Energia
Gli sforzi per l’energia pulita del maggiore emettitore di CO2 al mondo
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Dal più grande inquinatore alla politica verde
L’espansione economica e industriale cinese ha avuto un costo ambientale elevato, anche per la forte dipendenza dalle centrali a carbone. I combustibili fossili hanno sostenuto la produzione di cemento, acciaio, alluminio, navi e numerosi altri beni.
Secondo l’analisi citata, il valore della produzione manifatturiera lorda cinese supera quello dei nove maggiori produttori successivi messi insieme. La produzione lorda è una misura diversa dal valore aggiunto manifatturiero.
Fonte: CEPR
L’inquinamento atmosferico ne è stato uno degli effetti più visibili. Pechino ha attraversato periodi di smog intenso, con conseguenze importanti per la salute respiratoria.
Nel marzo 2014 il governo dichiarò una «guerra all’inquinamento», portando il problema al centro delle priorità politiche:
«Dobbiamo essere risoluti nella guerra all’inquinamento quanto nella guerra alla povertà». Nel 2018 seguì un piano triennale per la difesa del cielo blu, che estese gli obiettivi di qualità dell’aria ad altre città.
Li Keqiang – allora primo ministro cinese all’Assemblea nazionale del popolo
Anche l’inquinamento delle acque e del suolo è stato un problema rilevante. Le percentuali riportate nei diversi studi dipendono da anno, area, criteri e metodo di campionamento; non descrivono una condizione immutabile di tutto il territorio.
Proseguire i primi progressi
Nonostante il persistente ricorso al carbone, la qualità dell’aria è migliorata in molte città grazie al controllo delle emissioni e a cambiamenti nel sistema energetico. Questo non significa che l’inquinamento sia stato eliminato.
Fonte: Dialogue Earth
Tra i fattori rilevanti vi sono fonti energetiche meno inquinanti, veicoli elettrici e misure sulle emissioni industriali, insieme alle politiche locali.
La Cina ha inoltre ampliato la produzione e l’installazione di tecnologie per l’energia pulita. Tra gli sviluppi più citati figurano:
- Nel 2022 la capacità solare installata in Cina si avvicinò a quella aggiunta nel resto del mondo complessivamente; le nuove installazioni annuali aumentarono ancora molto nel 2023.
- Nel 2023 crebbero anche le nuove installazioni eoliche e di accumulo energetico. Percentuali di crescita e capacità complessiva sono misure diverse.
- La Cina ha una forte presenza nella filiera fotovoltaica, con stime di circa l’80% della produzione mondiale di pannelli e il 93% della capacità produttiva di polisilicio nel periodo citato.
- In alcuni mesi del 2024 oltre metà delle auto nuove vendute in Cina apparteneva alla categoria NEV, che comprende auto elettriche a batteria e ibride ricaricabili, non tutte le ibride.
- Il Paese concentra inoltre circa il 77% della capacità produttiva mondiale di batterie secondo la stima citata.
- Una quota rilevante della raffinazione del litio avviene in Cina. La percentuale dipende dall’anno e dalla fase della filiera considerata; raffinazione ed estrazione non sono equivalenti.
- La Cina è anche un grande mercato per le obbligazioni verdi, con emissioni indicate in circa 131 miliardi di dollari nel 2023.
Fonte: Yale
Le iniziative successive mostrano ambizioni ancora più ampie. Tuttavia, la crescita della domanda significa che l’espansione delle rinnovabili può coesistere con un elevato consumo di carbone: capacità pulita aggiuntiva e riduzione assoluta delle emissioni non sono la stessa cosa.
Fonte: Visual
Fotovoltaico offshore in mare aperto
La crescita della domanda sulle coste orientali rende interessante produrre energia anche vicino ai centri di consumo.
Affidarsi soltanto all’elettricità solare dei deserti settentrionali e occidentali richiederebbe grandi infrastrutture di trasmissione e altre misure di gestione della rete.
Sulla costa il terreno è richiesto anche dall’agricoltura e dalle città. L’installazione in mare offre un’alternativa, ma comporta vincoli ambientali, navigazione, corrosione e manutenzione.
Al largo di Dongying, nello Shandong, è stato sviluppato un progetto fotovoltaico offshore da 1 GW. Le stime di produzione annuale non equivalgono a una fornitura continua per milioni di abitazioni: il numero di utenti servibili dipende dal consumo ipotizzato e dall’integrazione nella rete.
Fonte: Examine China
Il progetto si trova a circa 8 km dalla costa e copre approssimativamente 1.223 ettari. La posizione non elimina i rischi meteorologici o marini, che devono essere considerati nella progettazione.
Le piattaforme utilizzano grandi strutture offshore in acciaio. Le dimensioni riportate per ciascuna piattaforma sono circa 60 metri per 35.
Fonte: Electrek
Il progetto prevede anche l’integrazione con l’allevamento ittico, una forma di uso combinato dello spazio per acquacoltura e fotovoltaico. La compatibilità ambientale e operativa deve essere verificata per il sito.
Grandi turbine eoliche
Anche l’eolico offshore cresce. Una turbina cinese ha registrato una produzione giornaliera particolarmente elevata.
Il risultato riportato riguarda una Goldwind GWH252 da 16 MW installata al largo del Fujian.
Fonte: Euronews
Il rotore ha un diametro di 252 metri. La produzione riportata di 384,1 MWh in 24 ore durante forti venti è una quantità di energia, non una potenza. Le pale devono comunque funzionare entro i limiti di progetto: non è documentato che le loro estremità raggiungano due terzi della velocità del suono.
Il controllo dell’angolo delle pale consente di adattare la turbina ai cambiamenti del vento. Questo non significa che possa operare in qualsiasi uragano o senza limiti di sicurezza.
Goldwind ha descritto il monitoraggio del controllo, del sistema di orientamento delle pale e dei generatori per adeguare gradualmente i limiti operativi mantenendo la sicurezza.
Nel 2022 la Cina e l’Europa rappresentavano rispettivamente circa il 49% e il 47% della capacità eolica offshore mondiale citata di 64,3 GW. Si tratta di quote dell’offshore, non di tutto l’eolico.
L’espansione del nucleare cinese
La Cina affianca a solare ed eolico fonti programmabili, reti, accumuli e altre misure di flessibilità. Il nucleare può contribuire a una produzione a basse emissioni meno dipendente dal tempo meteorologico.
Le centrali nucleari occupano relativamente poco terreno, ma non possono essere costruite ovunque: servono valutazioni di sicurezza, raffreddamento, rete e pianificazione del sito.
La Cina ha un ampio programma di costruzione nucleare. Le previsioni parlano di fino a cento nuovi reattori nell’arco di un decennio, ma sono prospettive, non risultati garantiti. L’autorizzazione di undici unità nel 2024 non coincide con il loro immediato avvio commerciale.
La Cina ha avviato nel 2023 l’esercizio commerciale dell’HTR-PM, presentato come un reattore dimostrativo di quarta generazione, presso il sito di Shidao Bay nello Shandong.
Si tratta di un reattore modulare ad alta temperatura raffreddato a gas, o HTGR, con combustibile a sfere. Le particelle di combustibile sono racchiuse in più strati protettivi e inserite in sfere di grafite. Non va confuso con un VHTR già operativo a 1.000 °C.
Il combustibile a sfere permette il ricambio durante il funzionamento. I rivestimenti contribuiscono al contenimento dei prodotti di fissione, ma non giustificano un’affermazione di rischio nullo di rilascio radioattivo.
Fonte: CGTN
La temperatura di uscita dell’elio dell’HTR-PM è circa 750 °C. La sua progettazione include caratteristiche di sicurezza passiva; ciò non significa che ogni rischio sia eliminato o che tutti i reattori di generazione precedente siano necessariamente meno sicuri in ogni situazione.
La Cina studia inoltre reattori a sali fusi e cicli del combustibile con torio, come descritto nell’articolo su un reattore sperimentale concepito per limitare il fabbisogno d’acqua nelle regioni aride. Il torio deve essere convertito in materiale fissile, come l’uranio-233, e richiede un avvio con materiale fissile. Questi cicli non sono privi di rischi di proliferazione e necessitano di salvaguardie.
Sono stati presentati anche concetti di navi portacontainer a propulsione nucleare con reattori basati sul torio, come proposto da China State Shipbuilding Corporation (CSSC). Si tratta di progetti, non della dimostrazione di navi commerciali già operative.
Energia solare dallo spazio
La Cina ha ampliato anche il proprio programma spaziale e le capacità di lancio, esplorazione e costruzione orbitale. Nel confronto internazionale, compete in diversi ambiti con NASA e imprese come SpaceX (SPCX ).
Il programma comprende un’iniziativa per una stazione di ricerca lunare in collaborazione con la Russia. Le diverse fasi richiedono missioni e capacità tecniche ancora in sviluppo.
- Le fasi iniziali riguardano misurazioni scientifiche e studio delle risorse locali.
- Le fasi successive prevedono infrastrutture di supporto e possibilità di missioni con equipaggio. Le sequenze descritte non equivalgono a risultati già realizzati.
- Gli scenari di espansione fino a circa il 2045 sono obiettivi a lungo termine, soggetti a cambiamenti tecnici, finanziari e politici.
L’uso di risorse locali è parte dei concetti per una base lunare. A questa prospettiva viene collegata l’idea di costruire strutture spaziali molto grandi.
China Academy of Space Technology ha discusso un esperimento di trasmissione elettrica ad alta tensione e senza fili in orbita bassa intorno al 2028. La data è un obiettivo di ricerca.
Fonte: Space News
Un impianto solare spaziale raccoglierebbe energia in orbita e la trasmetterebbe, per esempio tramite microonde, a ricevitori sulla Terra. L’illuminazione dipende dall’orbita: non tutto lo spazio riceve luce solare 24 ore su 24. Efficienza, costi, sicurezza del fascio e infrastrutture di ricezione sono questioni ancora aperte.
Fonte: ESA – European Space Agency
(Abbiamo spiegato in modo più approfondito come funziona l’energia solare basata nello spazio in un articolo dedicato.)
Il piano citato prevede un primo dimostratore con pannelli da circa 10 kW, un ordine di grandezza paragonabile a un impianto su un tetto.
Una fase successiva propone un sistema da circa 1 MW e tecnologie di trasmissione più potenti. L’assemblaggio in orbita e l’eventuale supporto della stazione spaziale Tiangong restano capacità da sviluppare per impianti di questa scala.
Le fasi ulteriori indicano circa 10 MW nel 2035 e 2 GW nel 2050, con grandi antenne trasmittenti. Queste sono scale e date proposte, non scadenze certe di centrali commerciali.
Gli aspetti tecnici del controllo del fascio sono discussi nell’articolo scientifico “Retro-directive microwave power beam steering technology for space solar power station”.
Interpretare la strategia energetica cinese
Le diverse iniziative permettono di individuare alcune direzioni della ricerca e della politica energetica. Non dimostrano però l’esistenza di un’unica tabella di marcia ufficiale che garantisca tutti i risultati descritti.
Verso il 2030, sicurezza energetica e riduzione dell’inquinamento restano obiettivi importanti attraverso rinnovabili, reti, accumuli e nucleare.
La decarbonizzazione nel periodo 2030–2040 dipenderà dalle installazioni effettive, dalla domanda e dalla riduzione dell’uso del carbone. Non è garantito che più di dieci reattori entrino in funzione ogni anno.
La produzione di pannelli solari con risorse lunari è un’ipotesi di lungo periodo. La regolite contiene silicio e metalli nei minerali, ma estrarli e raffinarli sulla Luna richiederebbe processi, energia e macchinari non ancora disponibili su scala industriale.
Fonte: AnthroFuturism
Il solare spaziale potrebbe diventare una delle opzioni future se risultasse tecnicamente ed economicamente praticabile. Non è una fonte illimitata né una soluzione già provata per alimentare l’intero pianeta.
Anche altri Paesi e imprese studiano questi concetti. Il loro valore deve essere confrontato con alternative terrestri e con i costi complessivi.
La produzione di energia nello spazio potrebbe inoltre sostenere missioni e attività industriali future. Applicazioni molto grandi, come la produzione orbitale di veicoli o la propulsione tramite fasci laser, restano speculative.
