La Strategia europea sul metano delude le aspettative

La Commissione si limita a “considerare” l’introduzione di standard vincolanti. E il capitolo sull’agricoltura è ancora più fumoso

Nessun impegno vincolante è previsto nella Strategia europea sul metano

(Rinnovabili.it) – E’ un documento molto conservativo e poco in linea con le ambizioni di leadership climatica globale. Con diverse buone intenzioni ma pochi punti concreti. La Strategia europea sul metano pubblicata oggi dalla Commissione UE poteva essere un vero punto di svolta. In positivo. Poteva fare da traino per una serie di politiche settoriali da adottare nei prossimi anni. Non è nulla di tutto ciò. Almeno per il momento.

Ci sono certamente margini per migliorarla in molte delle sue componenti. Ma un testo più ambizioso avrebbe lanciato ben altro segnale di volontà politica, che invece si mostra a intermittenza. Lo dimostra l’approssimazione con cui l’esecutivo UE ha provato a dribblare in extremis le critiche mosse negli ultimi mesi da investitori, attivisti climatici e società civile. Solo due giorni fa era trapelata l’ultima bozza della Strategia europea sul metano. A confronto, il documento definitivo pubblicato oggi ha due novità di rilievo.

Arrivano standard vincolanti, anzi no

La prima novità è che compaiono gli standard vincolanti. Ma prima di introdurli ci sarà una lunga fase di confronto con i partner internazionali. Solo se non si trova una quadra con loro l’UE agirà in modo unilaterale. “La Commissione prenderà in considerazione obiettivi di riduzione delle emissioni di metano, standard o altri incentivi per l’energia fossile consumata e importata nell’UE in assenza di impegni significativi da parte dei partner internazionali”, si legge nella Strategia. Tradotto: la via maestra è mettersi d’accordo con i paesi fornitori, trovare un modo perché si lavori insieme alla riduzione delle emissioni di metano.

A prima vista è un passo avanti importante. Infatti la bozza precedente non conteneva nessun limite vincolante. Ma la versione adottata sembra una soluzione di ripiego. Bruxelles si nasconde dietro il santino del multilateralismo (gli accordi con i partner internazionali) per non mettere nero su bianco un obiettivo europeo con cifre e date precise.

“I settori dell’energia, dell’agricoltura e dei rifiuti hanno tutti un ruolo da svolgere, ma l’energia è il settore in cui le emissioni possono essere ridotte più rapidamente al minor costo” commenta la Commissaria per l’Energia Kadri Simson. “L’Europa aprirà la strada ma non possiamo muoverci da soli. Dobbiamo collaborare con i partner internazionali per far fronte alle emissioni di metano dell’energia che importiamo”.

Eppure il tema è centrale per la credibilità delle politiche climatiche europee. Attualmente infatti non esiste nessuna norma che controlli le perdite di metano durante la produzione, il trattamento o il trasporto. Pertanto queste emissioni non sono visualizzate nel conteggio dei gas a effetto serra collegati al comparto energetico, né sono incluse negli obiettivi climatici UE. Un vero e proprio punto cieco delle politiche UE. Tanto più che il metano ha un potere climalterante 84 volte superiore a quello della CO2 nei primi due decenni di permanenza in atmosfera.

L’agricoltura c’è e non c’è

La seconda novità contenuta nella Strategia europea sul metano è il capitolo sulle emissioni di metano derivanti dalle attività agricole. Nell’ultima bozza non era assolutamente presente. Un controsenso, visto che in Europa il 53% delle emissioni di metano antropogeniche (cioè causate da attività umane) vengono proprio dall’agricoltura. La quota più grande. Mentre il 26% viene dai rifiuti e “solo” il 19% dall’energia. Fatto che aveva sollevato molte critiche anche dagli eurodeputati dei Verdi.

Cosa prevede il piano presentato a Bruxelles? Pochi impegni, e molto generici. Che si possono riassumere in due passaggi: ottenere dati migliori con un monitoraggio più preciso e ragionato; spingere sull’innovazione tecnologica per mitigare le emissioni. Una strategia traballante a dir poco. Che non delinea nessun vero passo in avanti. E conferma i sospetti, come anticipato da Margherita Tolotto, senior policy officer dell’European Environmental Bureau in un intervento apparso oggi su Euractiv: “Perché la Commissione ignora deliberatamente il metano agricolo anche se questo rappresenta oltre la metà di tutte le emissioni di metano? Perché è un lavoro difficile con una forte opposizione da parte della grande lobby dell’agricoltura industriale”.

Le azioni proposte da Bruxelles rispecchiano la narrativa alimentata in questi anni. Cioè la mancanza di dati affidabili sulla cui base prendere delle decisioni concrete, imporre azioni vincolanti e obiettivi ben definiti per i tagli alle emissioni del settore. Eppure, fa notare sempre Tolotto, questa posizione è un controsenso. Perché i dati sulle emissioni (anche quelle di metano) vengono da rilevazioni la cui metodologia dipende dalla direttiva NEC (la direttiva sui massimali di emissione per paese).

Insomma, in questo ambito la Strategia europea sul metano è un’occasione mancata per moltiplicare l’impatto della Farm To Fork (il pilastro del Green Deal dedicato alle filiere alimentari) e per incidere sulla nuova PAC (la politica agricola comune, che pesa per un terzo del budget comunitario).

Le misure della Strategia europea sul metano nel dettaglio

Migliorare la misurazione e la comunicazione delle emissioni di metano – Attualmente il livello di monitoraggio varia secondo i settori e gli Stati membri e nell’intera comunità internazionale. La Commissione sosterrà la creazione di un osservatorio internazionale delle emissioni di metano in collaborazione con il Programma delle Nazioni Unite per l’ambiente, la Coalizione per il clima e l’aria pulita e l’Agenzia internazionale per l’energia. Il programma satellitare Copernicus dell’UE migliorerà la sorveglianza e contribuirà a individuare i super emettitori mondiali e le principali perdite di metano.

Settore dell’energia – L’UE proporrà ai partner internazionali l’obbligo di migliorare il rilevamento e la riparazione delle perdite nelle infrastrutture del gas e si valuterà l’opportunità di legiferare per vietare le pratiche di routine di combustione in torcia (flaring) e di rilascio in atmosfera (venting).

Settore dell’agricoltura – Migliore raccolta di dati e promozione di opportunità di riduzione delle emissioni con il sostegno della politica agricola comune (PAC). Condivisione delle best practices nelle tecnologie innovative di riduzione del metano, diete animali e gestione della riproduzione. Ricerca mirata sulla tecnologia, soluzioni basate sulla natura e cambiamenti alimentari. I rifiuti umani e agricoli organici non riciclabili possono essere usati per produrre biogas, biomateriali e prodotti biochimici.

Settore dei rifiuti – La Commissione valuterà l’opportunità di ulteriori azioni per migliorare la gestione dei gas di discarica, sfruttandone il potenziale di consumo energetico riducendo nel contempo le emissioni, e riesaminerà la legislazione pertinente sulle discariche nel 2024. Ridurre al minimo lo smaltimento dei rifiuti biodegradabili nelle discariche è fondamentale per evitare la formazione di metano. Valuterà la possibilità di proporre ulteriori ricerche sui rifiuti nelle tecnologie del biometano.

Leggi il documento integrale (testo in inglese)

Il Ministero dell'Ambiente pubblica gli esiti della consultazione pubblica sul Decreto Ministeriale FER X, chiusa lo scorso settembre. Dai 46 soggetti partecipanti emerge l'esigenza di conoscere per tempo tutte le informazioni utili alla programmazione degli investimenti nelle rinnovabili. Chiesti chiarimenti sul processo autorizzativo e sulle tempistiche

Decreto FERX, nuovi spunti di riflessione

Servono maggiori informazioni sui coefficienti sul prezzo d’aggiudicazione, sui criteri di priorità, sulla documentazione per l’accesso al meccanismo e sulle tipologie di interventi ammessi. In particolare quando si tratta di progetti di “rifacimento” e “potenziamento”. Queste alcune delle principali richieste emerse dalla consultazione pubblica sul Decreto FERX. La scorsa estate il Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza energetica aveva pubblicato lo schema del provvedimento per una raccolta di pareri da parte degli stakeholder, con l’obiettivo di condividerne le logiche. Oggi il MASE rende noti gli esiti di tale consultazione puntando i riflettori sugli spunti e le richieste emerse da parte dei 46 soggetti partecipanti. 

Gli esiti della consultazione pubblica

Ricordiamo che il Decreto FERX nasce con lo scopo di definire un meccanismo di supporto espressamente dedicato ad impianti a fonti rinnovabili con costi di generazione vicini alla competitività. Come? Tramite contratti CfD a valere sull’energia elettrica prodotta dagli impianti. Con un accesso diretto per quelli di taglia inferiore al MW, e tramite aste al ribasso per quelli di taglia uguale o superiore al MW. Ed è proprio su queste due modalità che arrivano le prime considerazioni.

Per la maggior parte dei soggetti che hanno risposto alla consultazione, il contingente di 5 GW per gli impianti FER ad accesso diretto non sarebbe sufficiente, soprattutto vista la grande attenzione che stanno ricevendo al livello di investimento i sistemi di piccola taglia.

Per quanto riguarda l’accesso tramite asta, invece, il parere generale condivide i contingenti individuati, che secondo l’ultima bozza pubblicata oggi sarebbero: per il fotovoltaico 45 GW; per l’eolico di 16,5 GW; per l’idroelettrico di 630 MW; per i gas residuati 20 MW. “Tuttavia – si legge nel documento del MASE – congiuntamente alla risposta positiva sono state proposte diverse modifiche (aumento di uno specifico contingente, creazione di nuovo contingente, meccanismi di riallocazione della potenza non assegnata, ridefinizione dei contingenti al fine di favorire lo sviluppo dei PPA, etc.)”. Tra gli spunti emersi c’è la proposta di contingenti separati tra il fotovoltaico a terra e sul tetto.

Proposti nuovi requisiti di accesso e tempistiche

In tema requisiti d’accesso, alcuni soggetti chiedono l’incremento della soglia di potenza per l’accesso diretto, l’aggiunta dei criteri ESG, la reintroduzione del requisito specifico che attesti la capacità finanziaria ed economica di chi partecipa al meccanismo del Decreto FERX.

“Con riferimento ai tempi massimi individuati per la realizzazione degli interventi, la consultazione ha evidenziato un forte distaccamento con le aspettative degli operatori. Per quanto detto diversi soggetti propongono per una o più fonti l’innalzamento dei tempi previsti, chiedendo di tenere in considerazione parametri quali, la potenza e/o la tipologia d’intervento, l’ottenimento dei titoli autorizzativi, i tempi di realizzazione della connessione e quelli dovuti agli approvvigionamenti, che sottolineano, potrebbero oltretutto determinare un aumento dei costi, visto anche i meccanismi incentivanti”, si legge ancora nel documento.

Per i tempi di comunicazione della data d’entrata in esercizio dell’impianto, emerge nel complesso l’esigenza di un prolungamento, aggiungendo da più 60 giorni a 12 mesi. Viene anche evidenziata una certa contrarietà all’obbligo per gli operatori di impianti rinnovabili non programmabili che stipula un contratto CfD ad abilitarsi alla fornitura dei servizi di dispacciamento.

Un gruppo di scienziati del KAIST ha sviluppato una batteria a ioni di sodio ad alta energia, ad alta potenza e di lunga durata

Quando le batteria a ioni sodio incontrato i supercondensatori a ioni sodio

Arriva dalla Corea del Sud la prima batteria ibrida al sodio in grado di battere la tecnologia a ioni di litio a mani basse. Con ottime prestazioni lato di capacità di accumulo, potenza, velocità di carica e durata, come dimostra l’articolo pubblicato sulla rivista scientifica Energy Storage Materials (testo in inglese).

Nel 2020 le batterie a ioni sodio (Na+) hanno raggiunto prestazioni comparabili a quelle degli ioni di litio in termini di capacità e durata del ciclo in condizioni di laboratorio. Da allora il segmento ha continuato a macinare grandi progressi, spinto dall’esigenza globale di trovare una tecnologia di accumulo più economica delle ricaricabili al litio e meno dipendente dalle attuali catene di approvvigionamento dei materiali critici. L’ultimo grande risultato nel campo è quello segnato da un gruppo di scienziati del KAIST, il Korea Advanced Institute of Science and Technology.

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Il team guidato dal professor Jeung Ku Kang del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali ha messo a punto una batteria ibrida agli ioni di sodio dalle prestazioni eccellenti e in grado di ricaricarsi in pochi secondi. Il segreto? Un’architettura che integra materiali anodici propri delle batterie con catodi adatti ai supercondensatori.

Batteria ibrida al sodio, prestazioni record

In realtà non si tratta di un approccio nuovo. Gli stoccaggi ibridi con Na+ sono emersi negli ultimi anni come una promettente applicazione nel campo dell’energy storage in grado di superare i punti deboli degli accumulatori a ioni di sodio più conosciuti.

Tradizionalmente questo metallo è usato e studiato in due tipi di dispositivi di stoccaggio: batterie e condensatori. Le prime, come spiegato poc’anzi, forniscono oggi una densità di energia relativamente elevata ma sono caratterizzate da una lenta cinetica di ossidoriduzione, che si traduce in una bassa densità di potenza e una scarsa ricaricabilità. I secondi invece hanno un’elevata densità di potenza dovuta all’accumulo di carica tramite rapido adsorbimento di ioni superficiali, ma una densità di energia estremamente bassa.

Tuttavia unire le due tecnologie impiegando catodi di tipo condensatore e degli anodi di tipo batteria, non ha dato subito i risultati sperati. La causa è da ricercare soprattutto nello squilibrio cinetico tra i due tipi di elettrodi.

Nuovi materiali per catodo e anodo

Per arginare il problema il team sudcoreano ha utilizzato sviluppato un nuovo materiale anodico con cinetica migliorata attraverso l’inclusione di materiali attivi fini nel carbonio poroso derivato da strutture metallo-organiche. Inoltre, ha sintetizzato un materiale catodico ad alta capacità e la combinazione dei due ha consentito lo sviluppo di un sistema di accumulo di ioni sodio che ottimizza l’equilibrio e riduce al minimo le disparità nei tassi di accumulo di energia tra gli elettrodi.

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La cella completamente assemblata supera per densità di energia le batterie commerciali agli ioni di litio e presenta le caratteristiche della densità di potenza dei supercondensatori. Nel dettaglio la batteria ibrida al sodio si ricarica rapidamente e raggiunge una densità di energia di 247 Wh/kg e una densità di potenza di 34.748 W/kg. Inoltre gli scienziati hanno registrato una stabilità del ciclo con efficienza Coulombica pari a circa il 100% su 5000 cicli di carica-scarica.

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“.