In Copertina: Immagine da “I soliti Sospetti”, regia di Bryan Singer, 1995

25 marzo 2026. Nota: questa settimana scrivo da Houston, dove sto partecipando alla CERAWeek. Il post di oggi è qualcosa su cui rifletto da tempo. Mi sono deciso a completarlo dopo aver ascoltato, all’inizio della settimana, alcune osservazioni del Segretario all’Energia degli Stati Uniti Chris Wright sull’importanza del calore di processo nell’industria. Nelle mie presentazioni inserisco spesso una frase: turbine eoliche e pannelli solari non possono essere prodotti utilizzando energia generata da eolico e solare. Oggi formalizzo questo argomento, e il risultato è sorprendente.

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Partiamo da una domanda semplice: le turbine eoliche e i pannelli solari possono essere costruiti a partire da una filiera alimentata da turbine eoliche e pannelli solari?

La risposta è no.

Le turbine eoliche e i pannelli solari provengono da filiere produttive ad alta intensità di combustibili fossili, e le opzioni tecnologiche per sostituire questi combustibili nella loro produzione non esistono ancora, e potrebbero non esistere mai. Questo articolo ne analizza i dettagli.

Per essere assolutamente chiari, quanto segue non è un argomento contro eolico e solare. I lettori di THB sanno che sono favorevole al solare e meno all’eolico. Sostengo da tempo che la soluzione più immediata per ottenere grandi riduzioni delle emissioni sia sostituire le centrali a carbone più inquinanti con gas naturale, nucleare, nonché con eolico e solare accompagnati da sistemi di accumulo.

Questo articolo è un esercizio per comprendere quantitativamente le reali sfide della transizione energetica e andare oltre l’affermazione secondo cui disponiamo già di tutte le tecnologie necessarie per una profonda decarbonizzazione, affermazione che tipicamente enfatizza una diffusione estesa della produzione elettrica da eolico e solare, accompagnata da batterie.

Le cosiddette “rinnovabili” non sono affatto rinnovabili. Certamente, le tecnologie solari ed eoliche, insieme allo stoccaggio, possono contribuire alla decarbonizzazione dell’elettricità. Tuttavia, ciascuna di esse è costruita su una base profondamente radicata nei combustibili fossili.¹Vediamo alcuni numeri.

Gli argomenti di questo articolo si applicano anche all’energia nucleare; tuttavia, il nucleare è meno intensivo in termini di risorse rispetto a eolico e solare, più lo stoccaggio a batterie. Fonte: Our World in Data.

La roadmap della IEA “Net Zero by 2050” prevede che la capacità fotovoltaica solare aumenti di 20 volte e quella eolica di 11 volte. Questi aumenti richiedono che le nuove installazioni annuali di solare raggiungano i 630 GW all’anno entro il 2030 e che l’eolico registri incrementi annuali di 390 GW. Lo stoccaggio a batterie deve aumentare di 14 volte fino a 1.200 GW entro il 2030. Questi numeri implicano una mobilitazione senza precedenti di materiali e produzione industriale. Per esempio:

• Il mondo produce attualmente circa 1,9 miliardi di tonnellate di acciaio all’anno. Le turbine eoliche sono composte per il 71–79% da acciaio in massa. La Energy Transitions Commission stimache una transizione energetica verso lo zero netto richieda 6,5 miliardi di tonnellate di materiali finali tra il 2022 e il 2050, di cui il 95% costituito da acciaio, rame e alluminio, una quantità pari a circa tre anni e mezzo dell'attuale produzione globale di acciaio. 

• Il mondo produce circa 23 milioni di tonnellate (Mt) di rame all’anno. Uno studio S&P Global del gennaio 2026 prevede un deficit di 10 Mt di rame entro il 2040. Lo sviluppo di una miniera richiede in media 17 anni dalla scoperta alla produzione, ciò significa che i progetti avviati oggi non produrranno rame prima dei primi anni ’40.

La produzione su larga scala di turbine eoliche, pannelli solari e batterie non è un’attività di nicchia confinata in poche fabbriche ad alta tecnologia. Richiede la produzione continua dell’intera base industriale pesante globale, acciaierie, cementifici, fonderie di rame, raffinerie di alluminio, complessi petrolchimici, forni per il vetro e le reti di trasporto che li collegano. Ognuna di queste industrie oggi funziona con combustibili fossili, senza alternative a zero emissioni diffuse nei processi più energivori.

La produzione primaria di acciaio a partire dal minerale di ferro, circa il 70% della produzione globale, richiede carbone coke metallurgico in altoforni a circa 1.500°C. Il carbone non viene semplicemente bruciato per generare calore elevato, ma è anche utilizzato nel processo chimico che rimuove l’ossigeno dal minerale di ferro per produrre ferro. Nel 2023, meno di 1 Mt di acciaio a quasi zero emissioni è stata prodotta a livello globale, su una produzione totale di 1.889,2 Mt.

Nel suo scenario Net Zero 2050, la IEA prevede che la produzione di acciaio nel 2050 utilizzerà ancora quantità significative di carbone, circa il 22% dell’input energetico, teoricamente associato a sistemi di cattura e stoccaggio della CO₂ che non esistono ancora su scala commerciale.

La base di una turbina eolica è in calcestruzzo armato. I forni per il cemento operano a circa 1.450°C e circa due terzi delle emissioni di CO₂ del cemento non derivano dalla combustione del combustibile, ma da una reazione chimica che avviene indipendentemente dalla fonte di calore. La completa decarbonizzazione del cemento è stata stimata come in grado di raddoppiarne i costi e richiede sistemi di cattura della CO₂ su scala industriale che non esistono ancora.

Anche i pannelli solari sono analogamente intensivi in termini di carbonio. La produzione di polisilicio di grado solare richiede la fusione del quarzo a 1.500–2.000°C, seguita da processi di purificazione chimica. Secondo il rapporto speciale della IEA sulle catene di approvvigionamento del fotovoltaico, oltre il 60% dell’elettricità utilizzata nella produzione globale di pannelli solari proviene dal carbone e, in Cina, che domina questa produzione, tale quota supera il 75%.

Il vetro che ricopre un pannello solare, circa il 75% del suo peso, è prodotto in forni a circa 1.100°C alimentati a gas naturale o carbone. Il telaio in alluminio richiede processi di fusione alimentati da combustibili fossili. I contatti in argento provengono da miniere alimentate a diesel. Altri materiali derivano dalla petrolchimica. Infine, i pannelli vengono trasportati in tutto il mondo su navi alimentate a olio combustibile pesante.

Esiste un’altra categoria di dipendenza dai combustibili fossili nelle filiere di pannelli e turbine: le materie prime chimiche necessarie per creare i numerosi componenti[2]. Eolico, solare e batterie dipendono necessariamente dall’industria petrolchimica, che la IEA prevede continuerà a crescere fino al 2050 in tutti gli scenari.

Le batterie, necessarie per immagazzinare elettricità quando il vento non soffia e il sole non splende, sono anch’esse ad alta intensità di combustibili fossili. [3] Le batterie durano circa 10–13 anni, il che significa che devono essere sostituite due o tre volte nel corso della vita degli impianti eolici o solari a cui sono associate, che hanno una durata di circa 25–30 anni. Ogni ciclo di sostituzione implica una ripetizione completa di estrazione, fusione e produzione. [4]

Le turbine eoliche, i pannelli solari e le batterie sono prodotti dell’intera base industriale globale. Questa base rappresenta circa il 37% delle emissioni globali di CO₂ legate all’energia, con cinque industrie pesanti, cemento, acciaio, petrolio e gas, chimica e estrazione del carbone, responsabili dell’80% delle emissioni industriali.

La figura seguente mostra una stima delle emissioni di CO₂ delle filiere produttive per nuova capacità eolica, solare e di batterie. Le emissioni annuali sono cresciute da circa 4 Mt nel 2000 a circa 470 Mt nel 2023, circa l’1,3% delle emissioni globali di CO₂ energetica, e paragonabili alle emissioni annuali totali della Corea del Sud o del Canada. Questa crescita è dovuta a un effetto di volume: l’intensità carbonica per GW è diminuita significativamente, ma le emissioni assolute sono aumentate perché la scala delle installazioni è cresciuta molto più rapidamente della riduzione dell’intensità.

Possiamo farci un’idea della sfida tecnologica della decarbonizzazione delle filiere di eolico e solare osservando gli scenari net zero e deducendo le risorse necessarie. In un articolo del 2008 su Nature con Tom Wigley e Christopher Green, abbiamo definito questo approccio “baseline tecnologica congelata”: se si congelano le tecnologie al livello attuale e si osserva cosa implicano le proiezioni future, si può capire quanta innovazione tecnologica sia implicitamente richiesta negli scenari. Sostenevamo che “solo con una visione lucida della sfida della mitigazione possiamo sperare di adottare politiche efficaci”.

In questo esercizio, l’intensità carbonica della produzione è mantenuta ai livelli del 2024 e vengono esplorate le emissioni implicite fino al 2050. L’obiettivo non è prevedere il futuro, ma isolare l’effetto dell’innovazione tecnologica implicita negli scenari.

I progressi tecnologici non avvengono secondo tempistiche prevedibili, tuttavia gli scenari di decarbonizzazione profonda spesso assumono la cosiddetta JITTI, Just In Time Technological Innovation. [5] La JITTI consente agli scenari di ipotizzare che le tecnologie necessarie appariranno su scala globale e industriale esattamente quando serviranno per trasformare il sistema energetico. Comodo!

La figura seguente mostra le emissioni di CO₂ delle filiere di eolico, solare e batterie fino al 2050 secondo una baseline tecnologica congelata nello scenario Net Zero (NZE) della IEA, nello scenario politiche dichiarate (STEPS) e in una semplice estensione della tendenza storica. [6] I dati storici sono gli stessi mostrati sopra.

I risultati sono impressionanti, e descritti più nel dettaglio di seguito.

Nello scenario IEA STEPS (Stated Policies Scenario), le emissioni annuali della produzione nelle filiere sono circa 870 Mt entro il 2030 e circa 1.600 Mt entro il 2050. Il valore del 2050 supera le emissioni nazionali attuali del Giappone, con una popolazione di 125 milioni e un’economia da 4 trilioni di dollari, e si avvicina alle emissioni combinate di Germania, Francia, Regno Unito, Italia e Spagna.

Nello scenario Net Zero (NZE), le emissioni sono circa 1.540 Mt già nel 2030, simili alle emissioni combinate di Germania, Francia e Regno Unito. Entro il 2050, raggiungeranno circa 4.000 Mt, comparabili alle emissioni attuali degli Stati Uniti, ovvero circa il 10% delle emissioni globali di CO₂ da energia.

Lo scenario NZE richiede la maggiore quantità di nuova infrastruttura e quindi genera le emissioni più elevate nelle filiere, sotto l’ipotesi di tecnologie congelate. Per realizzare una profonda decarbonizzazione, sia la costruzione massiccia di infrastrutture sia la decarbonizzazione della base industriale globale devono avvenire simultaneamente.

Si consideri che la roadmap IEA NZE richiede che, ogni mese a partire dal 2030, vengano dotati di sistemi di cattura e stoccaggio della CO₂ dieci impianti industriali pesanti, costruiti tre nuovi impianti industriali basati sull’idrogeno, aggiunti 2 GW di capacità di elettrolizzatori nei siti industriali.

Questo rappresenta il ritmo minimo di trasformazione industriale necessario per mantenere lo scenario in linea, indipendentemente dalla diffusione di eolico, solare e batterie nelle reti globali.

La focalizzazione ristretta su eolico, solare e batterie da parte di molti sostenitori delle politiche climatiche oscura il fatto che queste tecnologie non emergono spontaneamente da processi industriali a zero emissioni.

L’industria dell’acciaio rappresenta circa il 7–9% delle emissioni globali annue di CO₂. Il cemento circa il 6%. Rame, alluminio, chimica e le materie prime petrolchimiche presenti in ogni componente contribuiscono ulteriormente. Si tratta di industrie con cicli di rinnovo degli impianti di 25–40 anni, in cui le decisioni di investimento odierne vincolano i profili emissivi per decenni.

Eolico e solare riducono le emissioni complessive quando sostituiscono la produzione fossile nelle reti elettriche. Ma la transizione energetica non è semplicemente la sostituzione della generazione elettrica fossile con alternative a basse emissioni.

È, soprattutto, la trasformazione delle fondamenta della base industriale globale, e oggi questa trasformazione è ancora lontana. [7]

Gli scenari di decarbonizzazione profonda hanno a lungo assunto che il progresso tecnologico avrebbe raggiunto gli obiettivi nei tempi richiesti dalle politiche.

La prossima volta che sentirai parlare dei numeri di diffusione di eolico, solare e batterie, tieni conto di questa realtà, e chiediti anche quali siano i ritmi di decarbonizzazione di acciaio, cemento, rame, alluminio, petrolchimica, vetro, trasporti marittimi e delle altre fondamenta del mondo moderno.

NOTE

[1] Ritengo che la demonizzazione dei combustibili fossili (e, per estensione, della base industriale globale che alimenta il mondo moderno) da parte di molti attivisti del movimento climatico — in particolare alcuni accademici, scienziati, giornalisti e politici — crei una forte pressione a evitare semplicemente di discutere il loro ruolo essenziale nell’economia globale.

[2] Claude AI fornisce alcuni dettagli: “Le pale delle turbine eoliche sono costruite con resine epossidiche termoindurenti derivate dal bisfenolo-A di origine petrolifera; una grande pala offshore utilizza circa 12–15 tonnellate di resina epossidica. I fogli posteriori dei pannelli solari sono fluoropolimeri — principalmente PVF (Tedlar) e PVDF — prodotti a partire da materie prime petrolifere. Ogni chilometro di cavo elettrico che collega parchi eolici e impianti solari alla rete è isolato con polietilene reticolato (XLPE), un altro derivato del petrolio. Schiume poliuretaniche e adesivi strutturali sono presenti in tutte le gondole e nelle strutture delle pale. I lubrificanti dei riduttori e i fluidi idraulici per il controllo del passo devono essere sostituiti periodicamente durante i 25 anni di vita di una turbina.”

[3] Ulteriori dettagli da Claude AI: “L’anodo in grafite è prodotto calcinando coke di petrolio a 2.500–3.000°C. Il coke di petrolio è un sottoprodotto della raffinazione; non esistono materie prime non fossili disponibili su scala commerciale per la grafite sintetica. L’elettrolita è costituito da solventi carbonati organici derivati dal petrolio. Il litio viene estratto da miniere di roccia dura in Australia e raffinato in Cina su una rete elettrica alimentata a carbone, con emissioni tra 15 e 35 tonnellate di CO₂ per tonnellata di litio, a seconda del processo e della localizzazione. La produzione delle celle — circa il 20% dell’impronta carbonica di una batteria — richiede cicli di formazione che consumano 30–50 kWh per ogni kWh di capacità prodotta, oltre al funzionamento continuo di ambienti a umidità controllata. La Cina produce circa l’85% delle celle globali su una rete ancora fortemente dipendente dal carbone.”

[4] Il riciclo dei materiali non riduce in modo significativo la dipendenza dai combustibili fossili. Claude AI fornisce alcuni dettagli: “Recuperare il silicio da un pannello solare a fine vita richiede delaminazione termica, incisione acida e una nuova purificazione fino al grado solare — un processo che di fatto ripete le fasi più energivore della produzione originale. Attualmente circa il 90% dei pannelli a fine vita finisce in discarica perché è più economico. La principale modalità commerciale per le pale eoliche consiste nell’utilizzare il materiale triturato nei forni da cemento, dove la resina brucia come combustibile aggiuntivo — un downcycling, non un vero recupero. La pirolisi può avere un’impronta carbonica fino al 19% superiore allo smaltimento in discarica. La solvolisi richiede tra 21 e 91 MJ per chilogrammo di materiale, potenzialmente più dell’energia necessaria per produrre fibra di vetro vergine. Il riciclo delle batterie recupera cobalto e nichel tramite fusione ad alta temperatura, ma litio e grafite vengono persi nei processi pirometallurgici. La chimica dominante per lo stoccaggio su rete — litio-ferro-fosfato — non contiene cobalto né nichel, quindi l’incentivo economico al riciclo è strutturalmente debole.”

[5] Questo l’ho appena inventato — JITTI. Mi piace.

[6] Note sui grafici: la figura storica (2000–2024) mostra una stima delle emissioni annuali di CO₂ derivanti dalla produzione di nuova capacità eolica, solare e di batterie: le nuove installazioni annuali moltiplicate per l’intensità carbonica della produzione, derivata da curve di apprendimento LCA pubblicate. Fonti: Louwen et al. 2016 (Nature Communications); NREL LCA Harmonization 2012/2024; IEA Solar PV Supply Chains 2022; Emilsson & Dahllöf 2019; PNAS Nexus 2023 (Llamas-Orozco et al.); Peiseler et al. 2024 (Nature Communications). L’incertezza nelle stime di intensità è circa ±25–30%. Le cifre includono le emissioni da combustione lungo la filiera; il carbonio associato alle materie prime petrolchimiche (resine epossidiche, isolamento dei cavi, rivestimenti posteriori, lubrificanti) non è incluso e probabilmente aggiunge un ulteriore 5–12% ai valori mostrati. La figura delle proiezioni applica la “baseline tecnologica congelata” introdotta in Pielke, Wigley & Green, Nature 452, 531 (2008) — con intensità di produzione mantenuta ai livelli del 2024 — a tre scenari di diffusione della IEA: Stated Policies (WEO 2025), Net Zero Emissions e una semplice estensione della traiettoria attuale. I confronti tra emissioni nazionali derivano da EDGAR 2025 e IEA CO₂ Emissions in 2023. Dati di capacità: IEA-PVPS/IRENA (solare); GWEC/WWEA (eolico); IEA Global EV Outlook 2024 (batterie).

[7] Per alcuni può essere scomodo riconoscere che l’economia globale probabilmente avrà bisogno dei combustibili fossili per il futuro prevedibile — e forse per sempre. La conseguenza è che, per raggiungere qualsiasi obiettivo di neutralità climatica, saranno necessariamente richiesti progressi nelle tecnologie di cattura e stoccaggio del carbonio e nella cattura diretta dall’aria. Sarebbe interessante sviluppare scenari che quantifichino la dimensione necessaria di questa base fossile sotto diverse ipotesi di progresso tecnologico. La mia ipotesi è che riduzioni delle emissioni di CO₂ del 70–80% rispetto ai livelli attuali potrebbero essere raggiunte mantenendo una base fossile necessaria, lasciando comunque una quota significativa di emissioni che la società dovrebbe scegliere di rimuovere per raggiungere lo zero netto. Ma è solo una stima — per un futuro articolo!

Qui l'articolo originale.