Carbone pulito stile Pechino: un promettente piatto della cucina energetica cinese

Nonostante le previsioni ottimistiche dell’AIE, la Cina non ha ridotto il consumo di carbone nell’ultimo anno. Al contrario, ha raggiunto un nuovo massimo storico. Nel 2023 qui sono state prodotte 4,66 miliardi di tonnellate di carbone (+2,9% a/a). Poiché la produzione nazionale non è riuscita ad aumentare come richiesto, la sua carenza è stata compensata da importazioni di 474 milioni di tonnellate (+62% a/a).

Circa il 60% del carbone in Cina viene utilizzato nella produzione di elettricità. Secondo il Global Energy Monitor, nel 2023 il Paese ha mantenuto la sua posizione di leader mondiale nel ritmo di sviluppo delle infrastrutture di generazione del carbone. Nell’ultimo anno ha aumentato di oltre il 70% la messa in esercizio di centrali termoelettriche a carbone. Se nel 2022 in Cina sono stati commissionati 27,6 gigawatt (GW) di capacità, nel 2023 erano 47,4 GW, ovvero circa il 70% dell’aumento globale della capacità di generazione a carbone. Per fare un confronto, notiamo che l’intera capacità di generazione di gas in Cina è di 40 GW.

La domanda di carbone da parte della Cina è trainata dalla ripresa economica in corso post-Covid. Nel 2023, il tasso di crescita del PIL cinese è stato considerevole: 5,2%.

L’economia cinese ha mostrato un crescente appetito non solo per il carbone, ma anche per altri combustibili fossili. Nell’ultimo anno, la Cina ha portato la produzione nazionale di petrolio e gas a un nuovo massimo. Nel 2023 la Cina ha inoltre importato più petrolio greggio che in qualsiasi momento della sua storia. Ha inoltre riconquistato il primo posto tra gli importatori di GNL nel mondo.

Ma il carbone occupa comunque un posto speciale nel bilancio energetico della Cina. E’ un elemento fondamentale, una sorta di “tesoro nazionale” cinese. Rappresenta il 59% del consumo di energia primaria del Paese. Per fare un confronto, il petrolio rappresenta solo il 17%, il gas l’8% e il nucleare il 2%. La quota di tutte le risorse energetiche rinnovabili è del 14%.

Il carbone presenta due vantaggi comparativi rispetto al petrolio e al gas: il suo basso costo e la disponibilità di riserve proprie. A causa delle limitazioni nelle risorse di base, la Cina può solo aumentare la quota di petrolio o gas nel suo bilancio energetico aumentando la sua dipendenza dalle importazioni. Attualmente la Cina importa il 45% del petrolio, il 70% del gas naturale e solo il 9% del carbone.

Non importa quanto diminuiranno i prezzi delle importazioni di combustibili fossili nel 2023, rimarranno sempre una risorsa più costosa del carbone. Rispetto al 2022, lo scorso anno il prezzo del carbone importato è diminuito del 20%.

Ma alla luce di questi vantaggi, il carbone presenta anche un evidente svantaggio. La combustione del carbone rilascia nell’atmosfera 8,6 miliardi di tonnellate di CO₂, che rappresentano il 70% di tutte le emissioni energetiche e industriali della Cina e un quarto di tutte le emissioni globali.

Il “favoritismo” cinese nei confronti del carbone significa forse che la sua posizione nel bilancio energetico della RPC continuerà a rafforzarsi?

No, la Cina non aumenterà la quota del carbone nel suo bilancio energetico. Nessuno in Cina ha bisogno di sostenere che il carbone non decarbonizzato è incompatibile con l’obiettivo di raggiungere la neutralità carbonica entro il 2060. Nell’aprile 2021, il presidente cinese Xi Jinping aveva affermato che la Cina avrebbe controllato rigorosamente i progetti di generazione di energia basata sul carbone e li avrebbe gradualmente ridotti durante il 15° piano quinquennale (2026-2030). Nel luglio 2023, Xi Jinping ha chiarito che il Paese sta scegliendo il proprio percorso climatico: i 2/3 del raggiungimento di questo obiettivo dovrebbero essere determinati da noi e la Cina non soccomberà all’influenza degli altri, ha osservato il Presidente della Repubblica popolare cinese. Questa affermazione, tra le altre cose, suggerisce il posto speciale del carbone nella bilancia energetica del Paese e che la Cina non lo abbandonerà prima del tempo.

La Cina intende innanzitutto ridurre il ruolo del carbone nel bilancio energetico aumentando la quota di fonti energetiche rinnovabili. La natura vettoriale di questo processo è ovvia e fuori dubbio.

Per risolvere questo problema, parallelamente alla messa in servizio di nuove centrali termoelettriche alimentate a carbone, nel 2023 la Cina ha compiuto un vero passo avanti nell’aumento della capacità di energia rinnovabile.

Alla fine dello scorso anno in Cina, la capacità totale installata di fonti energetiche rinnovabili variabili – solare ed eolica – ammontava a 1050 gigawatt (GW). Per comprendere la portata di questi risultati, l’intero sistema energetico russo conta circa 250 GW, mentre la capacità installata degli Stati Uniti è inferiore a 500 GW.

Alla fine del 2023 l’energia solare ha ricevuto ulteriori 216,88 GW di capacità e ammonta a 609,49 GW (+55,2% a/a). L’aumento della capacità eolica è stato pari a 75,9 GW, fino a 441,34 GW (+20,7% a/a).

Particolarmente impressionante, come suggeriscono questi dati, è la crescita dell’energia solare. Solo nel 2023, la Cina ha aggiunto più capacità di energia solare rispetto agli Stati Uniti nella storia.

Secondo le informazioni pubblicate dal China Electricity Council (CEC), la Cina non si fermerà qui. La capacità installata di energia solare in Cina raggiungerà i 780 gigawatt (GW) nel 2024 e i 530 GW di energia eolica. Quest’anno l’energia solare ed eolica supererà il carbone in termini di capacità installata.

La natura ambiziosa della trasformazione energetica della Cina nell’ultimo anno non si limita all’espansione delle fonti energetiche rinnovabili. La Cina è anche il leader mondiale nel ritmo di costruzione delle centrali nucleari: nel gennaio 2024, su 58 centrali con una capacità di 59,9 GW in costruzione nel mondo, la Cina contava 23 reattori con una capacità di 23,7 GW.

Nei prossimi anni la Cina prevede di costruire 250 GW di centrali nucleari oltre ai 50,8 GW già realizzati. Di conseguenza, la capacità delle centrali nucleari in Cina supererà i 300 GW. Si tratta di 5 volte di più della capacità installata di tutte le centrali nucleari in Francia, 3 volte di più di quella degli Stati Uniti, il Paese che oggi è leader nella produzione nucleare.

La quota delle centrali nucleari nella capacità installata dell’industria elettrica cinese è attualmente piccola: il 2%. Anche se tutte le centrali nucleari cinesi annunciate venissero costruite, la loro produzione non supererebbe il 25% della produzione totale di elettricità in Cina.

Non c’è dubbio che l’attuazione di progetti “ciclopici” di energia rinnovabile dovrebbe portare alla chiusura di molte centrali a carbone. Ma il processo di sostituzione del carbone con il sole e il vento non può essere compreso in modo univoco, come, ad esempio, nel caso della costruzione di centrali nucleari che sostituiscono il carbone nel carico di base.

L’energia rinnovabile appartiene alla categoria delle fonti energetiche non controllabili e necessita quindi di stabilizzazione. Ciò significa che il carbone e le fonti energetiche rinnovabili nel contesto cinese sono condannati a molti anni di coesistenza, durante i quali le centrali a carbone assumeranno la funzione di garantire l’affidabilità dell’intero sistema energetico. Nella transizione verso il bilanciamento del funzionamento irregolare delle fonti energetiche rinnovabili, secondo l’AIE, il livello di carico delle centrali a carbone diminuirà dall’attuale 53% al 35-40 nel 2030. E questo porterà ad una diminuzione delle emissioni di CO₂ da generazione a carbone.

Un metodo per ridurre l’impronta di carbonio delle centrali elettriche alimentate a carbone è quello di sostituire un parco di centrali elettriche più vecchie con impianti moderni che siano altamente efficienti e quindi richiedano meno combustione di carbone per generare la stessa quantità di elettricità.

Stiamo parlando dell’introduzione delle cosiddette centrali termoelettriche “ultrasupercritiche”, dotate di caldaie a vapore che funzionano ad una pressione di 320 bar e ad una temperatura compresa tra 600 e 610 gradi Celsius. Queste condizioni garantiscono una maggiore efficienza nella conversione dell’energia termica in energia elettrica: l’efficienza delle centrali termoelettriche ultrasupercritiche è dal 44% al 46%, superiore a quella delle centrali termoelettriche supercritiche (dal 37% al 40%), le cui caldaie a vapore funzionano ad una pressione di 243 bar e una temperatura non superiore a 565 gradi.

Nella struttura energetica degli impianti di produzione di carbone esistenti in Cina, la quota delle centrali termoelettriche ultrasupercritiche è del 32%, tra quelle in costruzione del 93%. Dallo scorso anno sono in costruzione impianti con una capacità di circa 68 GW. E’ stata annunciata la possibilità di realizzare centrali termoelettriche per altri 92 GW.

Il parco carbone cinese è uno dei più giovani al mondo, con due terzi delle sue centrali elettriche costruite a partire dal 2005. La maggior parte delle sue centrali elettriche potrebbero funzionare per altri tre o quattro decenni. Ciò significa che una soluzione equilibrata ai problemi della sicurezza energetica e della protezione del clima richiederà soluzioni più radicali per ridurre le emissioni rispetto a quelle sopra menzionate.

Una soluzione fondamentale per evitare il pensionamento anticipato delle centrali elettriche a carbone è dotarle di sistemi di cattura e smaltimento delle emissioni (CCS). L’ammodernamento delle centrali termoelettriche esistenti utilizzando la CCS può ridurre le loro emissioni fino al 95%. La presenza o l’assenza di capacità CCS è di fatto un regolatore della dimensione del parco di centrali elettriche a carbone nel percorso della Cina verso la neutralità del carbonio.

L’attenzione allo sviluppo della CCS è stata approvata come uno strumento importante nella strategia di riduzione delle emissioni della Cina durante il 12° piano quinquennale (2011-2015). Fino al 2023, in Cina sono stati lanciati 21 progetti pilota per lo sviluppo della CCS di piccola capacità. Il più grande progetto esistente di centrale elettrica a carbone è in grado di catturare fino a 450mila tonnellate/anno. CO₂.

Vale subito la pena notare che i sistemi CCS non si sono ancora diffusi nel mondo a causa del loro costo elevato. Da segnalare l’avvio in Cina nel 2023 di tre progetti per la cattura e lo stoccaggio della CO₂ con una capacità complessiva di 10 milioni di tonnellate/anno.

Per raggiungere la neutralità carbonica entro il 2060, la Cina, secondo lo scenario del processo di gestione della produzione (APS) dell’AIE, avrà bisogno di 1.300 milioni di tonnellate/anno di capacità di smaltimento delle emissioni del settore energetico; Il 65% di questa capacità di smaltimento proverrà dalle emissioni delle centrali elettriche a carbone.

Costruire un’industria nazionale per la cattura, lo stoccaggio e il riciclaggio della CO₂ è l’ultimo pezzo del puzzle che consentirà alla Cina di sconfiggere il carbone sporco nella sua lotta per raggiungere la neutralità del carbonio.

Riuscirà la Cina a far fronte a un obiettivo così titanico? Irreale, si potrebbe dire. Tuttavia, tutti i precedenti successi nella decarbonizzazione del Paese fanno pensare altrimenti.

Zuhreddin Zuhreddinov
Esperto indipendente Oil & Gas (Uzbekistan)