neutralità carbonica.

 

 

Le nuove tecnologie in fieri e in essere

Lo sviluppo di nuove tecnologie sprona la Cina al sorpasso nel contesto della transizione energetica mondiale. Primo, ottimizzazione e upgrading della combustione in caldaia nelle centrali elettriche: un nuovo percorso per la trasformazione verde dell’energia tradizionale. L’energia termoelettrica alimentata a carbone farà da zavorra e stabilizzatore ancora per un certo tempo. Come compiere la trasformazione verde dell’industria alimentata a carbone? L’ottimizzazione della combustione in caldaia nelle centrali elettriche a carbone grazie a innovazioni tecnologiche migliorative dell'efficienza delle caldaie a carbone è una misura efficace ai fini della riduzione del consumo di carbone per la generazione di elettricità. Premessa necessaria all’ottimizzazione della combustione in caldaia è la disponibilità di dati di monitoraggio del campo di temperatura del forno della centrale. La combustione in caldaia è un processo di scambio di calore complesso, con condizioni di combustione molto instabili. Nel 2020 la società cinese ABB ha lanciato Uvisor Pyro, un rilevatore di fiamma che misura anche la temperatura.

Lo sviluppo di nuove tecnologie sprona la Cina al sorpasso nel contesto della transizione energetica mondiale

Uvisor Pyro è utilizzato con successo in quasi 20 unità presso diverse centrali elettriche cinesi. Al contempo, per supportare efficacemente il peak shaving e l’ottimizzazione della combustione nelle unità a carbone, per contribuire a migliorare la sicurezza, stabilità ed efficienza della combustione in caldaia, per promuovere una trasformazione a basse emissioni di carbonio nel settore della generazione energetica e promuovere il conseguimento degli obiettivi di conservazione dell’energia e di riduzione delle emissioni, alcune aziende cinesi hanno sviluppato AbilityTM Optimax, un sistema di gestione dell’energia che va dalle centrali elettriche virtuali alle microgrid, dal riscaldamento, raffrescamento, gestione delle forniture idriche, controllo efficiente e ottimizzazione del dispacciamento fino alla gestione delle emissioni di carbonio.

 

Secondo, dominare le tecnologie chiave dell’idrogeno verde, accelerare l’avanzamento della nuova rivoluzione energetica e adottare un modello di cooperazione internazionale per fornire idrogeno verde ai mercati dei paesi sviluppati. Nel campo delle nuove energie, l’energia a idrogeno, vettore energetico pulito e flessibile, presenta i vantaggi di un’alta efficienza a inquinamento zero, fonti abbondanti e un’ampia gamma di utilizzi, con la prospettiva di scoperte ancor più rivoluzionarie per la trasformazione energetica e possibili soluzioni integrate per l’elettricità e il controllo dell’energia, strumentazione e dispositivi digitali che massimizzino il valore dell’intera catena del valore dell’energia a idrogeno, migliorandone l’efficienza e la produttività. Per esempio, lo sviluppo dell’elettrolisi dell’acqua per produrre idrogeno conduce allo sviluppo di raddrizzatori a basse armoniche e ad alta potenza, con il progresso e l’integrazione tecnologica ad accelerare il diffondersi delle applicazioni dell’energia a idrogeno. Tutto ciò contempla anche la cooperazione internazionale. In Italia, la cinese ABB lavora con l’utility svizzera Axpo alla realizzazione di una centrale elettrica modulare a idrogeno verde per produrre idrogeno verde a prezzi accessibili, creando un modello operativo ottimale. ABB collabora inoltre con la società canadese di conversione dell’energia sostenibile Hydrogen Optimized, esplorando lo sviluppo di sistemi di produzione di idrogeno verde connessi alla rete su vasta scala, per fornire un vettore energetico pulito, sostenibile ed economico.

 

 

Puntare sull’accumulo dell’energia e sulla fusione

Terzo, rafforzare la tecnologia di accumulo dell’energia: questa tecnologia è insostituibile ai fini dell’utilizzo efficiente delle energie rinnovabili e di cherosene e gas puliti. Il vigoroso sviluppo delle smart grid, della generazione elettrica da rinnovabili, della generazione elettrica distribuita e delle microgrid collega alla rete di distribuzione un gran numero di fonti di energia distribuita. Le tecnologie di accumulo dell’energia distribuita sono la via per risolvere i problemi di casualità e carico elevato dei sistemi distribuiti. L’accumulo dell’energia è una tecnologia chiave per lo sviluppo del settore della generazione di elettricità da energia rinnovabile. Tra gli obiettivi della trasformazione dell’industria petrolifera cinese vi è appunto l'accumulo dell’energia: per esempio, combinata con le risorse geotermiche del giacimento petrolifero, la tecnologia di accumulo dell’energia si abbina alla generazione geotermoelettrica per la regolazione dei picchi e delle frequenze della centrale; le aree petrolifere e minerarie utilizzano in modo attivo ed efficace le risorse eoliche e solari e collaborano al meccanismo di accumulo dell’energia per il consumo locale; la tecnologia di accumulo dell’energia è anche un efficace sostituto della tradizionale energia da petrolio e porta risparmi energetici e riduzione delle emissioni. Con lo sviluppo tecnologico, e in particolare con la continua iterazione della tecnologia delle stringhe, la diversificazione della fornitura energetica diventa un fatto visibile, gestibile e controllabile. Il nuovo accumulo dell’energia passerà dall’integrazione delle batterie a un’architettura delle stringhe intelligente, andando a costruire un sistema efficiente e sicuro.

 

 

Quarto, sfruttare la fusione nucleare per sviluppare una nuova generazione di sistemi energetici sostenibili e sicuri. L’energia nucleare offre livelli elevati di densità energetica, stabilità, affidabilità e pulizia, e non inquina: è la migliore alternativa all’energia fossile. Come risaputo, l’energia del sole proviene dalla continua reazione di fusione nucleare che ha luogo nel nucleo della stella madre. La fusione a confinamento magnetico (MCF, Magnetically Confined Fusion) è una reazione di fusione nucleare continua e controllabile come quella del sole che sviluppa energia nucleare da fusione: è infatti significativamente detta anche “sole artificiale”. L’energia nucleare da fusione ha più vantaggi di quella da fissione: la fusione ha una densità energetica maggiore della fissione; la fusione è più pulita e sicura della fissione; il carburante da fusione nucleare è sufficiente e sostenibile. Nella roadmap della Cina per la ricerca e lo sviluppo dell’energia da fusione nucleare, uno step fondamentale è il China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR). L’Institute of Plasma Physics della Chinese Academy of Sciences (CAS) ha costruito e utilizza con successo il tokamak HT-6B e HT-6M, di tipo tradizionale, il tokamak superconduttore HT-7 e il tokamak superconduttore completo EAST; la CAS ha inoltre partecipato come ente principale al programma ITER, arricchendo ulteriormente la propria expertise nella produzione di energia da fusione. In futuro, queste attività di ricerca e sviluppo daranno garanzie scientifiche al nuovo sviluppo energetico della Cina e al suo ingresso nel mercato dell’energia.

 

Quinto, in futuro la tecnologia dell'intelligenza artificiale troverà applicazione in una gamma di servizi energetici ancor più ampia. La Cina utilizza l’intelligenza artificiale (AI, Artificial Intelligence) per la diagnosi graduale dei difetti e guasti delle apparecchiature elettriche. La State Grid of China ha iniziato a utilizzare supporti di dati visivi (immagini, video), auditivi (voce) e di comprensione percettiva (testo), e l’intelligenza artificiale con le sue applicazioni si diffonderà presto in modo pervasivo nel campo dei servizi energetici. Vendita di energia elettrica, gestione operativa e manutenzione, energia distribuita, conservazione dell’energia, riduzione delle emissioni, risposta alla domanda, servizi ai clienti: a tutti questi ambiti l’intelligenza artificiale contribuirà portando una produzione energetica intelligente e sicura, una trasmissione efficiente e alta precisione nella vendita e nella differenziazione, con alto livello di soddisfazione della clientela. L’intelligenza artificiale produrrà e attrarrà talenti innovativi, darà piena espressione ai meccanismi della flessibilità dell’innovazione, sfrutterà appieno i vantaggi degli scenari applicativi delle imprese di servizi energetici e costruirà un sistema informativo urbano aperto e interconnesso basato sulla garanzia della piena sicurezza delle informazioni e dei dati dei clienti, abilitando lo sviluppo intelligente del settore energetico.

 

 

Serve accelerare sulla creazione di standard

In sintesi, l’industria dell’energia pulita e verde cinese vanta la scala di sviluppo e utilizzo maggiore al mondo, e la Cina è il più grande mercato mondiale dell’energia pulita, oltre che il maggior produttore di apparecchiature a energia pulita. Per esempio, le celle per moduli fotovoltaici prodotte in Cina rappresentano oltre il 70 percento del mercato mondiale e sono esportate in quasi 200 tra paesi e regioni diversi. La Cina è prima al mondo con una capacità fotovoltaica di nuova installazione di oltre 40 gigawatt l’anno e una capacità installata cumulativa superiore ai 200 gigawatt. Nonostante sia tra i primi paesi al mondo per produzione e applicazione del fotovoltaico, la Cina è in relativo ritardo nella creazione di standard. Nel contesto dell’intensificarsi della concorrenza strategica tra Cina e Stati Uniti, la Cina deve urgentemente darsi standard fotovoltaici di alta qualità per consolidare la propria posizione dominante nell’industria fotovoltaica mondiale. Nel campo delle nuove energie, la Cina utilizzerà l’innovazione, originale, localizzata e integrata, introdurrà tecnologie innovative e indipendenti di digestione, assorbimento e rinnovamento del­l’innovazione stessa, intensificherà la ricerca, l’elaborazione e la determinazione di standard di livello internazionale, conquistando una posizione di primo piano nella filiera mondiale della nuova energia. La promozione della “Belt and Road Initiative” (BRI) aumenta le aspettative della Cina, che deve concentrarsi sul migliorare l’adattabilità e la diffusione dei propri standard in materia di energia verde nei paesi toccati dalla Nuova Via della Seta.