Sostenibilità ed energia nel 2023: fusione nucleare, metano e veicoli elettrici

Come abbiamo evidenziato di recente, il 2023 è stato un anno importante per il settore aerospaziale. Anche i settori della sostenibilità e dell’energia hanno registrato progressi promettenti. Di seguito esaminiamo tre sviluppi e alcune delle aziende che hanno contribuito a renderli possibili.

1. Progressi nella fusione nucleare: raggiunta l’ignizione

La fusione nucleare, lo stesso processo che alimenta il Sole, è una delle possibili fonti energetiche del futuro. Se sfruttata per produrre elettricità, potrebbe offrire energia a basse emissioni su larga scala. Restano tuttavia importanti sfide scientifiche e ingegneristiche.
Nel 2023 gli scienziati hanno ottenuto risultati significativi. Questi progressi alimentano le prospettive di utilizzo nei prossimi decenni, senza stabilire una data certa di commercializzazione. Ecco alcuni esempi.

• Maggiore produzione di energia da fusione:  Un importante traguardo è stato produrre più energia da fusione di quanta energia laser fosse arrivata al bersaglio. Il NIF ha ottenuto questo risultato nel dicembre 2022 e lo ha migliorato nel luglio 2023. Il confronto non comprende tutta l’elettricità consumata dal sistema laser e dall’impianto. L’ignizione è quindi un importante risultato scientifico, ma non dimostra ancora una produzione netta di elettricità da parte di una centrale.
• Progressi nel confinamento del plasma:  Sono proseguite le ricerche sulla tecnologia di confinamento magnetico, in particolare nei tokamak e negli stellarator. Questi dispositivi utilizzano potenti campi magnetici per contenere il plasma caldo. Migliorare la stabilità e la durata del confinamento è fondamentale per il funzionamento dei futuri sistemi di fusione.
• Innovazioni nella fusione con laser:  Anche la fusione a confinamento inerziale, innescata dai laser, ha registrato progressi. La maggiore precisione nell’irradiazione del bersaglio e il miglioramento delle capsule di combustibile hanno contribuito a risultati sperimentali più efficaci. La possibilità di realizzare impianti più compatti ed economici rimane un obiettivo da dimostrare, non una superiorità già accertata rispetto al confinamento magnetico.
• Progressi nella scienza dei materiali:  La ricerca sui materiali mira a sviluppare componenti capaci di resistere alle condizioni estreme dei reattori a fusione. Sono importanti sia la resistenza al calore sia le soluzioni per proteggere le pareti dal bombardamento neutronico, da cui dipendono durata e sicurezza dei componenti.

Alla fine del 2023 si prevedeva che nel 2024 la ricerca si sarebbe concentrata sulla ripetizione degli esperimenti riusciti, sul miglioramento dell’efficienza e sulle tecnologie necessarie per dispositivi più grandi. Erano prospettive di ricerca, non l’annuncio di una centrale commerciale pronta all’uso.

La fusione ha il potenziale di contribuire a un sistema energetico a basse emissioni di carbonio. La sua effettiva applicazione dipenderà dalla soluzione delle sfide tecniche ed economiche. Investimenti nella ricerca e collaborazione internazionale saranno importanti per realizzarne il potenziale.

Una società quotata che aveva annunciato ricerche su un concetto di reattore a fusione compatto è Lockheed Martin Corporation (LMT ).

LMT Grafico dei prezzi

Lockheed Martin è un’importante azienda aerospaziale e della difesa. Nel 2014 la divisione Skunk Works annunciò ricerche sul Compact Fusion Reactor (CFR), un concetto volto a esplorare la possibilità di un reattore più piccolo. Quell’annuncio non prova che nel 2023 fosse disponibile un reattore commerciale o che il progetto producesse elettricità.

La ricerca sulla fusione rappresentava una parte relativamente piccola dell’attività complessiva di Lockheed Martin. Una possibile riuscita tecnologica avrebbe potuto avere conseguenze importanti, ma i benefici commerciali non erano garantiti.

2. Gestione del Metano

Sul fronte della sostenibilità, nel 2023 è aumentata l’attenzione alla gestione delle emissioni di metano. Il metano rimane nell’atmosfera meno a lungo dell’anidride carbonica, ma ha un maggiore effetto riscaldante per unità di massa su un determinato orizzonte temporale. Tra le principali fonti di emissioni antropiche rientrano:

• Agricoltura
• Produzione di combustibili fossili
• Gestione dei rifiuti

Nel 2023 sono emerse iniziative per alimentare il mining di Bitcoin con elettricità ottenuta dal metano di scarto. A novembre Marathon e Nodal Power hanno annunciato un progetto pilota da 280 kW nello Utah, alimentato dal gas di una discarica. Il gas viene bruciato in un generatore per produrre elettricità: non si tratta semplicemente di rendere remunerativa la combustione in torcia.

L’eventuale beneficio climatico dipende dalle perdite di metano, dalle emissioni del generatore e dal destino alternativo del gas, che potrebbe altrimenti essere emesso oppure già bruciato. Tra le aziende coinvolte figura Marathon Digital Holdings (MARA ) (Nasdaq: MARA). Nel dicembre 2023, in alcune sedute, MARA figurava tra i titoli statunitensi più scambiati . Si tratta di attività riferita a quel periodo, non di una posizione permanente in una classifica mondiale.

MARA Grafico dei prezzi

Marathon Digital Holdings ha rivolto attenzione alla gestione del metano con il progetto pilota annunciato nel 2023. L’iniziativa collegava il recupero energetico del gas di discarica alle esigenze del mining di asset digitali.

Per gli investitori, la valutazione richiede dati su costi, affidabilità, emissioni effettive e contributo al business. L’uso del metano non dimostra da solo che l’intera attività di mining di Bitcoin sia benefica per l’ambiente.

3. La diffusione dei veicoli elettrici

Alla fine del 2023 il mercato dei veicoli elettrici (EV) affrontava difficoltà di costo, domanda e disponibilità della ricarica. Diversi governi avevano introdotto obiettivi o norme per limitare in futuro la vendita di nuovi veicoli con motore a combustione interna (ICE). Ciò non equivaleva a vietare immediatamente tutti i veicoli esistenti. La tecnologia delle batterie continuava intanto a migliorare, con l’obiettivo di aumentare autonomia e prestazioni.

Infrastrutture di ricarica insufficienti e costi delle batterie erano tra gli ostacoli alla diffusione degli EV. Nel 2023 diversi produttori hanno sottoscritto accordi per il futuro accesso alla rete di Tesla (TSLA ), mentre proseguiva lo sviluppo delle batterie allo stato solido.

Le batterie allo stato solido potrebbero contribuire a migliorare gli EV, anche se rimanevano sfide di costo, produzione e durata. Tra le ragioni dell’entusiasmo per le batterie allo stato solido vi è il potenziale di una maggiore densità energetica. A parità di capacità utilizzabile si potrebbe ridurre il peso del pacco, oppure aumentare l’energia immagazzinata a parità di peso. L’effetto sull’autonomia, sulla sicurezza e sull’impatto ambientale dipende dal progetto complessivo del veicolo. Altri possibili vantaggi sono:

• Sicurezza: alcuni elettroliti solidi possono sostituire quelli liquidi infiammabili, senza rendere l’intera batteria immune da incendi in ogni condizione.
• Durata: capacità di sostenere molti cicli di carica e scarica, da verificare per i materiali e le condizioni di utilizzo specifici.
• Ricarica: potenziale di accettare una carica più rapida, da dimostrare nei dispositivi pratici.

Toyota ha indicato nel 2023 l’obiettivo di commercializzare batterie allo stato solido nel 2027–2028. Si trattava allora di un obiettivo di sviluppo. Tra le principali aziende già presenti nel mercato dei veicoli elettrici figurava Tesla, Inc (Nasdaq:TSLA).

TSLA Grafico dei prezzi

Nel 2023 Tesla ha continuato a investire nell’innovazione e nell’espansione produttiva, lavorando sulle prestazioni e sull’efficienza dei veicoli e su nuovi segmenti di mercato. Le prime consegne del Cybertruck sono iniziate alla fine dell’anno.

Pioniera nel mercato dei veicoli elettrici, Tesla non ha soltanto accelerato il passaggio globale al trasporto elettrico, ma ha anche fissato standard elevati per prestazioni dei veicoli, integrazione tecnologica e soluzioni energetiche sostenibili. La costante offerta di modelli elettrici desiderabili da parte dell’azienda ha contribuito a diffondere le auto elettriche e a mettere in discussione i paradigmi tradizionali dell’industria automobilistica.

La rete Supercharger, la tecnologia delle batterie e i sistemi di assistenza alla guida sono elementi importanti dell’attività di Tesla. Le funzioni di assistenza non equivalgono a un’autorizzazione generale a guidare senza supervisione umana. Per valutare le prospettive dell’azienda, gli investitori devono considerare anche domanda, prezzi, concorrenza e capacità di attuare i progetti.

*I dati dei prospetti si riferiscono al momento della stesura originale e non rappresentano una valutazione attuale. I potenziali investitori devono verificare i dati aggiornati.*