Le fonti di energia primaria predominano una dopo l'altra: legno, carbone, petrolio. I complicati processi di sostituzione dipendono da variabili: tecnologiche, economiche, politiche legate in cicli multipli di feedback. Nel 1970 J.W. Forrester costruì un modello dell'economia e dell'energia mondiali. Ne derivò lo studio del Club di Roma sui limiti dello sviluppo. Annunciava l'esaurimento del petrolio e del gas entro il 2020 anche se le riserve nei giacimenti si fossero rivelate 5 volte più grandi di quelle allora stimate in 62 Gton. Prevedeva con pessimismo eccessivo che anche riserve di 310 Gton sarebbero state consumate in 50 anni. Da allora sono trascorsi 35 anni e la produzione mondiale dal 1900 è stata di circa 140 Gton. Oggi le stime delle riserve variano a seconda delle fonti: la media è di circa 180 Gton. Fino a quando durerà?
Negli anni '80 Cesare Marchetti e Nebojsa Nakicenovich dell'International Institute for Applied System Analysis (IIASA), proposero modelli logistici che riconoscevano il carattere darwiniano dei processi di sostituzione fra le fonti di energia primaria. Quei modelli descrivevano con precisione i cicli che hanno portato il petrolio a raggiungere il 50% del totale nel 1973. Sembrava allora che il gas naturale avrebbe sorpassato il petrolio nel 1990 raggiungendo un massimo verso il 2015. In effetti, invece, il petrolio ha continuato a declinare in percentuale, mentre il carbone rallentava il suo declino e il gas rallentava la sua crescita. L'andamento è quello rappresentato nella figura seguente in cui le
ordinate sono in scala logaritmica. Nel 2002 dell'energia totale prodotta nel mondo il petrolio forniva il 38%, gas 25%, carbone 25%, nucleare più idroelettrico più geotermico: il restante 12%.
Ora taluno propone criteri semplici per prevedere l'avvenire dell'energia. Il geologo irlandese Colin Campbell sostiene che nel 2007 raggiungeremo il massimo nella produzione di petrolio e poi sarà la volta del gas. Ha fondato ASPO - Association for the Study of Peak Oil and Gas (per lo studio del culmine del petrolio e del gas) che ha corrispondenti in Australia, Francia, Italia, Olanda e Svezia e ha pubblicato sull'argomento libri basati su considerazioni qualitative. Il suo libro del 1998 "The End of Cheap Oil" (La fine del petrolio a buon mercato) certo previde i recenti rincari.
K.S Deffeyes (già della Shell e professore a Princeton) riesuma un postulato di K. Hubbert (già del Servizio Geologico USA) secondo cui la produzione annua di petrolio sarebbe proporzionale alle riserve esistenti (incluse quelle ancora da scoprire). Quando la produzione, passato il valore massimo, comincia a declinare, i giacimenti conterrebbero quantità uguali a tutto quello estratto. Secondo Deffeyes il massimo della produzione si è avuto nel dicembre 2005, dunque le riserve a quella data sarebbero state di 140 Gton e si esaurirebbero nel 2025, dopo di che le prospettive saranno tristi perché le fonti alternative (eolico, solare, carburanti di origine vegetale) contribuiranno molto poco. L'ultima affermazione è veritiera, ma trascura elementi rilevanti.
Il Prof. Nakicenovich mi ha detto: "Normalmente il petrolio estratto è circa un terzo del giacimento totale, da cui si deduce che le quantità ancora esistenti sono 260 Gton, cioè molto di più delle stime correnti. E' ragionevole pensare che le riserve di petrolio di alta qualità si esauriranno intorno al 2040, ma la questione rilevante è un'altra, cioè quali sono le riserve future che saranno costituite da risorse non convenzionali? Esse sono funzione della tecnologia, degli investimenti, dell'economia e della politica."
Le fonti di petrolio non convenzionali consistono in scisti, bitumi, oli pesanti cui oggi si ricorre poco perché lo sfruttamento è molto costoso. Le riserve totali relative si stimano in oltre 500 Gton.
Secondo recenti stime dello IIASA l'energia prodotta annualmente nel mondo varierà secondo quanto illustrato nella tabella seguente.
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Anno
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2010
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2020
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2030
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2050
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Energia da petrolio
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3600 MTEP
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3600 MTEP
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3800 MTEP
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4000 MTEP
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Energia nucleare
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700
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900
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1400
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2700
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Energia totale
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11800
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13600
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15500
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20000
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(MTEP = milioni di tonnellate di petrolio equivalenti)
Io ho applicato, però, le equazioni logistiche di Volterra ai dati disponibili sui consumi energetici mondiali. L'equazione che meglio si adatta alle serie storiche indica che la crescita sta frenando e che si dovrebbe raggiungere un asintoto inferiore a 11.000 MTEP verso il 2050 (vedi diagramma seguente). La proiezione è plausibile, ma occorrerà seguire gli andamenti reali per determinare se effettivamente il processo di crescita continua a essere rappresentabile con questo modello. Certo sembra azzardato affidarsi ai criteri semplici alla Deffeyes.
Infine, oltre ai combustibili fossili, è probabile che si riescano a sfruttare altre fonti come foto-voltaico ad alto rendimento e altri ritrovati la cui fattibilità è oggi appena intuibile.