L'elettrificazione può tagliare del 40% la domanda energetica mondiale, ma per l'Europa resta un decennio costoso

Elettrificare trasporti, riscaldamento e industria farebbe scendere la domanda finale di energia mondiale da 416 a 247 exajoule, circa il 40%. È quanto emerge da un'analisi pubblicata il 29 settembre dalla newsletter By the Numbers di Hannah Ritchie. Lo stesso giorno la CBC News ha riferito che il ministro dell'energia di Terranova e Labrador ha definito la porta della provincia "aperta agli affari" per i data center dedicati all'IA.

Le due notizie puntano in direzioni opposte. Una dice che un mondo completamente elettrificato ha bisogno di molta meno energia del sistema fossile di oggi. L'altra mostra quanta elettricità la nuova domanda di calcolo vuole tirare fuori dalla rete prima che quella transizione sia anche solo lontanamente conclusa.

Cosa misura davvero quel 40%

Il pezzo di Ritchie ripercorre i numeri di Nick Eyre, professore a Oxford. Confronta la domanda finale di energia mondiale di oggi con un sistema post-transizione in cui i settori adatti sono elettrificati e il resto va a idrogeno. La domanda di elettricità sale da 110 a 189 exajoule, ma la domanda finale totale scende da 416 a 247 exajoule. Il modello non prevede guadagni di efficienza oltre l'elettrificazione e il passaggio all'idrogeno. Per questo Ritchie lo definisce "un modello piuttosto semplicistico", che probabilmente sottostima la riduzione.

La meccanica non è misteriosa. Un'auto elettrica converte in movimento circa l'80% della sua energia. Un'auto a benzina arriva al 20%. Gli edifici passano dalle caldaie a gas alle pompe di calore. Il modello assegna il 90% del riscaldamento degli ambienti alle pompe di calore e il 10% all'idrogeno, perché la sostituzione completa non è economicamente sostenibile nei picchi di domanda invernale. La cucina è interamente elettrificata. Gli autobus sono elettrificati all'80%, l'aviazione a corto raggio è elettrificata mentre il medio e lungo raggio va a idrogeno, e solo il 10% del trasporto marittimo, i tragitti brevi come i traghetti, è elettrificato.

L'industria è il punto in cui il modello incontra i suoi limiti. I processi ad alta temperatura non si possono elettrificare con la tecnologia attuale, quindi passano all'idrogeno. L'acciaio si sposta solo in parte, da circa il 25% di forni elettrici ad arco di oggi al 50%, all'incirca il mix attuale dell'OCSE. Il vapore a bassa temperatura passa a caldaie elettriche, che secondo il pezzo sono circa il 20% più efficienti. Essiccazione e separazione sotto i 120C possono usare pompe di calore.

Il risultato è un taglio del 40% della domanda finale di energia, non di quella primaria. La distinzione conta per chi legge quel numero come una previsione di ciò che l'Europa consumerà davvero.

Ritchie è prudente nel modo di presentare le cose. Osserva che il confronto non tiene conto della crescita dei consumi man mano che i paesi si sviluppano, e che altri analisti sposterebbero alcuni sotto-settori verso i biocarburanti o altre alternative. Quelle scelte, sostiene, non cambiano la conclusione complessiva.

Il problema del decennio europeo

Il quadro europeo nel suo insieme è più disordinato del modello. Titoli recenti, che qui sono contesto e non fatti su cui questo articolo si basa, descrivono prezzi dell'energia elevati che pesano sulle economie dell'UE, prezzi del diesel in forte rialzo con l'Ucraina solo una parte della storia, e un avvertimento del columnist Reuters Ron Bousso secondo cui il sogno europeo dell'elettrificazione non risparmierà un decennio doloroso. Quei titoli non fanno parte del dossier, ma inquadrano lo scarto tra un modello pulito e un continente a metà transizione.

Il petrolio dà un'idea di quanto possano essere brusche le oscillazioni. Scrivendo su The Conversation il 29 settembre, due economisti dell'energia notano che il prezzo all'hub principale del greggio statunitense era di 66 dollari al barile alla fine di febbraio 2026, prima che Stati Uniti e Israele attaccassero l'Iran, e di 101 dollari al barile il 13 aprile. La chiusura dello Stretto di Hormuz è il meccanismo che citano. Quando una fonte significativa di petrolio si blocca senza grande preavviso, i prezzi salgono bruscamente e il denaro finisce per lo più ai produttori.

Dove finisce dipende dalla proprietà. Il governo saudita controlla quasi tutta la produzione, quindi i prezzi alti favoriscono le finanze statali. Nel bacino Permiano, negli Stati Uniti, il guadagno straordinario va in gran parte agli azionisti tramite dividendi, riduzione del debito e riacquisti di azioni. Nel Regno Unito ne beneficiano gli azionisti privati, ma una tassa aggiuntiva sui profitti di petrolio e gas fa sì che lo Stato incassi una quota significativa. La Norvegia convoglia i ricavi nel suo Government Pension Fund Global, valutato oltre 2.000.000.000.000 di dollari. Il greggio russo è soggetto a sanzioni sul prezzo: spedizione, assicurazione e finanziamento occidentali si possono usare solo se il prezzo è sotto i 60 dollari al barile.

Questo è il sistema fossile che l'Europa cerca di lasciare, e continua a fissare il prezzo della transizione.

La nuova domanda arriva prima che il vecchio sistema se ne vada

I data center sono l'esempio più chiaro di nuova domanda in arrivo in anticipo. La CBC News ha riferito il 29 settembre che il ministro dell'energia e delle miniere di Terranova e Labrador, Lloyd Parrott, ha detto alla House of Assembly durante la sessione speciale sul nuovo accordo di Churchill Falls a metà settembre che la provincia potrebbe valutare di vendere l'energia in eccesso di Churchill Falls a una società di data center. "Abbiamo detto che la nostra porta è aperta agli affari e non vediamo l'ora di fare affari con il mondo", ha detto Parrott in quell'occasione. Il premier Tony Wakeham e il negoziatore capo Barry Perry hanno anch'essi indicato i data center come possibile utilizzo di quell'energia.

Un portavoce del ministero, Brodie Thomas, ha confermato via email che il governo provinciale è stato contattato da aziende in merito a un possibile sviluppo di data center. Ha però detto che discussioni commercialmente sensibili impediscono di commentare i proponenti specifici. La CEO di TechNL Andrea King ha detto alla CBC che il Labrador sembra avere ciò che i proponenti dei data center cercano: elettricità idroelettrica a basse emissioni, clima freddo e molta terra. Ha aggiunto una precisazione: "Non è solo una questione di 'ha senso?' di per sé. Bisogna guardare ai costi economici e ai costi opportunità di ciò che altro si potrebbe fare con quell'elettricità."

Il giornalista tech Paris Marx, autore di Hyperscale, ha fatto alla CBC un'osservazione simile. Si è chiesto se abbia senso dare elettricità ai data center quando potrebbero esserci usi migliori. Marx ha riconosciuto che alcune aziende mitigano gli impatti, per esempio con il raffreddamento a circuito chiuso che ricircola l'acqua.

La scala non è piccola. La CBC ha riferito che il data center previsto da Meta nella contea di Sturgeon, in Alberta, dovrebbe costare 13.000.000.000 di dollari ed entrare in funzione in due o tre anni. Meta e Bell hanno annunciato miliardi per data center in Alberta, Ontario e Saskatchewan. Il premier della Nuova Scozia Tim Houston ha fissato cinque condizioni di partenza per qualsiasi proponente, ed EverWind Fuels ha manifestato interesse a costruire in quella provincia.

A livello di chip, il discorso è l'efficienza. Efficient Computer ha detto il 29 settembre di aver raccolto un round di Serie B da 97.000.000 di dollari guidato da TQ Ventures, portando il totale raccolto a 173.000.000 di dollari con una valutazione di 650.000.000 di dollari. Il CEO Brandon Lucia ha scritto che l'azienda rivendica un'efficienza energetica da 10 a 100 volte migliore rispetto alle architetture CPU tradizionali, e ha citato la legge di Amdahl: se il 90% di un calcolo viene accelerato a costo zero, il beneficio massimo resta comunque 10x, perché il restante 10% fissa il tetto. L'azienda dice di lanciare il suo processore Electron E1 in volumi per sistemi di IA fisica embedded come robot, droni e dispositivi indossabili.

Le due affermazioni stanno insieme a fatica. Un taglio del 40% della domanda finale di energia dipende dall'elettrificare quasi tutto e dal rendere efficiente il resto. Un boom dei data center aggiunge carico prima e efficienza dopo, se mai arriva.

Cosa dice il dato storico

La cronologia del fotovoltaico della US Energy Information Administration, aggiornata nel dossier, ripercorre la curva dei costi che rende possibile il caso dell'elettrificazione. Le prime celle fotovoltaiche convertivano in elettricità meno dell'1% dell'energia radiante; alcune celle di oggi raggiungono un tasso di conversione del 40%. I ricercatori dei Bell Labs Daryl Chapin, Calvin Fuller e Gerald Pearson costruirono una cella al silicio al 6% capace di alimentare normali apparecchi elettrici. L'Energy Tax Act del 1978 creò un credito d'imposta sugli investimenti del 10% per le applicazioni fotovoltaiche. Il Solar Photovoltaic Energy, Research, Development and Demonstration Act del 1978 stanziò invece 1.200.000.000 di dollari in 10 anni.

Il progresso fu lento e sovvenzionato. Boeing e Kodak fabbricarono le prime celle a film sottile sopra il 10% di efficienza. Una cella a film sottile dell'Università del South Florida raggiunse il 15,89%, superando la barriera del 15%. Nel 1993 le efficienze record si avvicinavano al 16% per il film sottile policristallino e al 30% per i dispositivi monocristallini. Nulla di tutto ciò accadde solo grazie ai segnali del mercato.

Il libro di David MacKay del 2008 Sustainable Energy Without the Hot Air portò l'argomento aritmetico che dominò il dibattito successivo: "Numeri, non aggettivi". La sua lista di sostenitori includeva Tony Juniper, allora direttore esecutivo di Friends of the Earth, e Robert Sansom di EDF Energy. Il sito del libro è stato modificato l'ultima volta nell'agosto 2015. La sua richiesta centrale, che i piani energetici siano giudicati sulle quantità e non sulla retorica, è la stessa che il 40% di Ritchie avanza oggi.

Due avvertenze pesano su quel numero. Il modello presume che l'idrogeno copra tutto ciò che non si può elettrificare, e questa è una grossa assunzione su infrastrutture che non esistono su scala. E poi è una media globale: il mix di partenza dell'Europa, la sua base industriale e i suoi picchi invernali fanno sì che il suo percorso sarà diverso dall'aggregato. La nota di Ritchie dice che la stima probabilmente sottostima i risparmi. Ma sottostimare i risparmi e realizzarli sono problemi separati.

La domanda di breve periodo per l'Europa non è se l'elettrificazione riduca la domanda di energia. Il modello dice di sì. È se il continente possa aggiungere carico da data center, sostituire il gas russo dei gasdotti e tenere la produzione industriale dentro i propri confini nello stesso momento, senza che il decennio costi più di quanto la transizione faccia risparmiare.