L'innovazione “è la linfa vitale del settore energetico” ma c'è bisogno di "investimenti, sia pubblici che privati", per ampliare le soluzioni innovative. Lo stato dell'innovazione tecnologica per la transizione energetica nell'ultimo rapporto dell'Agenzia Internazionale dell'Energia
Lo sviluppo globale di nuove tecnologie per la transizione energetica “non è mai stato così promettente”. Ma siamo a un bivio cruciale: gli investimenti in innovazione energetica stanno rallentando. Anche per soluzioni che presto potrebbero arrivare a livelli di maturità adeguati a fare ingresso nel mercato. E senza risorse aggiuntive, è difficile garantirne la scalabilità.
L’innovazione “è la linfa vitale del settore energetico”, soprattutto nella congiuntura attuale dove il mix energetico globale sta cambiando rapidamente e l’elettrificazione si ritaglia uno spazio sempre più centrale.
“Un’ampia gamma di tecnologie sembra ora essere vicina al mercato, offrendo la speranza di miglioramenti nella sicurezza energetica, nell’accessibilità economica e nella sostenibilità a lungo termine. Ma abbiamo bisogno di investimenti, sia pubblici che privati, per ampliare le soluzioni innovative. Il ritorno dell’investimento potrebbe non essere sempre rapido, ma sarà duraturo”, sottolinea il direttore esecutivo dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA), Fatih Birol, commentando l’ultimo rapporto dell’Agenzia sullo stato e le prospettive future dell’innovazione energetica.
Il rapporto dà una panoramica completa e accurata dello stato degli investimenti in soluzioni tecnologiche per la transizione energetica, analizzando i trend e dedicando spazio a 3 ambiti:
- minerali critici per le batterie,
- intelligenza artificiale,
- soluzioni per la rimozione della CO2.
L’innovazione energetica oggi: volumi e geografia degli investimenti
Negli ultimi anni, l’attività di innovazione nel settore energetico ha registrato una crescita costante. La spesa pubblica e privata in ricerca e sviluppo (R&D) è aumentata a un tasso annuale medio del 6%, con il settore automobilistico e delle energie rinnovabili che guidano il trend di crescita.
Tuttavia, spiega l’IEA, settori come cemento e acciaio rimangono indietro, con investimenti in R&D inferiori del 20-70% rispetto ai leader del settore. Anche i settori dell’aviazione e della navigazione hanno ridotto la quota di ricavi destinata alla R&D nell’ultimo decennio.
Il capitale di rischio finora ha giocato un ruolo cruciale. I finanziamenti sono cresciuti di 6 volte tra il 2015 e il 2022, sostenendo oltre 1.800 start-up energetiche. Ma questa tendenza si è invertita nel 2023-2024, con un calo del 20% dovuto a condizioni finanziarie più rigide.
L’intelligenza artificiale (IA) è stata l’unico settore a registrare una crescita dei finanziamenti in questo periodo. Una buona notizia per il suo potenziale nell’accelerare l’innovazione energetica. Ma anche un rischio concreto di distogliere risorse da altri settori cruciali per la transizione.
Geograficamente, la Cina ha superato Stati Uniti e Giappone come leader nei brevetti energetici, concentrandosi su tecnologie a basse emissioni come batterie ed elettrolizzatori. L’Europa si distingue per progetti di ingegneria su larga scala, mentre gli Stati Uniti mantengono un portafoglio diversificato tra tecnologie fossili e pulite.
Diversificazione dei fornitori di minerali per le batterie
La crescente domanda di batterie richiede una diversificazione delle forniture di minerali critici come litio, cobalto e nichel. Il rapporto sottolinea che l’innovazione può ridurre la dipendenza da fornitori concentrati geograficamente attraverso 3 tipi di soluzioni:
- tecnologie avanzate per il riciclo dei minerali,
- sostituzione dei materiali critici con alternative più abbondanti,
- miglioramenti nella progettazione delle batterie per ridurre la quantità di minerali necessari.
Le tecnologie emergenti in questo ambito? Le più promettenti sono nuovi processi chimici per l’estrazione sostenibile e sistemi avanzati di monitoraggio della catena di approvvigionamento basati su IA. Ma restano delle criticità: abbiamo dei gap nella conoscenza tecnica e nella capacità industriale per scalare queste soluzioni.
Intelligenza artificiale a supporto delle tecnologie energetiche
L’IA sta rivoluzionando il panorama dell’innovazione energetica grazie alla sua capacità di ottimizzare processi complessi e accelerare lo sviluppo tecnologico.
Il rapporto evidenzia 3 aree principali dove l’intelligenza artificiale può concretamente diventare un game-changer per l’innovazione energetica:
- Ottimizzazione dei sistemi energetici: l’IA migliora l’efficienza delle reti elettriche integrando fonti rinnovabili variabili come solare ed eolico.
- Progettazione accelerata: algoritmi avanzati stanno riducendo i tempi necessari per sviluppare nuovi materiali per batterie e catalizzatori.
- Manutenzione predittiva: l’apprendimento automatico consente di monitorare infrastrutture critiche, prevenendo guasti e riducendo i costi delle riparazioni.
Nonostante il potenziale, l’IA presenta però sfide sia etiche che pratiche. Tra le quali, spiega l’IEA, la necessità di dati di alta qualità e la gestione del consumo energetico degli stessi sistemi di intelligenza artificiale.
Innovazioni nelle soluzioni per la rimozione della CO2
Le tecnologie per la rimozione della CO2 (Carbon Dioxide Removal, CDR) si stanno affermando sempre di più come strumenti essenziali per raggiungere gli obiettivi climatici globali. Anche se il loro ruolo resta controverso, con l’industria che spinge per un uso corposo e capillare, non sempre in armonia con l’esigenza di abbattere le emissioni alla fonte.
Il rapporto dell’IEA identifica progressi significativi in 3 ambiti:
- Direct Air Capture (DAC): sistemi che estraggono CO2 direttamente dall’atmosfera.
- Bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio (BECCS): combina biomassa sostenibile con tecnologie di cattura della CO2.
- Mineralizzazione: processi che trasformano la CO2 in materiali solidi stabili.
Nonostante l’ottimismo di molti, l’IEA sottolinea che queste tecnologie devono superare barriere significative legate a:
- costi elevati,
- efficienza limitata,
- necessità di infrastrutture su larga scala.
