Cambiamenti climatici, scioglimento dei ghiacciai ed energia idroelettrica - Prof. Marco Grasso

Pubblicato il 28/01/2022

La temperatura sulla Terra è aumentata costantemente negli ultimi due secoli, ma a partire dal boom del dopoguerra nei consumi e nella crescita demografica è andata aumentando vertiginosamente. Questo aumento di energia nell'atmosfera sta provocando un'impennata di eventi meteorologici estremi, sia in termini di frequenza che di intensità. Come testimoniano i disastri climatici dell'estate 2021 – praticamente impossibili senza il cambiamento climatico – nessun luogo è più sicuro: l'umanità sta vivendo un'emergenza climatica globale, la cui probabilità di un ulteriore peggioramento è aumentata. Oltre tre miliardi di persone potrebbero vivere in un caldo "quasi invivibile" entro il 2070 e i tropici, che ospitano il 40% della popolazione mondiale, diventeranno "inabitabili" entro il 2050 se le emissioni di carbonio non diminuiranno drasticamente in un breve lasso di tempo. Sfortunatamente, l'attuale modello di decarbonizzazione dei sistemi socio-economici globali è tutt'altro che adeguato: il carbone sta rinascendo e la ripresa economica in corso in diversi paesi, in particolare in Asia, è alimentata principalmente da esso.

Per prevenire gli impatti più disastrosi della crisi climatica, l'accordo di Parigi sul clima ha fissato l'obiettivo di perseguire gli sforzi per limitare le temperature globali a 1,5 °C in più rispetto ai livelli preindustriali. Quanto possiamo avvicinarci a questo obiettivo – ed evitare di far precipitare l'umanità in una catastrofe possibilmente irreversibile – dipende molto dalla nostra capacità e volontà di creare modelli socio-economici che divergano da quello attuale, che dipende dai combustibili fossili.

Data l'urgenza di affrontare la crisi climatica testimoniata inequivocabilmente dall'ultimo rapporto (2021) dell'IPCC, i combustibili fossili e le loro infrastrutture devono essere gradualmente eliminati in un breve lasso di tempo. Ciò richiede iniziative rivoluzionarie, ambiziose, ma giuste, in grado di rimodellare profondamente e rapidamente le nostre società, a partire dai nostri sistemi energetici.

Il fondamento logico alla base della scelta dei sistemi energetici come primo sistema da trasformare si basa su quanto la loro decarbonizzazione impatta il raggiungimento di un futuro a basse emissioni di carbonio e sul ritardo operativo relativamente breve che essa richiede; in altre parole, i sistemi energetici sono sistemi ad alta leva, cioè hanno la capacità di innescare rapidamente un futuro a basse emissioni di carbonio da input tecnologici ed economici relativamente limitati. Per modificare radicalmente i nostri attuali sistemi energetici è fondamentale una maggiore dipendenza dalle fonti rinnovabili. Tra le rinnovabili, l'energia idroelettrica – che si basa sul ciclo dell'acqua guidato dal sole – è molto importante per una serie di ragioni.

Innanzitutto non inquina l'aria, né rilascia gas serra che contribuiscono al riscaldamento del pianeta.

L'energia idroelettrica è una fonte di energia locale che garantisce un certo grado di indipendenza energetica alle comunità locali. Inoltre, gli accumuli di energia idroelettrica spesso creano bacini idrici che offrono opportunità ricreative come la pesca, la nautica e l'escursionismo e più in generale garantiscono vantaggi oltre alla generazione di elettricità, grazie alla fornitura di controllo delle inondazioni, supporto per l'irrigazione e acqua potabile pulita. Questa stessa natura dell'energia idroelettrica la rende una fonte di energia flessibile e conveniente in grado di fornire energia di riserva essenziale durante disservizi o interruzioni di elettricità: i serbatoi vengono riempiti d'acqua, che viene quindi generalmente rilasciata per la generazione di elettricità durante le carenze da altre fonti; quando c'è un eccesso di alimentazione, l'acqua viene pompata e immagazzinata a monte nei serbatoi. Questo sistema ciclico funziona bene nella regolazione della produzione di elettricità poiché è in grado di compensare le fluttuazioni di altre fonti rinnovabili come sole e vento.

L'energia idroelettrica era, ed è tuttora, principalmente un affare di montagna. In Italia, ad esempio, dove la produzione idroelettrica rappresenta oltre il 13% della produzione nazionale di energia, la maggior parte degli impianti e della potenza installata si trovano nelle Alpi. A fine 2018 il Piemonte disponeva di 930 impianti, più di un quinto del totale nazionale, che generavano il 14,6% della produzione idroelettrica nazionale. Segue la Lombardia con 661 impianti, che però hanno contribuito maggiormente all'idroelettrico italiano: 27,2%. Le province autonome di Trento e Bolzano, rispettivamente con 268 e 543 impianti, insieme rappresentano invece il 19,3% dell'energia idroelettrica italiana. Poi Veneto (392 impianti e 6,2% di potenza), Valle d'Aosta (173 e 5,2%) e Friuli Venezia Giulia (233 e 2,8%). Tutti quest’impianti, come detto, si trovano nelle zone montuose di questi territori.

Ma c'è un problema: la stessa crisi climatica che da un lato richiederebbe un maggiore affidamento all'energia idroelettrica, dall'altro ha forti impatti sulle regioni alpine, poiché le Alpi hanno subito un aumento della temperatura di circa 2 °C, a fronte di una media di 1,1 °C nell'emisfero settentrionale. Infatti, temperature più calde possono provocare il rilascio improvviso di acqua di disgelo dai laghi glaciali e il crollo di interi ghiacciai; quanto più i ghiacciai si assottigliano e si ritirano tanto più si possono verificare smottamenti non potendo più fornire supporto ai pendii vallivi adiacenti; lo scongelamento del permafrost rimuove il "cemento" ghiacciato che lega le rocce e i sedimenti più stretti.

Quindi, bisognerebbe prestare molta attenzione alle centrali idroelettriche nelle regioni di montagna. Fortunatamente, la scienza ha sviluppato diversi strumenti efficaci, in gran parte basati su immagini satellitari, per monitorare la stabilità dei territori montani e per individuare segnali premonitori di eventi potenzialmente dirompenti per la produzione idroelettrica e, di conseguenza, per le popolazioni che vivono nelle vicinanze. Allo stesso tempo, il ritiro dei ghiacciai alpini può offrire opportunità per la costruzione di nuove dighe e bacini idrici su terreni montani, aumentando la capacità di produzione e stoccaggio di energia idroelettrica nelle Alpi.

Gli impianti idroelettrici ottengono acqua principalmente dalle precipitazioni e dallo scioglimento delle nevi. Negli ultimi decenni lo scioglimento dei ghiacciai indotto dai cambiamenti climatici ha fornito acqua anche per la produzione di energia elettrica attraverso il riempimento dei bacini alpini: in Svizzera, secondo utilizzatore di energia idroelettrica in Europa, la frazione di energia idroelettrica così prodotta ammonta al 4% del totale del paese.

Purtroppo nelle regioni alpine entro il 2040 i ghiacciai si saranno sciolti a tal punto – nonostante gli sforzi dell'ingegno umano – da non essere più in grado di fornire la quantità di acqua necessaria per questo tipo di produzione di energia idroelettrica.

Sconfortante com'è e odioso per innumerevoli motivi, lo scioglimento dei ghiacciai non dovrebbe però essere necessariamente un problema per la produzione idroelettrica: la conseguente diminuzione della quantità di acqua che scorre nei bacini può, infatti, essere compensata da un aumento delle precipitazioni dovuto a cambiamento climatico. Può anche creare nuove opportunità nelle regioni alpine per i gestori di impianti idroelettrici e per lo sviluppo delle fonti di energia rinnovabile in generale. Con lo scioglimento dei ghiacciai, vengono liberate nuove aree che potrebbero adattarsi perfettamente ad ospitare nuove dighe e bacini idrici. Si prevede che queste nuove strutture aumentino la produzione idroelettrica durante l'inverno e possano effettivamente contribuire a ridurre il rischio di inondazioni e smottamenti, fungendo nel contempo sia come riserve d'acqua durante i periodi di siccità, sia come fonti di irrigazione per l'agricoltura.

A questo proposito, uno studio recente ha rilevato che a livello globale gli attuali 185.000 siti glaciali possono fornire un volume di stoccaggio di giacimenti e un potenziale idroelettrico molto grandi. Lo studio ha calcolato per questi siti un potenziale di stoccaggio teorico massimo di 875 chilometri cubi (km3) e un potenziale idroelettrico teorico massimo di 1350 terawattora (TWh) all'anno, che corrisponde a circa un terzo dell'attuale produzione idroelettrica mondiale. Lo studio ha, inoltre, identificato circa il 40 percento di questo enorme potenziale teorico - 355 km3 e 533 TWh all'anno, ovvero il 13 percento della produzione idroelettrica mondiale - come "potenzialmente" utilizzabile. Considerando i risultati delle previsioni climatiche più all'avanguardia, circa tre quarti di questo potenziale di stoccaggio potrebbero liberarsi dal ghiaccio entro il 2050. Lo studio ha concluso sostenendo che i bacini prodotti dalla deglaciazione potrebbero dare importanti contributi alle forniture energetiche nazionali in diversi paesi, in particolare nelle aree di alta montagna in Asia.

“Può [...] il leopardo [cambiare] le sue macchie? Allora potete fare il bene anche voi che siete abituati a fare il male". Questo passaggio della Bibbia di Re Giacomo contraddice il modo di dire popolare, secondo cui una radicata natura "malvagia" non può essere modificata per "fare del bene". Venendo al cambiamento climatico, allo scioglimento dei ghiacciai e all'energia idroelettrica, il punto diventa: anche la natura intrinsecamente malvagia della crisi climatica può essere trasformata in qualcosa di buono? Forse sì, sostengono gli scienziati; anche se non ci piace questo male in nessuna delle sue parti, alcuni dei suoi risultati potrebbero fare del bene. O almeno così speriamo.