Cina: i rischi ambientali (ed economici) della nuova Via della seta

La Belt and Road Iniziative è finanziata per il 90% da sei banche statali cinesi che, senza un piano di gestione del rischio ambientale e con dei rating molto bassi, potrebbero correre nel prossimo futuro un pericolo economico spropositato.

Se la Cina non provvederà ad una seria gestione del rischio ambientale della nuova Via della seta, i danni finanziari potrebbero essere ingenti.

(Rinnovabili.it) – La Belt and Road Initiative (BRI), la nuova Via della sete cinese, è il principale piano di sviluppo internazionale della potenza asiatica, con un investimento complessivo che dovrebbe aggirarsi intorno ai 12mila miliardi di dollari. Alcuni dei progetti della BRI, però, attraverseranno luoghi e habitat ecologicamente fragili, e le reti transcontinentali di strade, ferrovie e porti, costellate da dighe, miniere, centrali elettriche e parchi solari ed eolici, potrebbero avere dei considerevoli impatti ambientali. Questi includono l’inquinamento dell’aria e dell’acqua, la contaminazione del suolo e l’erosione, la perdita di biodiversità e di fauna selvatica.

Al di là delle evidenti conseguenze per il pianeta, una mancata risposta a questi impatti potrebbe tradursi in rischi normativi, reputazionali e finanziari per gli sviluppatori e gli investitori dei progetti. Per questo, dei sostanziali piani di mitigazione dovranno necessariamente essere presi sul serio: i rischi possono includere sanzioni, azioni legali e contraccolpi da parte delle comunità locali, che potrebbero causare ritardi nei progetti e persino chiusure. Secondo uno studio del 2018, il 14% dei progetti BRI in 66 paesi ha già subito delle forti proteste locali.

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Ad esempio, con la diga di Myitsone, in Myanmar, gli investitori cinesi hanno avuto un assaggio di quale potrebbe essere lo scenario peggiore. I fondi per la diga, infatti, sono stati bloccati indefinitamente dopo che la costruzione dell’infrastruttura è stata sospesa per motivi ambientali. Le comunità di pescatori temevano che il progetto avrebbe messo a repentaglio il loro sostentamento e ostacolato la migrazione dei pesci a monte verso le aree di riproduzione. Il progetto, dunque, è stato accantonato dopo una forte opposizione locale e internazionale, lasciando la China Power Investment Corporation (CPI), sviluppatore, e la banca China EXIM, investitore, nel limbo.

Anche la diga nella foresta pluviale di Batang Toru in Indonesia, finanziata dalla Bank of China (BOC), è stata accolta con significative proteste locali e internazionali, soprattutto a causa della minaccia per l’habitat dell’orango di Tapanuli. Stessa sorte per quanto riguarda la diga di Sambor, in Cambogia, considerata un disastro ambientale per il fiume Mekong.

I rischi ambientali, dunque, possono avere degli impatti finanziari notevoli per la Belt and Road. Come mette in luce Chinadialogue, sei banche statali cinesi (CDB, CHEXIM, BOC, ICBC, ABC, CCB) hanno riferito di aver fornito oltre il 90% del finanziamento alla nuova Via della seta, condizione che le mette di fronte ad un rischio economico spropositato. Un ulteriore problema è che molti progetti della BRI saranno implementati in alcuni dei regimi di governance più difficili del mondo, poiché vedono coinvolti molteplici attori pubblici e privati.

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La Cina continua però a sponsorizzare i progetti immaginando che la connettività complessiva e la spinta commerciale della nuova Via della seta la renderanno commercialmente redditizia nel complesso. Questa strategia, però, potrebbe ritorcersi contro la potenzia asiatica, poiché le banche pubbliche cinesi stanno già lottando con prestiti in sofferenza. È probabile che il problema del debito peggiori in futuro, specie con molti progetti di punta colpiti da blocchi e ritardi, molti dei quali dovuti a una cattiva gestione ambientale.

Per questa ragione, i responsabili politici cinesi stanno ora prestando maggiore attenzione agli aspetti ambientali della gestione del rischio. Ad esempio, nell’articolo 21 delle Linee guida sul credito verde, la Commissione di regolamentazione bancaria (CBRC) ha invitato le banche cinesi a garantire che i loro clienti si allineino alle buone prassi internazionali quando operano all’estero. Fra le speranze della Cina c’è che tali linee guida possano generare maggiore slancio per i finanziatori BRI nel prendere sul serio gli impatti ambientali nelle loro politiche di gestione del rischio. Anche perché la maggior parte delle banche cinesi ha rating molto bassi. Da questo punto di vista, quindi, garanzie ambientali esplicite e vincolanti fornirebbero una maggiore sostenibilità al debito per i progetti della nuova Via della seta.

Grazie ad un nuovo processo sintetico è stato creato un elettrolita di solfuro solido dotato della più alta conduttività per gli ioni di sodio più alta mai registrata. Circa 10 volte superiore a quella richiesta per l'uso pratico

Batterie al Sodio allo Stato Solido più facili da Produrre

La batterie allo stato solido incarnano a tutti gli effetti il nuovo mega trend dell’accumulo elettrochimico. E mentre diverse aziende automobilistiche tentano di applicare questa tecnologia agli ioni di litio, c’è chi sta percorrendo strade parallele. É il caso di alcuni ingegneri dell’Università Metropolitana di Osaka, in Giappone. Qui i professori Osaka Atsushi Sakuda e Akitoshi Hayash hanno guidato un gruppo di ricerca nella realizzazione di batterie al sodio allo stato solido attraverso un innovativo processo di sintesi.

Batterie a Ioni Sodio, nuova Frontiera dell’Accumulo

Le batterie al sodio (conosciute erroneamente anche come batterie al sale) hanno conquistato negli ultimi anni parecchia attenzione da parte del mondo scientifico e industriale. L’abbondanza e la facilità di reperimento di questo metallo alcalino ne fanno un concorrente di primo livello dei confronti del litio. Inoltre l’impegno costante sul fronte delle prestazioni sta portando al superamento di alcuni svantaggi intrinseci, come la minore capacità. L’ultimo traguardo raggiunto in questo campo appartiene ad una ricerca cinese che ha realizzato un unità senza anodo con una densità di energia superiore ai 200 Wh/kg.

Integrare questa tecnologia con l’impiego di elettroliti solidi potrebbe teoricamente dare un’ulteriore boost alla densità energetica e migliorare i cicli di carica-scarica (nota dolente per le tradizionali batterie agli ioni di sodio). Quale elettrolita impiegare in questo caso? Quelli di solfuro rappresentano una scelta interessante grazie alla loro elevata conduttività ionica e lavorabilità. Peccato che la sintesi degli elettroliti solforati non sia così semplice e controllabile. Il che si traduce in un’elevata barriera per la produzione commerciale delle batterie al sodio allo stato solido.

Un Flusso di Polisolfuro reattivo

É qui che si inserisce il lavoro del team di Sakuda a Hayash. Gli ingegneri hanno messo a punto un processo sintetico che impiega sali fusi di polisolfuro reattivo per sviluppare elettroliti solidi solforati. Nel dettaglio utilizzando il flusso di polisolfuro Na₂S_x come reagente stechiometrico, i ricercatori hanno sintetizzato due elettroliti di solfuri di sodio dalle caratteristiche distintive, uno dotato della conduttività degli ioni di sodio più alta al mondo (circa 10 volte superiore a quella richiesta per l’uso pratico) e uno vetroso con elevata resistenza alla riduzione.

“Questo processo è utile per la produzione di quasi tutti i materiali solforati contenenti sodio, compresi elettroliti solidi e materiali attivi per elettrodi“, ha affermato il professor Sakuda. “Inoltre, rispetto ai metodi convenzionali, rende più semplice ottenere composti che mostrano prestazioni più elevate, quindi crediamo che diventerà una metodologia mainstream per il futuro sviluppo di materiali per batterie al sodio completamente allo stato solido“.  I risultati sono stati pubblicati su Energy Storage Materials and Inorganic Chemistry .

Un gruppo di scienziati della Lehigh University ha sviluppato un materiale dotato di una efficienza quantistica esterna di 90 punti percentuali sopra quella delle celle solari tradizionali

Nuovo materiale quantistico con un assorbimento solare medio dell’80%

Atomi di rame inseriti tra strati bidimensionali di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. Questa la ricetta messa a punto dai fisici Srihari Kastuar e Chinedu Ekuma nei laboratori della Lehigh University, negli Stati Uniti, per dare una svecchiata alla prestazioni delle celle solari. Il duo di ricercatori ha così creato un nuovo materiale quantistico dalle interessanti proprietà fotovoltaiche. Impiegato come strato attivo in una cella prototipo, infatti, il nuovo materiale ha mostrato un assorbimento solare medio dell’80%, un alto tasso di generazione di portatori fotoeccitati e un’efficienza quantistica esterna (EQE) record del 190%. Secondo gli scienziati il risultato raggiunto supera di gran lunga il limite teorico di efficienza di Shockley-Queisser per i materiali a base di silicio e spinge il campo dei materiali quantistici per il fotovoltaico a nuovi livelli. 

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L’efficienza quantistica esterna

Tocca fare una precisazione. L’efficienza quantistica esterna non va confusa con l’efficienza di conversione, il dato più celebre quando si parla di prestazioni solari. L’EQE rappresenta il rapporto tra il numero di elettroni che danno luogo a una corrente in un circuito esterno e il numero di fotoni incidenti ad una precisa lunghezza d’onda. 

Nelle celle solari tradizionali, l’EQE massimo è del 100%, tuttavia negli ultimi anni alcuni materiali e configurazioni avanzate hanno dimostrato la capacità di generare e raccogliere più di un elettrone da ogni fotone ad alta energia incidente, per un efficienza quantistica esterna superiore al 100%. Il risultato di Kastua e Ekuma, però, rappresenta un unicum nel settore.

Celle solari a banda intermedia

Per il loro lavoro due fisici sono partiti da un campo particolare della ricerca fotovoltaica. Parliamo delle celle solari a banda intermedia (IBSC – Intermediate Band Solar Cells), una tecnologia emergente che ha il potenziale per rivoluzionare la produzione di energia pulita. In questi sistemi la radiazione solare può eccitare i portatori dalla banda di valenza a quella di conduzione, oltre che direttamente, anche in maniera graduale. Come?  “Passando” per l’appunto attraverso stati di una banda intermedia, livelli energetici specifici posizionati all’interno della struttura elettronica di un materiale creato ad hoc. “Ciò consente a un singolo fotone di provocare generazioni multiple di eccitoni attraverso un processo di assorbimento in due fasi“, scrivono i due ricercatori sulla rivista Science Advances.

Nel nuovo materiale quantistico creato dagli scienziati della Lehigh University questi stati hanno livelli di energia all’interno dei gap di sottobanda ideali. Una volta testato all’interno di una cella fotovoltaica prototipale il materiale ha mostrato di poter migliorare l’assorbimento e la generazione di portatori nella gamma dello spettro dal vicino infrarosso alla luce visibile. 

La rivoluzione dei materiali quantistici

Il duo ha sviluppato il nuovo materiale sfruttando i “gap di van der Waals”, spazi atomicamente piccoli tra materiali bidimensionali stratificati. Questi spazi possono confinare molecole o ioni e gli scienziati dei materiali li usano comunemente per inserire, o “intercalare”, altri elementi per ottimizzare le proprietà dei materiali. Per la precisione hanno inserito atomi di rame tra strati di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. “Rappresenta un candidato promettente per lo sviluppo di celle solari ad alta efficienza di prossima generazione – ha sottolineato Ekuma – che svolgeranno un ruolo cruciale nell’affrontare il fabbisogno energetico globale“.