Oltre il petrolio

Emilio Martines

Novembre 2003

Introduzione

Sin dai primordi della storia umana, il raggiungimento di un maggior benessere materiale si è accompagnato ad un incremento nell'uso di energia. Al giorno d'oggi l'uomo ha bisogno di energia meccanica per i macchinari agricoli, per quelli industriali, e per i trasporti, di energia termica per scaldarsi, per cucinare e per gli usi industriali, nonché, in misura minore, di energia elettrica per l'illuminazione e per l'elaborazione dell'informazione.

In effetti, il prodotto interno lordo (PIL) di una nazione, che pur non costituendo una buona quantificazione dell'effettivo livello di benessere di un popolo è, per definizione, una misura del livello di produzione di beni e servizi, risulta estremamente ben correlato con i consumi di energia. Ciò è vero sia quando si consideri un medesimo paese in diverse epoche storiche, sia quando si confrontino nazioni differenti.

Mentre fino al 1800 la principale fonte di energia era costituita dalle biomasse e dalla forza muscolare animale ed umana, l'inizio della rivoluzione industriale ha segnato l'affermazione dell'uso delle fonti di energia di origine fossile. In particolare, il carbon fossile è stata la fonte energetica che ha alimentato le macchine a vapore che hanno costituito il motore della rivoluzione industriale.

Il secolo appena trascorso ha successivamente visto un progressivo aumento dell'importanza del petrolio come fonte energetica, fino a fargli superare per importanza il carbone, grazie alle sue doti di maggiore facilità di estrazione, di più facile trasportabilità e di maggior quantità di energia fornita per unità di massa di combustibile. Centrale in questo spostamento di paradigma è stato il motore a combustione interna, che ha rivoluzionato il modo di intendere la mobilità di persone e merci.

Oggi, il petrolio fornisce il 35% dei consumi mondiali di energia, contro il 23% del carbone e il 21% del gas naturale. Questa quota è inferiore rispetto a quella del 45% che si aveva nel 1973, al tempo del primo choc petrolifero, in quanto nel frattempo si è avuto un aumento delle quote di gas naturale e nucleare. Tuttavia, in termini assoluti si consuma più petrolio oggi che nel 1973, a causa del fatto che nel frattempo i consumi energetici mondiali sono aumentati del 66%.

Più rilevante ancora è il fatto che il petrolio fornisce il 95% dell'energia utilizzata per i trasporti, il che equivale a dire che questo settore è completamente dipendente dal petrolio. Non va poi sottovalutato il fatto che anche la moderna agricoltura intensiva è pesantemente dipendente dal petrolio, sia per il funzionamento dei macchinari che per la produzione di fertilizzanti e pesticidi.

La fine del petrolio a basso costo

Quando si parla della questione delle riserve mondiali di petrolio, la tesi corrente è che le riserve note dureranno altri 40 anni ai livelli di consumo attuali, e che gli sviluppi della tecnologia saranno in grado di prolungare ulteriormente tale durata. Di solito, viene anche aggiunto che in passato è già accaduto che venissero sollevati allarmi riguardo a un possibile esaurimento del petrolio, allarmi poi rivelatisi senza fondamento.

Il punto che qui vogliamo affrontare non è però quello dell'ammontare delle riserve, pur essendo questo un elemento importante per il nostro ragionamento. Vogliamo invece chiederci quanti barili di petrolio al giorno saremo in grado di estrarre nel prossimo futuro, cioè quale potrà essere l'evoluzione dell'offerta di petrolio, e fino a quando essa sarà in grado di soddisfare una domanda in costante crescita.

Nel 1956 M. King Hubbert, un geologo statunitense, predisse, sulla base di un semplice modello statistico da lui elaborato, che la produzione giornaliera di petrolio degli USA (escluso l'Alaska) avrebbe raggiunto un picco nel 1969, per poi diminuire. All'epoca, con una produzione in costante crescita, questa predizione fu ritenuta stravagante e inattendibile. Tuttavia, la produzione petrolifera statunitense raggiunse effettivamente il suo massimo nel 1970, un solo anno dopo quanto predetto da Hubbert, per poi declinare inesorabilmente.

Il modello di Hubbert si basa sulla considerazione che per attingere alle risorse petrolifere presenti in un dato territorio occorrono investimenti in capitale, che hanno sia un costo che dei tempi non trascurabili di messa in opera. Questi investimenti quindi verranno effettuati soltanto via via che si rivelino necessari ed economicamente convenienti. Per fare un esempio, il capitale necessario per attingere ai giacimenti meno redditizi verrà messo in opera solo quando la produzione dei giacimenti migliori inizi a declinare. Il risultato di queste dinamiche è che la capacità produttiva di una data regione, cioè il numero di barili al giorno che possono essere estratti, ha un comportamento nel tempo caratterizzato da un aumento iniziale e un successivo decremento. Questa forma "a campana" presenta un massimo che si verifica quando all'incirca metà delle risorse complessive della regione considerata sono state sfruttate.

Negli ultimi anni l'importanza del modello di Hubbert per predire l'evoluzione della produzione petrolifera a livello mondiale ha attirato un interesse sempre maggiore, grazie soprattutto a un gruppo di studiosi riuniti nell'Association for the Study of Peak Oil (ASPO), che ha anche una sezione italiana. I ricercatori in questione, alcuni dei quali sono geologi con decenni di esperienza nel settore petrolifero, hanno effettuato una valutazione il più possibile accurata delle riserve di petrolio esistenti sul pianeta. Questa valutazione non è affatto semplice, visto che molti dati non sono pubblicamente disponibili, o vengono alterati per ragioni economiche e politiche.

Le conclusioni raggiunte, che sono state pubblicate su riviste scientifiche di indubbio prestigio come Scientific American [1] e Nature [2], dicono che il mondo è ormai molto vicino ad aver consumato metà delle riserve di petrolio esistenti, e che il famoso picco di capacità produttiva si verificherà intorno al 2010 o al 2015. Per il gas naturale si prevede un analogo picco una decina d'anni più tardi.

Ciò che accadrà quando il picco verrà superato, e l'offerta di petrolio non sarà più in grado di soddisfare una domanda in costante ascesa, è che i prezzi inizieranno ad aumentare bruscamente. È prevedibile dunque che il petrolio a basso costo, che è stato alla base dell'elevato livello di ricchezza materiale raggiunto da una parte dell'umanità nel corso del XX secolo, tra una decina d'anni non sarà più disponibile.

A questa affermazione, che risulta di primo acchito difficile da accettare, gli scettici replicano con una illimitata fiducia nei progressi tecnologici, che certamente consentiranno di scoprire nuovi grandi giacimenti. Eppure, questa fiducia, così radicata in tutti coloro che sono cresciuti in un mondo in cui la tecnologia è in grado di raggiungere obiettivi impensati solo pochi decenni prima, è in questo caso mal riposta. I ricercatori hanno mostrato, ed è confermato anche da rappresentanti di grandi compagnie petrolifere [3], che i ritrovamenti di nuovi giacimenti hanno raggiunto un picco negli anni ‘60, e sono da allora in costante calo. Dal 1980, l'estrazione di petrolio avviene a un ritmo più elevato del suo ritrovamento, e oggi viene trovato un solo nuovo barile per ogni cinque che vengono estratti. Ciò si verifica nonostante i notevolissimi progressi registrati nel campo delle tecnologie per la ricerca dei giacimenti e per il loro sfruttamento. Oggi si riesce a trivellare pozzi anche in mare ad elevate profondità, ma ciononostante i nuovi ritrovamenti sono in calo, e anzi il fatto stesso che si cerchino giacimenti in condizioni così difficili è una conferma delle tesi appena esposte.

A queste considerazioni va poi aggiunto che gran parte del petrolio ancora esistente sul pianeta si trova in Medio Oriente. Man mano che passa il tempo, e altre aree del globo raggiungono il loro picco produttivo e iniziano a diminuire la produzione, il ruolo chiave del Medio Oriente nell'approvvigionamento petrolifero, e quindi l'importanza di quest'area in termini geopolitici, si fa sempre più rilevante.

L'idrogeno: una soluzione peggiore del male?

Vorrei ora spendere qualche parola sulla cosiddetta rivoluzione dell'idrogeno, un concetto che, specialmente dopo l'uscita di un noto libro di Jeremy Rifkin [4], viene da più parti indicato come un mutamento di paradigma capace di risolvere molti dei problemi legati al consumo di combustibili fossili.

L'idrogeno è effettivamente un combustibile che brucia senza produzione di anidride carbonica, quindi senza dare problemi di effetto serra, e con una minima produzione di inquinanti. Tuttavia, l'idrogeno non è una fonte di energia, in quanto non è disponibile in natura. Esso è soltanto un vettore, come l'elettricità, cioè deve essere prodotto a partire da altre fonti di energia.

In effetti, la caratteristica che rende l'idrogeno interessante è che esso può essere prodotto sia a partire dai combustibili fossili (incluso il carbone) che per mezzo dell'energia elettrica fornita dalle fonti rinnovabili. Quest'ultimo aspetto è quello che ha fatto sì che anche molti ambientalisti abbiano assunto l'idrogeno come elemento importante della loro visione del futuro energetico. In questa visione, tutti guideremo automobili alimentate da idrogeno prodotto da pannelli fotovoltaici o turbine eoliche, senza emissioni di gas-serra e senza produzione di inquinanti.

Non è mia intenzione negare l'importanza delle fonti energetiche rinnovabili per il nostro futuro. Sono fermamente convinto che esse vadano sviluppate il più rapidamente possibile, e sono estremamente lieto dei notevoli progressi che sta avendo l'energia eolica, con tassi di crescita del 30% l'anno.

Tuttavia, vorrei invitare al realismo. Di tutti i consumi energetici mondiali, oggi solare, eolico e geotermico forniscono solo lo 0.5% del totale. Nonostante alcune di queste fonti abbiano oggi tassi di crescita elevati, ritengo estremamente improbabile che esse possano nei prossimi decenni fornire nulla più che una quota minoritaria dei consumi totali.

A questo vorrei aggiungere una considerazione di tipo termodinamico: poiché sia il fotovoltaico che l'eolico forniscono energia di tipo pregiato, cioè energia elettrica, è più vantaggioso usare questa energia per gli usi di tipo elettrico, e semmai utilizzare per l'autotrazione il petrolio o il gas così risparmiati, che non produrre idrogeno. Va ricordato infatti che, per una legge fisica fondamentale detta Secondo Principio della Termodinamica, ogni conversione da una forma di energia ad un'altra ha un costo, cioè comporta la perdita di una frazione dell'energia in gioco. Nella conversione da elettricità ad idrogeno, e poi nella trasformazione di questo idrogeno in movimento di un veicolo, viene sprecato il 70% dell'energia elettrica originaria se il veicolo fa uso di celle a combustibile, e addirittura il 90% se esso adopera un motore a scoppio modificato. Viceversa, se l'energia elettrica in questione viene adoperata per azionare il motore di un tornio o di un frigorifero, ne viene persa solo una piccola frazione. Dunque, fino a quando le fonti rinnovabili non saranno in grado di coprire la domanda relativa agli usi elettrici, è a questi che devono contribuire, se si ragiona in un'ottica di minimizzazione degli sprechi.

Ma allora, perché tutto questo interesse per l'idrogeno? Il vero motivo per cui oggi l'idrogeno gode di tanta popolarità è che esso costituisce un modo di perpetuare il presente modello di trasporto privato basato sul petrolio, ma spostando l'inquinamento dalle città ai luoghi di produzione dell'idrogeno, e quindi eliminando la crescente resistenza che nei centri urbani sta incontrando l'uso indiscriminato dell'automobile. Per citare quanto detto con notevole onestà intellettuale da un importante esponente dell'industria petrolifera, l'idrogeno in realtà non è altro che "petrolio rigenerato".

Per di più, quando il picco nella produzione di petrolio e di gas verrà raggiunto, l'auto a idrogeno consentirà di proseguire con l'attuale dissennato modello di mobilità attraverso la produzione di idrogeno dal carbone. Quest'ultima prospettiva è veramente terrificante, in quanto si avrebbe un drastico aumento delle già elevate emissioni di anidride carbonica dovute al settore del trasporto, con effetti devastanti sul clima del pianeta.

Conclusioni

Lo scenario qui delineato fornisce una chiave interpretativa molto chiara per parecchi dei recenti eventi geopolitici. Non c'è dubbio che molti governi, e in particolare quelli i cui vertici sono più legati all'industria petrolifera, siano ben consci della possibilità che entro pochi anni potrebbe non esserci abbastanza petrolio per tutti, nonché del ruolo assolutamente centrale che il petrolio riveste nell'attuale modello di sviluppo, specialmente per la sua rilevanza nel settore dei trasporti.

L'occupazione militare del Medio Oriente, dove le riserve residue saranno sempre più concentrate, è dunque la risposta, se non più etica, indubbiamente più ovvia per una superpotenza militare cui manchi la volontà politica di procedere a una sostanziale revisione dei modelli che sono alla base del funzionamento della società. D'altra parte, ove una visione differente dei rapporti internazionali renda inaccettabile l'uso della forza per depredare altri popoli delle loro risorse, occorrerà necessariamente confrontarsi con dei processi di trasformazione del modo di vivere, di produrre e di consumare che, se non adeguatamente governati, potrebbero rivelarsi catastrofici.

Paradossalmente, va osservato che la relativa scarsità degli idrocarburi potrebbe rivelarsi la salvezza del genere umano, costituendo una limitazione forzosa delle emissioni di gas-serra e delle conseguenti modificazioni del clima. In quest'ottica, credo che sia importante che chi è sensibile a queste problematiche si renda conto che la falsa soluzione dell'idrogeno può rivelarsi uno strumento insidioso per aggirare tali limitazioni.

Una analisi delle possibili vie d'uscita dai gravi problemi ai quali si è qui accennato, e delle loro conseguenze politiche, richiederebbe molto tempo. Mi pare soltanto opportuno ricordare la già citata correlazione tra consumi energetici e ricchezza materiale, che ha come corollario il fatto che le diseguaglianze nella disponibilità di fonti energetiche si traducono in disuguaglianze nei livelli di vita. È dimostrato, ad esempio, che nessun paese che abbia livelli di consumo medio annuo di energia commerciale inferiori ai 100 kg equivalenti di petrolio pro capite è in grado di soddisfare i bisogni di base dei suoi abitanti [5].

Volendo schematizzare la situazione in poche parole, la prossima fine del petrolio e del gas a basso costo, l'improponibilità del carbone per i suoi inaccettabili costi ambientali e il limitato sviluppo delle fonti rinnovabili, uniti ai rischi connessi ad un uso massiccio della fissione nucleare, e alla lontananza temporale della realizzazione della fusione, sono tutti fattori che puntano alla necessità di arrestare e possibilmente invertire la crescita dei consumi energetici.

Stante il fatto che una parte non piccola della popolazione mondiale, che vive in situazioni di povertà estrema, ha comunque necessità di incrementare i propri consumi onde raggiungere livelli di vita materiale accettabili, è evidente che la maggior parte dell'onere ricade sui paesi industrializzati.

Ma una reale riduzione dei consumi non può essere attuata solo aumentando l'efficienza con cui si usa l'energia, perché gli aumenti di efficienza sono comunque condizionati da ben precisi limiti termodinamici. Occorre quindi agire sulle cause stesse che sono alla base del continuo aumento dei consumi, e attuare una fuoriuscita dal paradigma economico corrente, che vede nella crescita continua della produzione di beni e servizi una condizione essenziale per lo sviluppo del genere umano. D'altra parte, vista la stretta correlazione esistente tra consumi energetici e ricchezza materiale, questo cambiamento ha come inevitabile corollario la necessità di instaurare adeguate politiche redistributive a livello planetario.

In mancanza di un approccio di questo tipo, la cui implementazione va iniziata senza ulteriori ritardi, non è difficile prevedere che l'approssimarsi del picco della produzione mondiale di petrolio sarà all'origine di una sempre maggiore instabilità internazionale, che sfocerà in nuove guerre per il controllo delle risorse rimanenti. In quei paesi che non vorranno, o non potranno, cimentarsi in questi conflitti, il forte aumento del prezzo dei combustibili causerà scontri sociali di portata mai vista prima, e potrebbe anche causare una brusca riduzione della produzione agricola. Non è esagerato sostenere che, se non si inizia da subito a correre ai ripari, la fine del petrolio a basso costo potrebbe essere la causa scatenante di un collasso delle società industrialmente avanzate.

Riferimenti bibliografici

[1] C. J. Campbell, J. H. Laherrère, The End of Cheap Oil, Scientific American 3, 78 (1998).

[2] C. B. Hatfield, Oil Back on the Global Agenda, Nature 387, 121 (1997).

[3] H. J. Longwell, The Future of the Oil and Gas Industry: Past Approaches, New Challenges, World Energy 5, 100 (2002).

[4] J. Rifkin, Economia all'idrogeno, Mondadori (Milano, 2002).

[5] V. Smil, Storia dell'energia, Il Mulino (Bologna, 2000).