Decarbonizzazione dell'industria italiana. Analisi del potenziale tecnico e costruzione di possibili scenari

On December 15 2015 the Member States of the United Nations Framework Convention on Climate Change signed the Paris Agreement with the aim of limiting global warming to below 2°C. To this end the European Union is committed to reducing to zero carbon dioxide emissions by 2050 and industry is a central theme in this goal. This work aims to identify available solutions for the decarbonization of some sectors of the Italian industry, including the non-metallic minerals, chemical, steel and paper sectors. Starting from an analysis of the literature and from the elaboration of data about the current situation, national scenarios to 2050 are developed for each production process, combining some of the solutions available for decarbonisation, which include (i) energy efficiency, (ii) the substitution of fossil fuels through electrification, the use of biomass or synthetic energy carriers, (iii) the reduction of the demand for final products and (iv) carbon capture and storage/utilization of CO2. The analysis shows that energy efficiency interventions will be fundamental. It will also be essential the transition from fossil fuels to electricity, which can be used both for the generation of heat and for the production of hydrogen. Hydrogen can then be used both as a fuel and as a raw material. During the transition circular economy strategies, such as recycling and waste reduction in production processes, will have to be implemented. The transition will have to take place soon, taking into account the long service life of industrial facilities. Therefore, it is necessary to define an action plan to promote investments in technologies aimed at reducing emissions. The current economic context is unstable, due to the crisis of 2008 and the COVID-19 pandemic. For this reason, political support will be of paramount importance so as to guide the process of innovation.

Il 15 dicembre 2015 gli stati membri della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici hanno firmato l’Accordo di Parigi, con l’obbiettivo di limitare il riscaldamento globale al di sotto dei 2°C. A tal fine l’Unione Europea si è impegnata ad abbattere le emissioni di anidride carbonica entro il 2050 e l’industria è uno dei temi centrali in questo obbiettivo. Questo lavoro di tesi ha come obbiettivo l’individuazione delle soluzioni disponibili per la decarbonizzazione di alcuni settori dell’industria italiana, cioè quello dei minerali non metallici, chimico, siderurgico e della carta. A partire da un’analisi della letteratura e dall’elaborazione dei dati disponibili circa la situazione attuale, per ogni processo produttivo vengono elaborati degli scenari nazionali al 2050, in cui vengono combinate tra loro alcune delle soluzioni disponibili per la decarbonizzazione, che includono (i) l’efficientamento energetico, (ii) la sostituzione dei combustibili fossili attraverso l’elettrificazione, l’utilizzo di biomassa o vettori energetici di sintesi, (iii) la riduzione della domanda di prodotti finali e (iv) la cattura e stoccaggio/utilizzo di CO2. Da tali scenari emerge che saranno fondamentali gli interventi di efficienza energetica. Essenziale sarà anche il passaggio dai combustibili fossili all’energia elettrica, che potrà essere utilizzata sia per la generazione di calore sia per la produzione di idrogeno. L’idrogeno potrà poi essere impiegato come combustibile e anche come materia prima. Nel percorso di transizione sarà importante implementare strategie di economia circolare, come il riciclo e la riduzione degli sprechi nei processi produttivi. La transizione dovrà avvenire in tempi brevi, se comparati con la vita utile degli impianti industriali. È quindi necessario definire un piano di interventi che possa favorire gli investimenti in tecnologie che permettano di ridurre le emissioni. Ciò avverrà in un contesto economico complicato e reso instabile dalla crisi del 2008 e dalla pandemia da COVID19. Il supporto politico sarà di fondamentale importanza per guidare il processo di innovazione.