SM 2896 — Economia e commercio del clima e delle foreste — 2007

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Tesi discussa in occasione del conferimento della Laurea honoris causa in Economia e Commercio da parte della Facoltà di Economia dell’Università di Foggia, Università degli Studi di Foggia, 19 dicembre 2007

  Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

L’uomo ha perso la capacità di prevedere e prevenire; finirà per distruggere la Terra

Albert Schweitzer (1875-1965)

 

Premessa

Può destare meraviglia il titolo di questa tesi: che senso ha trattare gli aspetti commerciali, oltre che economici, dei mezzi per evitare i cambiamenti climatici ? normalmente si commercia un prodotto industriale come la benzina, o agricolo come il grano, o un servizio come la possibilità di inviare un messaggio o di viaggiare o di curare una malattia. Qui cercherò invece di analizzare i danni associati ai mutamenti climatici, i relativi costi, mettendo in evidenza che tali danni sono in parte associati alle attività produttive e merceologiche, e in parte possono essere corretti proprio intervenendo sulle regole della produzione e del commercio.

1. I caratteri della crisi climatica.

Da mezzo secolo a questa parte, ma in forma sempre più vistosa in questi ultimi decenni, si stanno osservando delle modificazioni del clima planetario: aumento delle piogge e, nello stesso tempo, aumento delle superfici desertiche, fusione dei ghiacci e improvvise, più violenti e frequenti tempeste che provocano allagamenti e distruzione di vite umane e di ricchezze. Tali mutamenti sono attribuiti ad un lento graduale aumento della temperatura media del pianeta.

La Terra è una scheggia di rocce circondate da uno straterello di gas, l’atmosfera. La Terra ha — probabilmente da tantissimo tempo — una temperatura media superficiale di circa 15 gradi Celsius, è “caldissima”, quindi, rispetto ai freddissimi spazi interplanetari (a circa 270 gradi Celsius sotto zero); essa deve la sua temperatura, apparentemente unica fra i corpi celesti noti, alla composizione chimica dell’atmosfera che regola il flusso di energia solare in arrivo sulla superficie del pianeta.

Il Sole, la cui temperatura superficiale è di circa 5500 gradi Celsius, emette un radiazione ultravioletta, visibile e infrarossa vicina, che attraversa senza difficoltà l’atmosfera e scalda la Terra; nello stesso tempo la Terra irraggia verso gli spazi freddi esterni, attraverso l’atmosfera, calore sotto forma di radiazione infrarossa. La quantità di calore che arriva sulla Terra è (quasi) esattamente uguale al calore che la Terra perde verso l’esterno, per cui da millenni, forse milioni di anni, la sua temperatura media di circa 15 gradi è abbastanza costante.

A tale temperatura l’acqua rimane allo stato liquido e la Terra perciò ha potuto e può continuare ad ospitare la vita, così come la conosciamo, in forma di microrganismi, di piante, di animali e (da poche centinaia di migliaia di anni) di quegli specialissimi animali che sono le persone umane.

La stabilità della temperatura media terrestre è dovuta alla composizione chimica dell’atmosfera, costituita per il 78 % circa da azoto, per il 21 % da ossigeno, con piccole quantità di altri gas. Rispetto a 5 milioni di miliardi di tonnellate di gas complessivi dell’atmosfera essa contiene anche circa 13.000 miliardi di tonnellate di vapore acqueo e una quantità un po’ inferiore, circa 3.000 miliardi di tonnellate, di un altro gas, l’anidride carbonica.

Circa due terzi dei 500 milioni di chilometri quadrati della superficie della Terra sono occupati dall’acqua dei mari e degli oceani, circa 1.400 milioni di miliardi di tonnellate, la cui temperatura varia abbastanza poco, dai poli all’equatore. Per il restante terzo della superficie terrestre, quella occupata dalle terre emerse, possiamo parlare soltanto di temperatura “media” di 15 gradi perché vi sono zone caldissime, altre freddissime, altre coperte da ghiacci che si formano e restano a temperature sotto zero gradi Celsius. Le differenze di temperatura fra terre emerse e oceani provocano i venti che spostano i gas dell’atmosfera da una parte all’altra della sfera terrestre e fanno evaporare l’acqua e la fanno condensare allo stato di pioggia.

2.  Riscaldamento planetario e attività umane

I caratteri, la composizione chimica e la temperatura degli oceani, delle terre emerse e dell’atmosfera sono continuamente modificati dalle attività umane, dei circa 6.600 milioni (nel 2007) di persone che, pur pesando “appena” meno di mezzo miliardo di tonnellate, spostano e maneggiano ogni anno 50 miliardi di tonnellate di prodotti agricoli e forestali, di combustibili e di rocce e tremila miliardi di tonnellate di acqua. Tutta questa attività tecnica ed economica, richiesta per la produzione e il consumo di merci e di servizi, è in continuo aumento anche perché ogni anno la popolazione umana aumenta di 70 milioni di unità.

La più rilevante modificazione ambientale consiste nella crescente immissione di anidride carbonica e di altri gas nell’atmosfera, la cui composizione viene così gradualmente modificata. L’anidride carbonica atmosferica lascia arrivare sulla superficie terrestre la radiazione ultravioletta, visibile e infrarossa vicina proveniente dal Sole, ma filtra e trattiene all’interno dell’atmosfera una parte della radiazione infrarossa che la superficie terrestre “deve” rigettare verso gli spazi interplanetari per poter conservare l’attuale temperatura “media”.

Una parte del calore proveniente dal Sole viene quindi trattenuto all’interno dell’atmosfera e quindi sulla superficie degli oceani e delle terre emerse. E’ lo stesso fenomeno con cui vengono riscaldate le serre nelle quali il calore solare viene intrappolato, anziché dall’atmosfera, da una lastra di vetro che pure lascia passare la radiazione visibile e non quella infrarossa, ma la funzione è la stessa, tanto che si chiama “effetto serra” il riscaldamento dell’atmosfera conseguente l’immissione di crescenti quantità di anidride carbonica (e di pochi altri gas, chiamati genericamente “gas serra”) nell’atmosfera.

I gas che fanno aumentare l’effetto serra sono generati dalle attività umane: riscaldamento domestico, condizionatori dell’aria, produzione di merci, agricoltura e zootecnia, trasposti, eccetera; la loro massa, in continuo aumento, dipende: dal numero di abitanti della Terra, dai consumi di carbone, petrolio e gas naturale (4 miliardi di tonnellate nel 1960, undici miliardi di tonnellate nel 2007) e dalla massa delle merci industriali, agricole e forestali prodotte e consumate.

I gas immessi ogni anno nell’atmosfera da queste attività — per lo più dalle combustioni —sono aumentati da circa 10 miliardi di tonnellate all’anno nel 1960, a circa 30 miliardi di tonnellate all’anno nel 2007; una parte, più o meno la metà, soprattutto anidride carbonica, viene eliminata dall’atmosfera dalle piogge, dal contatto fra l’atmosfera e gli oceani, dalla vegetazione che assorbe l’anidride carbonica nel processo di fotosintesi con cui “produce” foglie, tronchi, radici, eccetera.

Il contenuto di anidride carbonica nell’atmosfera è aumentato, sempre nel quasi mezzo secolo, da 2.400 all’attuale valore di circa 3.000 miliardi di tonnellate, prima ricordato. Tenendo conto della differenza di peso specifico fra i vari gas dell’atmosfera, dal 1960 ad oggi la concentrazione dell’anidride carbonica è cresciuta da 300 a 380 parti in volume per milione di parti in volume di aria, o, come si dice, da 300 a 380 ppm. I migliori dati disponibili indicano che ogni anno circa 15 miliardi di tonnellate di anidride carbonica si aggiungono a quella già esistente nell’atmosfera e che quindi la concentrazione di CO2 aumenta di circa 3 ppm all’anno.

All’effetto serra contribuiscono, oltre all’anidride carbonica, anche altri gas generati dalle attività umane e industriali, come metano, idrocarburi clorurati, ossido di azoto, fluoruro di zolfo, che vengono immessi nell’atmosfera, anch’essi in seguito alle attività umane, in quantità piccole come massa ma che hanno, a parità di peso, un potere di alterazione del clima molto maggiore di quello della stessa anidride carbonica:

1 kg di                                   equivale a kg di anidride carbonica

 

anidride carbonica                                                       1

metano                                                                            21

protossido di azoto N2O                                        310

perflurocarburi                                                      1430

idrofluorocarburi                                              14.800

esafluoruro di zolfo SF6                                  24.000

 

(valori solo indicativi)

 

 

Nel contabilizzare la concentrazione di gas serra nell’atmosfera si usa tenere conto di queste differenze indicando il valore complessivo dei gas serra come massa di “anidride carbonica equivalente”. Dati su tale contabilità si trovano nei documenti dell’Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC, la cui versione più recente e aggiornata è disponibile in Internet nel sito www.ipcc.ch.

 

 

3.  Modificazioni chimiche dell’atmosfera e modificazioni climatiche

Il crescente flusso di gas serra nell’atmosfera sta provocando un lento graduale aumento della temperatura media della Terra, probabilmente di un grado in mezzo secolo; se è incerto il valore assoluto di tale aumento, sono considerati attendibili i seguenti fatti:

(a)  i mutamenti climatici in atto sono dovuti ad un aumento della temperatura media del pianeta;

(b) il riscaldamento planetario è dovuto al cambiamento del bilancio della radiazione solare che raggiunge la superficie del pianeta dopo avere attraversato l’atmosfera e dell’energia che viene reirraggiata dalla superficie della Terra, attraverso l’atmosfera, verso gli spazi interplanetari;

(c) il mutamento del bilancio energetico della Terra è dovuto ad un cambiamento della composizione chimica dell’atmosfera;

(d) i mutamenti climatici si manifestano essenzialmente con il cambiamento del ciclo delle piogge e quindi del flusso dei fiumi, con una crescente intensità delle piogge improvvise in alcune zone e con lunghi periodi di siccità in altre zone, con la diminuzione della portata di alcuni fiumi e con alluvioni in altri, con la fusione di una parte dei ghiacciai e conseguente aumento del livello medio dei mari, erosione delle coste e invasione e salinizzazione di zone costiere da parte dell’avanzata dei mari, con fenomeni di desertificazione per cui terre finora fertili lo sono di meno a causa dell’erosione del suolo o dell’aumento della temperatura, con l’aumento della frequenza e dell’intensità delle tempeste, soprattutto tropicali;

(e) la composizione chimica dell’atmosfera è modificata dalle attività umane che immettono nella, o sottraggono dalla, atmosfera sostanze chimiche gassose, e dai cambiamenti, ad opera degli esseri umani, dell’utilizzazione del suolo e della superficie delle foreste, il che fa diminuire la quantità di anidride carbonica sottratta all’atmosfera dalla fotosintesi;

(f)  le attività modificatrici del clima sono la conseguenza di attività umane che arrecano vantaggi economici ad una parte dei terrestri (produzione di merci, espansione delle città, aumento della mobilità, eccetera, tutte attività che immettono dei gas nell’atmosfera o vendita del legname delle foreste), terrestri che per semplicità chiameremo “inquinatori”, e comportano costi e danni ad una parte dei terrestri (che per semplicità chiameremo “inquinati”).

4.  Le critiche

Prima di procedere ritengo mio dovere far presente che le precedenti considerazioni non sono condivise da alcuni studiosi o governanti i quali sostengono:

(a)  che mutamenti climatici ci sono sempre stati nella storia geologica della Terra;

(b)  che non è vero che esiste un riscaldamento planetario;

(c)  che se anche esiste un riscaldamento planetario questo non è dovuto alle modificazioni della composizione chimica dell’atmosfera;

(d)  che anche se vi sono delle modificazioni della composizione chimica dell’atmosfera queste non sono dovute alle attività umane economiche;

(e)  che alcune modificazioni della composizione chimica dell’atmosfera possono avere effetti economici benefici.

Nonostante queste obiezioni la maggior parte dei governi, nell’ambito delle Nazioni Unite, ha ritenuto necessario arrivare ad accordi per cercare di limitare i danni dovuti ai mutamenti climatici.

5.  I mutamenti climatici comportano costi monetari

I fenomeni prima ricordati, dovuti ai mutamenti climatici, comportano dei costi: le più frequenti tempeste e alluvioni in alcune zone comportano la distruzione di edifici e dei raccolti, la fusione di parte dei ghiacciai e il conseguente aumento del livello degli oceani comporta l’allagamento di zone costiere dove esistono abitazioni, porti, insediamenti turistici, la diminuzione della frequenza e dell’intensità delle piogge, in altre zone, comporta l’avanzata dei deserti e l’inaridimento di territori in cui pure esisteva una agricoltura. I mutamenti climatici comportano una diminuzione della disponibilità di acqua dolce e la salinizzazione di alcune falde idriche e terre costiere ad opera dell’avanzata verso la terra dell’acqua di mare.

Costa anche — ai singoli coinvolti e alla comunità internazionale — l’ulteriore impoverimento dei paesi poveri per l’avanzata dei deserti, l’inaridimento dei campi, l’aumento della fame e della sete e delle malattie, tutti fenomeni che nei paesi poveri provocano ribellioni, movimenti di protesta, migrazioni verso pascoli e terre dei paesi vicini e guerre locali, e pressione da parte dei poveri per emigrare nei paesi ricchi.

Comunque è forse la prima volta che una generazione ha la consapevolezza che alcuni interventi sui cicli della natura, come appunto i mutamenti climatici, dovuti alle crescenti attività umane e al crescente irreversibile inquinamento dell’atmosfera, comportano costi non solo per la generazione che li provoca, ma anche per le generazioni future. Danni alle generazioni successive da parte di una generazione ci sono sempre stati; il diboscamento delle montagne dell’Attica per ricavare legname per le miniere, nel mondo greco, ha reso sterili vaste zone con danni per chi le avrebbe abitate in seguito; il taglio delle foreste europee, per fini “economici”, nel Medioevo ha provocato frane e alluvioni e danni a chi avrebbe abitato tali zone, noi compresi. Molte altre alterazioni della natura per motivi economici e sostanzialmente legittimi, da parte di alcuni soggetti economici, hanno comportato costi per altri soggetti economici lontani dai primi nello spazio e lontani dai primi nel futuro. Si possono utilmente consultare i classici libri: “L’uomo  e la natura, ossia la superficie terrestre modificata per opera dell’uomo”, di George Perkins Marsh, 1872, ristampa 1988, e “Man’s role in changing the face of the Earth”, due volumi a cura di W.L. Thomas, 1956, ristampa, 1971.

L’unica differenza sta nel fatto che noi sappiamo che le nostre azioni stanno modificando il pianeta e sappiamo, o almeno possiamo prevedere abbastanza bene, quali danni e costi ricadranno sia su popolazioni lontane dalle fonti delle alterazioni, sia sulle generazioni future.

6.  Chi deve pagare tali costi ?

Dal momento che, nonostante le critiche sopra accennate, sembra che vi sia vasto consenso alla convinzione che i mutamenti climatici sono dovuti alle attività umane, mi propongo di identificare alcuni costi che dovrebbero essere affrontati per rallentare i mutamenti climatici e la possibile distribuzione di tali costi a risarcimento dei danneggiati, un problema trattabile con le teorie dell’economia ambientale sostanzialmente ispirate agli scritti di Arthur Cecil Pigou, di ormai quasi un secolo fa, sulla “economia del benessere”, “Wealth and welfare”, 1912, poi “The economics of  welfare”,  1920 e 1932.

Schematizzando al massimo, in una specie di parabola, esaminiamo i rapporti economici fra due soggetti che potremmo chiamare, uno l’inquinatore e l’altro l’inquinato. Il primo soggetto costruisce, in maniera del tutto legittima, una fabbrica di scarpe il cui funzionamento immette nell’aria sostanze nocive che ricadono al di fuori del muro della fabbrica, in un terreno in cui si trova una vigna; prima dell’arrivo della fabbrica il contadino, vendendo la sua uva, guadagnava, diciamo, mille lire all’anno. Dopo l’arrivo della fabbrica la produzione di uva diminuisce e il contadino riesce a guadagnare soltanto 500 lire all’anno. Insisto sul fatto che sia l’inquinatore sia l’inquinato operano in piena legalità, anzi la loro attività è lodevole perché fa aumentare la ricchezza e l’occupazione e soddisfa bisogni umani. Il vignaiolo si rivolge al proprietario della fabbrica e chiede di essere risarcito per le 500 lire all’anno di diminuito guadagno. A questo punto possono succedere varie cose:

(a)  L’inquinatore versa 500 lire al vignaiolo inquinato, il quale si mette quieto perché ha lo stesso guadagno di prima dell’arrivo dell’inquinatore; questi continua ad inquinare con danno per la natura e per le viti, e deve solo trovare modo di recuperare la somma data al vignaiolo. Può farlo aumentando il prezzo delle scarpe, il quale diventa così elevato che gli acquirenti non possono pagarlo e il fabbricante è costretto a produrre meno scarpe e a licenziare gli operai. Il ristabilimento della giustizia nei confronti dell’inquinato viene pagato dalle famiglie dei lavoratori che perdono il posto, i quali con l’inquinamento non hanno niente a che fare. Vince il vignaiolo, perde la natura, perde l’inquinatore e perdono gli operai.

(b)  L’inquinatore non può pagare le 500 lire al vignaiolo inquinato, chiude la fabbrica e licenzia gli operai. Si è ristabilita una giustizia ecologica (l’aria ritorna limpida), economica per il vignaiolo che produce di nuovo uva per 1000 lire all’anno, ma questa operazione rende povero il fabbricante di scarpe e le famiglie degli operai. Vince la natura, vince il vignaiolo e perde l’inquinatore e perdono gli operai.

(c)  Nell’uno e nell’altro caso gli operai disoccupati e lo stesso fabbricante, diventati poveri, chiedono aiuto allo stato che li risarcisce per il mancato guadagno, traendo i soldi dalle tasse dei cittadini. Così tutti i cittadini di quel paese, anche quelli che non hanno bisogno di altre scarpe e non bevono il vino, pagano per il vantaggio del vignaiolo, della limpidità dell’aria, dei lavoratori e dell’imprenditore disoccupati.

(d)  L’inquinatore scopre che con 500 lire può acquistare un filtro da applicare al camino evitando così l’inquinamento dell’aria. L’aria ritorna limpida, le viti del vignaiolo riprendono a produrre uva per 1000 lire all’anno. Anche in questi caso le scarpe costeranno di più e l’inquinatore sarà costretto a produrne e venderne di meno, dovrà licenziare un po’ di operai, alcuni dei quali potranno essere assunti dal venditore di filtri per camini. Vince la natura, vince il vignaiolo, vince il fabbricante di filtri, perde l’inquinatore.

Naturalmente si potrebbero ipotizzare molti altri casi, ma la morale della parabola è la stessa; le attività di alcuni (di tutti) i soggetti economici alterano in qualche forma la natura e l’ambiente e danneggiano altri soggetti economici (talvolta più o meno tutti), generando ingiustizie. Le diseconomie fra inquinatori e inquinati non si possono risolvere sul piano privatistico; occorre un intervento pubblico, dello “Stato”, che metta inquinatori e inquinati, ciascun dei quali per un motivo o per l’altro ha insieme, sia pure in grado molto differente, un vantaggio e un danno economico, in condizioni di rendere minimo il costo e il danno di ciascuno. Ciò si può ottenere facendo pagare agli inquinatori delle imposte, proporzionali alla quantità di agenti inquinanti, da spendere per risarcire gli inquinati, oppure fissando dei limiti di emissioni, la massima quantità di agenti inquinanti che ogni inquinatore può emettere.

Nel caso dei mutamenti climatici praticamente chiunque produce e usa merci e servizi è responsabile di immissione dei gas serra nell’atmosfera e dei mutamenti climatici; a maggior ragione una situazione di giustizia non si può stabilire con rapporti privati; lo stato, o gli stati, o la comunità internazionale, devono intervenire con uno degli strumenti prima citati, divieti o imposte. L’applicazione pratica di uno di questi strumenti presuppone la conoscenza della risposta a domande come: chi inquina e quale utile ne ha ? con che cosa e quanto inquina ? chi è inquinato ? è possibile diminuire l’inquinamento e che cosa costa ? quale danno ha l’inquinato ? che cosa valgono, in denaro, questi danni ?

Per quanto riguarda quest’ultima domanda, alcune stime parlano di danni complessivi per cifre dell’ordine di oltre 25 miliardi di euro all’anno, una cifra che, se fosse vera, corrisponderebbe appena a un millesimo del prodotto interno lordo globale: sembra un po’ poco.

7.    Chi è responsabile ?

Una delle fonti delle alterazioni climatiche è costituita dalla modificazione, di origine antropica, del ciclo naturale del carbonio attraverso la distruzione di boschi e vegetazione — col che viene portata via meno anidride carbonica dall’atmosfera e ne aumenta la concentrazione — e attraverso l’estrazione e la combustione di carbonio fossile (carbone, petrolio, gas naturale, circa 11 miliardi di tonnellate all’anno) con immissione nell’atmosfera dell’anidride carbonica (due o tre tonnellate per tonnellata di combustibile fossile) che era stata fissata, milioni di anni fa, dai vegetali e animali poi fossilizzati; altra anidride carbonica finisce nell’atmosfera in seguito alla scomposizione dei carbonati, per esempio per la produzione del cemento (poco meno di una tonnellata per tonnellata di cemento, con una produzione mondiale di oltre 2,5 miliardi di tonnellate di cemento), del vetro, eccetera. Il metano, altro gas serra, viene immesso nell’atmosfera in seguito alla coltivazione del riso, al metabolismo di animali ruminanti, agli sfiati delle raffinerie di petrolio, dei pozzi metaniferi e dei metanodotti, delle miniere di carbone abbandonate, eccetera. Di origine antropica sono pure le immissioni nell’atmosfera degli altri gas serra, prima citati, come l’ossido di azoto, molti composti clorurati di interesse commerciale e industriale, eccetera.

Se si deve applicare una imposta proporzionale alle emissioni di gas serra espressi come “anidride carbonica equivalente” — una di queste imposte è la “carbon tax” — e si deve imporre un divieto di emissioni bisogna conoscere da dove viene — da quale attività economica e da quale soggetto — ciascuna unità di peso di ciascun gas serra, ricorrendo ad analisi intersettoriali delle attività economiche, e bisogna identificare dei coefficienti tecnici che consentano di identificare quanti chili di ciascun gas serra sono associati alla produzione, all’uso, alle importazioni ed esportazioni di ciascuna merce e di ciascun servizio.

Si conosce più o meno la massa di anidride carbonica liberata da una unità di massa dei vari combustibili fossili, come si è detto, anche se tale coefficiente dipende dalla maniera in cui avviene la combustione. Si comincia ad avere qualche informazione anche sul “costo in gas serra” di alcuni processi e di alcuni prodotti. Un esempio è offerto dal fatto che alcune norme usano, come indicatore, per gli autoveicoli, un costo in CO2 per chilometro percorso, e questo indicatore è presentato anche come fattore pubblicitario, essendo più virtuosi gli automezzi che emettono meno di 120-140 grammi di CO2 per chilometro.

I conti non sono facili perché la produzione e l’uso di ogni merce o servizio richiede oggetti che sono il risultato di cicli produttivi nei quali, a loro volta, sono stati generati anidride carbonica o altri gas serra. Nel caso delle automobili il valore sopra citato si riferisce alla CO2 emessa durante la combustione della benzina o del gasolio, ma la virtù ecologica dovrebbe essere valutata tenendo conto anche dell’anidride carbonica prodotta nella fabbricazione dell’acciaio e dell’alluminio, nella industria meccanica, nella fabbricazione dei pneumatici, eccetera.

Come vecchio merceologo ci tengo, a questo punto, a ricordare che l’immeritato onore che mi viene fatto con questa laurea in Economia e Commercio ha la sua origine e motivazione nella svolta culturale impartita, oltre mezzo secolo fa, nei primi anni cinquanta del Novecento, dal mio maestro, Walter Ciusa (1906-1989), professore di Merceologia a Bari e Bologna, con alcune opere fondamentali con cui egli ha riconosciuto che i problemi economici e fiscali possono essere affrontati con successo soltanto attraverso lo studio dei “cicli produttivi”, della circolazione della materia e dell’energia dalle materie prime, alla produzione, al consumo, ai rifiuti. E’ stato il professor Ciusa che ha impostato, nella ricerca e nell’insegnamento, nelle Facoltà economiche lo studio della “Tecnologia dei cicli produttivi” — divenuta poi titolo di molte cattedre universitarie. Anche se il suo contributo iniziale è stato largamente ignorato e dimenticato, da tale impostazione degli studi merceologici derivano le attuali indagini su quello che si chiama “il ciclo vitale” dei prodotti — cioè la contabilità della, appunto, tecnologia dei cicli produttivi, la possibilità di dare una risposta adeguata e scientificamente attendibile alla domanda fatta prima: chi provoca l’effetto serra (o qualsiasi altro inquinamento) e con che cosa ?

8.  Limiti alle emissioni

Una volta riconosciuto che i mutamenti climatici costituiscono un fenomeno dannoso reale e irreversibile, derivano dalle crescenti attività umane e comportano crescenti costi monetari, i governi del mondo hanno deciso, come membri della comunità internazionale, delle Nazioni Unite, che occorre rallentare l’immissione nell’atmosfera dei gas serra, soprattutto anidride carbonica. Si è così arrivati, nel 1992, al “protocollo di Kyoto” — continuamente aggiornato in  numerosi incontri, l’ultimo dei quali si è tenuto a Bali nei giorni scorsi — che ha stabilito che ogni paese della Terra avrebbe dovuto limitare le emissioni di gas serra ad un valore un po’ inferiore a quello del 1990. Sono stato fortunato di aver potuto presentare questa tesi avendo a disposizione i risultati dell’incontro dei giorni scorsi, della United Nations Framework Convention on Climate Change, svoltasi dal 3 al 14 dicembre 2007, i cui risultati sono già disponibili in Internet nel sito http://unfccc.int.

Alcuni paesi non hanno aderito agli accordi del protocollo di Kyoto e quasi nessuno l’ha rispettato perché le emissioni di gas serra sono proporzionali alla crescita della produzione e consumo di merci; diminuire tali emissioni significherebbe un rallentamento della crescita economica e questo non va bene né per i paesi industrializzati ricchi, né tanto meno, per quelli emergenti o poveri. I paesi poveri che distruggono le loro foreste, diminuendo la capacità che esse hanno di depurare l’atmosfera dall’anidride carbonica e aumentando le condizioni per il riscaldamento planetario, lo fanno perché il legno richiesto dalle cartiere e industrie dei paesi ricchi è l’unica cosa che essi possono vendere per sopravvivere.

Va comunque rilevato che anche se si trovasse un accordo internazionale per fermare, diciamo pure al valore attuale, le emissioni annue di gas serra, la concentrazione dell’anidride carbonica nell’atmosfera continuerebbe a crescere in ragione di 2 o 3 ppm all’anno: dalle attuali 380 ppm a 410 ppm nel 2020, a 430-440 ppm nel 2030 e avanti di questo passo. In mancanza di concrete iniziative politiche ed economiche l’aumento sarebbe ancora maggiore, probabilmente fino a oltre 500 ppm alla fine del 21° secolo, con conseguente aumento della temperatura media terrestre e dei disastri climatici e dei relativi costi, per le generazioni future, appunto.

9.  Eliminare i gas serra

Così come nella parabola dell’inquinatore e dell’inquinato, l’inquinatore, per evitare di dover risarcire l’inquinato, accetta di spendere soldi per mettere sul suo camino dei filtri, così al fine di diminuire l’aumento della concentrazione dell’anidride carbonica e degli altri gas serra nell’atmosfera sono state studiate e proposte varie soluzioni scientifiche e tecniche, ciascuna, ovviamente, costosa.

Una di queste consiste nell’impedire l’immissione dell’anidride carbonica nell’atmosfera a mano a mano che si forma, il che consentirebbe di continuare ad usare energia e a produrre merci con minori danni climatici. Ciò potrebbe avvenire raccogliendo l’anidride carbonica, presente nei fumi che escono dai camini delle centrali e delle fabbriche, assorbendola con adatte sostanze o seppellendola sotto terra, entro cavità come potrebbero essere i pozzi petroliferi o metaniferi abbandonati.

Oppure si potrebbe convogliare l’anidride carbonica mediante lunghe condotte a grande profondità nei mari e negli oceani. L’anidride carbonica potrebbe sciogliersi e disperdersi in una gran massa di acqua marina; oppure potrebbe essere immessa nel fondo dei mari; alla profondità di 500 metri l’acqua marina sovrastante esercita una pressione di 50 atmosfere e sotto tale pressione l’anidride carbonica gassosa si trasforma in un complesso abbastanza stabile che resterebbe sul fondo degli oceani. Il costo di queste operazioni ricadrebbe sugli inquinatori che, pagando i depuratori, eviterebbero di pagare una imposta, e si tradurrebbe in ricchezza e lavoro per chi fabbrica i sistemi di sepoltura dei gas serra.

Altri ancora pensano ad usi industriali dell’anidride carbonica, ad una “chimica” basata sulla trasformazione della CO2.. In questo modo una parte dei costi associati alle emissioni potrebbero essere recuperati dalla vendita di nuove materie prime o di prodotti oggi ottenuti per via petrolchimica. Non ci si deve comunque nascondere che le tecnologie sono ancora arretrate e che comunque si sposterebbe da una fonte all’altra l’emissione di gas serra. 

Più convincente è la proposta di assorbire l’anidride carbonica atmosferica aumentando la superficie dei boschi e della vegetazione. Col processo di fotosintesi ogni kg di legno che si forma porta via dall’atmosfera un paio di kg di anidride carbonica; un ettaro di bosco assorbe dall’atmosfera circa 20 tonnellate di anidride carbonica all’anno. Purtroppo nei paesi poveri tropicali gli abitanti tagliano le foreste per aumentare la superficie coltivata a prodotti alimentari e commerciali, oppure per vendere il legno, oppure per estrarre dei minerali dal sottosuolo delle foreste stesse, operazioni che bisognerebbe fermare con adeguate compensazioni a carico dei responsabili. Nello stesso tempo, in tali paesi, potrebbero essere ”coltivate”, piantando alberi, previo compenso, le terre lasciate abbandonate perché le popolazioni locali non hanno nessun interesse economico a coprirle di foreste se queste non rendono niente.

I paesi industriali potrebbero continuare a produrre merci, che verrebbero a costare di più, e dovrebbero versare agli abitanti di molti paesi poveri un compenso per il mancato reddito, o un compenso proporzionale alla superficie che vorranno coprire di alberi. Gli abitanti dei paesi industriali, forti inquinatori e responsabili dell’effetto serra, possono così mettere in pace la propria coscienza e continuare ad inquinare pagando qualche soldo a qualche paese povero che verrebbe così a partecipare in qualche modo al benessere globale. Qualcuno ha giustamente scritto che questa maniera di ragionare è come il commercio delle indulgenze praticato nel Medioevo.

Eppure i “crediti” per la diminuzione delle emissioni di gas serra — i “certified emission reduction credits”, CER, ciascuno dei quali corrisponde all’eliminazione di una tonnellata di “anidride carbonica equivalente” — sono già oggetto di fiorente commercio, vengono trattati nelle borse internazionali ad un prezzo variabile fra 10 e 50 euro per CER. Non era poi tanto sbagliato parlare di un commercio del clima e dei boschi.

Considerazioni etiche a parte, la procedura di pagare per conservare o aumentare la superficie dei boschi che depurano l’atmosfera comporta alcuni problemi: il primo riguarda il compenso da attribuire per ogni ettaro di terreno salvato dal diboscamento o per ogni nuovo ettaro di bosco piantato e coltivato. Un compenso di 20 euro per ogni tonnellata di anidride carbonica “eliminata” ogni anno potrebbe significare che un paese, o un villaggio, o un coltivatore, avrebbe una “rendita” che potrebbe arrivare a circa 400 euro per ogni ettaro di bosco nuovo o salvato, per ogni anno in cui il bosco è tenuto in vita in buone condizioni. Trattandosi di transazioni commerciali i paesi o i soggetti inquinatori dovrebbero stare bene attenti che i soldi pagati per i boschi che assicurano il “diritto ad inquinare” corrispondano effettivamente alla creazione e alla conservazione dei boschi disinquinanti e che non vengano compiute frodi.

D’altra parte le foreste non sono macchine industriali che pompano via anidride carbonica dall’atmosfera e basta; le foreste sono delicati ecosistemi che sopravvivono, e svolgono la loro funzione disinquinante, e crescono e durano a lungo con un complesso rapporto con altri vegetali e con gli animali e con i microrganismi del terreno. Il legno che continuamente si forma, a mano a mano che gli alberi crescono, può essere utilizzato, per esempio come materiale da costruzione, in alternativa al cemento e al ferro, o come fonte di energia, o come materia prima industriale. E qui si tratta di riscoprire le conoscenze sulla merceologia del legno, un capitolo dimenticato che i paesi industriali riscoprono adesso — le grandi virtù della storia della tecnica ! — per poter continuare a far correre le loro automobili e i condizionatori d’aria e i telefoni cellulari.

10.   Può salvarci l’energia nucleare ?

Nell’analisi dei possibili rimedi alla crisi economica, oltre che ecologica, determinata dall’effetto serra viene continuamente riproposto il ricorso all’energia nucleare che, effettivamente, è una delle fonti di energia che non produce anidride carbonica o altri gas serra durante il funzionamento delle centrali. Peraltro le centrali nucleari non sono sicure, né economiche, né prive di inquinamenti.

Gli inquinamenti sono in parte sotto forma degli stessi gas serra che si liberano nelle molte attività dell’intero ciclo del combustibile, prima e dopo l’impiego nelle centrali, dalle attività minerarie, all‘arricchimento dell’uranio, alla sistemazione del combustibile irraggiato, alle attività di ritrattamento di tale combustibile e alla sistemazione per tempi lunghi e lunghissimi dei prodotti di fissione e di attivazione, allo smantellamento dei reattori alla fine della loro vita utile. Tutte operazioni che, nel ciclo nucleare uranio-plutonio, l’unico finora adottato, comporta il trattamento e la movimentazione di materiali altamente radioattivi e tossici. Quanto alla sicurezza è stata messa in discussione non solo dall’incidente grave al reattore di Three Mile Island negli Stati Uniti (1979) o da quello, ben più grave, al reattore di Chernobyl in Ucraina (1986), ma anche da molti altri incidenti, con contaminazione radioattiva dell’ambiente.

La parte più delicata, e che finora non ha alcuna soluzione soddisfacente, riguarda ciò che resta dopo il funzionamento dei reattori; il “combustibile” fissile — uranio-235 o plutonio — libera, infatti, energia con una serie di reazioni nucleari che generano sia prodotti di fissione, sia prodotti di attivazione. I principali “prodotti di fissione” sono isotopi radioattivi di atomi come cesio, stronzio, iodio; essi sono facilmente assorbiti da vegetali e animali e quindi anche dagli esseri umani, e continuano a emanare radioattività per decenni o anche secoli. Insieme a questi isotopi, dall’uranio si formano per “attivazione” altri elementi radioattivi, fra cui i vari isotopi del plutonio e altri elementi transuranici, radioattivi e tossici per la vita umana e per la natura.

A questo punto il “combustibile irraggiato”, contenente uranio accompagnato dai prodotti di fissione e di attivazione, può essere conservato come tale dentro i tubi estratti dal reattore nucleare dopo alcuni anni di funzionamento. Questi “elementi di combustibile”, pieni di materiale radioattivo, possono essere sepolti, sia pure con speciali accorgimenti per evitare che il loro contenuto venga, nei secoli futuri, a contatto con acqua o esseri viventi, e per smaltire il calore che si libera continuamente per decadimento radioattivo degli atomi presenti al loro interno.

Il plutonio può trovare impiego per la fabbricazione di bombe atomiche o anche come materiale fissile per altri reattori commerciali, e pertanto una parte del combustibile irraggiato da anni viene sottoposto a processi di “ritrattamento” per separare il plutonio, mediante complicati e delicati processi chimici, dai prodotti di fissione e dagli altri prodotti di attivazione. I prodotti di fissione e di attivazione sono le vere e proprie “scorie radioattive” e nessuno sa esattamente come e dove sistemarle. Alcuni propongono di trasformarli in materiali vetrosi da seppellire in caverne rigorosamente isolate dal contatto con l’acqua e con gli esseri viventi, continuamente ventilate per eliminare il calore e la radioattività e stabili per secoli, cosa che difficilmente si può promettere e assicurare. Altri propongono di seppellirli nel fondo degli oceani, o di immetterli nei mari allo stato liquido, come purtroppo è già avvenuto nel Mediterraneo o nel Mare del Nord o negli oceani, con  effetti biologici di cui forse ci accorgeremo in futuro.

Quello delle scorie è il problema più grave e non è pensabile di diminuire o attenuare i mutamenti climatici facendo ricordo all’energia nucleare. A parte il fatto che l’energia nucleare fornisce solo elettricità e ad un costo che — fatti correttamente tutti i conti dell’intero ciclo nucleare — risulta inaccettabile, anche considerando il risparmio che potrebbe offrire per i costi climatici evitati.

Alcuni pensano ad un ”nucleare di nuova generazione” basato sul recupero del plutonio, che è un elemento fissile, dal combustibile irraggiato e sul suo uso insieme all’uranio nei nuovi reattori; si è già visto l’insuccesso dei reattori “veloci” al plutonio, come il francese Superphenix, chiuso dopo pochi anni di funzionamento e un disastro finanziario e ambientale; i reattori cosiddetti di nuova generazione non sono esenti da nessuno degli inconvenienti sopra elencati.

Alcuni ancora pensano che una soluzione possa venire dallo sviluppo di reattori a fusione, promessi come sicuri e “puliti”; anche se puliti non sono perché, a parte altre considerazioni, nel ciclo deuterio-trizio, supposto che un giorno funzioni su scala commerciale, si formano comunque prodotti radioattivi per attivazione dei materiali che costituiscono la struttura del reattore, esposti ad altissimi temperature e flussi neutronici.

11. Prospettive delle fonti energetiche rinnovabili

Ho finora cercato di mostrare che i costi dei mutamenti climatici si possono attenuare sia evitando la distruzione delle foreste e della vegetazione, sia diminuendo o eliminando le principali fonti di gas serra che sono rappresentate dai combustibili fossili, oltre che da alcuni processi industriali. Poiché l’energia è necessaria per lo sviluppo umano e per soddisfare le necessità della popolazione mondiale crescente al ritmo di settanta milioni di persone all’anno, è necessario cercare altre fonti di energia che non siano inquinanti, le cui riserve durino più a lungo di quelle, destinate ad esaurirsi, dei combustibili fossili e la risposta può essere cercata soltanto nelle fonti energetiche rinnovabili, derivate dal Sole.

L’intensità della radiazione solare che arriva ogni anno sulla superficie della Terra equivale a circa 3.500 milioni di EJ (esajoule) ed è quindi circa settemila volte superiore a quella consumata ogni anno nel mondo (450 EJ, nel 2007) e superiore anche a tutte le riserve di carbone, petrolio, gas naturale e uranio messe insieme. Di questi 3.500 milioni di EJ all’anno, circa 1.000 raggiungono le terre emerse e circa 2.500 raggiungono gli oceani.

L’energia solare tiene in moto il grande ciclo dell’acqua: il calore solare fa evaporare e condensare ogni anno 500.000 miliardi di tonnellate di acqua dalla, e sulla, superficie dei mari e dalle terre emerse. 100.000 miliardi di tonnellate ricadono sulle terre emerse e circa 40.000 miliardi di metri cubi scorrono, sempre ogni anno, sulla superficie dei continenti nel loro ritorno al mare superando talvolta grandi dislivelli.

Questo flusso ha un “contenuto” energetico potenziale medio di circa 55.000 miliardi di kilowattore all’anno, anche se, di tale energia solo una parte limitata può essere recuperata come energia idroelettrica e solo una parte minima (nel 2007 circa 3.000 miliardi di kWh/anno, il 20 % dei 15.000 miliardi di kWh/anno dell’elettricità prodotta nel mondo) è attualmente in effetti recuperata come tale. Molta altra elettricità si potrebbe ancora recuperare, utilizzando grandi e piccoli dislivelli nei fiumi, purché ciò avvenga nel rispetto dell’ecologia dei territori e nel rispetto dei diritti degli abitanti delle zone interessate.

Ai fini dell’utilizzazione “umana” dell’energia solare va notato subito che l’intensità della radiazione solare è maggiore nei paesi meno abitati e in quelli del Sud del mondo e arretrati che sarebbero quindi favoriti da un crescente ricorso a questa fonte di energia, oltre ad essere avvantaggiati da minori danni per i mutamenti climatici: un crescente ricorso all’energia solare contribuirebbe quindi a ristabilire una forma di giustizia distributiva energetica fra i diversi paesi della Terra e addirittura le zone a bassa densità di popolazione potrebbero esportare l‘energia ottenuta dal Sole verso i paesi industrializzati. Proprio questo potrebbe essere uno dei motivi della forza dell’uso dell’energia solare: è ormai chiaro che molti squilibri ecologici derivano proprio dalla concentrazione in spazi ristretti delle attività umane, dal superamento violento, in molti territori, della capacità ricettiva dei rifiuti, per cui un crescente uso dell’energia solare offrirebbe l’occasione per una ridistribuzione e diffusione delle attività umane, per un uso più razionale dei grandi spazi che pure il pianeta Terra ancora offre.

Il principale inconveniente dell’energia solare è invece la sua bassa densità superficiale, per cui occorrono grandi superfici per ottenere quantità rilevanti di calore o elettricità. Se si volesse ottenere dal Sole tutta l’energia attualmente utilizzata nel mondo (450 EJ/anno), occorrerebbe coprire con dispositivi solari, a seconda della tecnologia, fra 200.000 e un milione di chilometri quadrati, da una a tre volte la superficie dell’Italia, ma “appena” da un quinto alla metà della superficie della Libia.

L’energia solare ha inoltre altri limiti; si presenta come radiazione elettromagnetica con una del tutto particolare distribuzione spettrale ed energetica; è distribuita irregolarmente nelle varie parti della Terra, nelle varie parti del giorno e dell’anno, è molto diluita rispetto alla concentrazione delle attuali società industriali. Comunque la radiazione solare, e le fonti di energia da essa derivate, si prestano a fornire energia in tutte le forme a cui siamo abituati: si può ottenere calore a bassa, media e alta temperatura direttamente dal Sole; con questo calore è possibile scaldare l’acqua, le abitazioni, è possibile essiccare prodotti agricoli, è possibile azionare frigoriferi ad assorbimento e condizionatori d’aria, è possibile distillare l’acqua di mare per ottenere acqua dolce, con un contributo decisivo, così, del Sole alla sconfitta della sete che affligge molte zone tropicali e equatoriali costiere. Se si vogliono evitare, col Sole, i costi provocati dai mutamenti climatici occorre però ridimensionare e riprogettare abitazioni, macchinari, processi sulla base dei caratteri di diluizione e di variazione nel tempo della fonte energetica.

Con sistemi di concentrazione è possibile ottenere dal Sole calore ad alta temperatura per produrre elettricità con impianti termoelettrici o utilizzare il calore a fini industriali, anche se va notato che il Sole da il meglio di se stesso se gli si fanno fare su scala umana le cose che sa già fare bene su larga scala e male si adatta alle dimensioni e ai caratteri delle macchine (per esempio le centrali termoelettriche) sviluppate per forme più concentrate di energia, come sono i combustibili fossili.

E’ possibile con i sistemi fotovoltaici — suscettibili di continui perfezionamenti — ottenere energia elettrica direttamente — da 100 a 150 kWh/anno per metro quadrato di fotocelle — dalla radiazione solare; è possibile trasformare l’energia elettrica di origine solare in altre forme, per esempio in idrogeno utilizzabile come combustibile o come materia prima per prodotti chimici. Alcune sorprese possono ancora essere riservate dai perfezionamenti nel campo dei processi termochimici e termoelettrici alimentati dal Sole.

Il vento rappresenta un’altra delle fonti di energia derivate dal Sole. L’energia solare riscalda le varie parti delle terre emerse e dei mari in maniera disuguale che dipende dalle stagioni, dalla latitudine, dalle condizioni della superficie del terreno. Le masse d’aria che sovrastano territori a differenti temperature scorrono da una zona all’altra e generano i venti che si possono così considerare l’effetto meccanico del funzionamento di giganteschi collettori solari.

Un’elica o un sistema di pale rotanti esposti al vento si mettono in moto quando la velocità del vento supera un valore minimo, in genere di una diecina di kilometri all’ora. Da questa velocità in avanti un motore a vento trasforma l’energia del vento in energia meccanica utile con un rendimento che dipende dalla superficie delle pale e dalla terza potenza della velocità del vento. I motori eolici possono andare da delicate macchine con eliche di grande diametro, a piccoli rotori fabbricabili con tecnologie intermedie. I motori eolici, ormai diffusi in molte zone anche in Europa, nelle condizioni geografiche favorevoli forniscono circa 1.500-2.000 kilowattore di elettricità all’anno per ogni kilowatt di potenza che richiede una superficie esposta al vento di circa 4 m2).

La forza del vento si manifesta non soltanto come moto di grandi masse d’aria, ma anche come moto di grandi masse d’acqua superficiali sotto forma di onde derivanti anche’esse, quindi, dall’energia solare. La quantità di energia recuperabile dipende dalla differenza di altezza fra la cresta e l’avvallamento dell’onda: nelle coste di fronte ai grandi oceani si ha un moto ondoso ampio e regolare la cui forza può essere “catturata” con vari dispositivi, alcuni dei quali stanno già superando il collaudo dell’applicazione industriale.

Non va dimenticato che il più grande collettore solare è costituito dagli oceani; in molte zone della Terra la radiazione solare scalda la superficie dei mari al punto da determinare una differenza di temperatura, che può arrivare anche a 20 gradi Celsius, fra gli strati superficiali caldi e quelli freddi profondi. Sono già stati costruiti dispositivi nei quali l’acqua fredda viene sollevata dagli strati profondi degli oceani e portata a contatto con l’acqua superficiale più calda in una macchina termica capace di trasformare, con un rendimento del 2 – 3 per cento, questo piccolo salto termico in energia elettrica.

Alle proposte di ricorrere all’energia solare come alternativa ai combustibili responsabili dell’effetto serra viene obiettato sempre che il calore, o l’elettricità, ottenuti dal Sole e dalle fonti rinnovabili hanno un costo eccessivo rispetto a quello delle corrispondenti forme di energia ricavate dalle fonti non rinnovabili. La contabilizzazione del valore del “costo evitato” relativo all’effetto serra rovescia queste considerazioni e rende le fonti rinnovabili attraenti anche sul piano puramente finanziario.

La cosa comunque che il Sole sa già fare bene, senza macchine, su larga scala e con notevole efficienza, è “fabbricare” materia organica attraverso i processi di fotosintesi che non solo producono materie ricche di energia, ma si svolgono portando via, come si è già accennato, anidride carbonica dall’atmosfera, anche se tale anidride carbonica ritorna poi nell’atmosfera dopo qualche tempo per la decomposizione dei vegetali e la respirazione degli animali. La produzione primaria netta di biomassa vegetale per fotosintesi ammonta a circa 100 miliardi di tonnellate all’anno negli oceani e circa 100 miliardi di tonnellate all’anno nelle terre emerse. Si è già ricordato prima che nei climi temperati e tropicali da un ettaro di foresta o di terre coltivate si possono ottenere 10 tonnellate all’anno (equivalenti a 40 milioni di MJ e alla sottrazione di 20 tonnellate di anidride carbonica dall’atmosfera) di biomassa vegetale sotto forma di sostanza organica, e senza alcuna macchina.

La biomassa vegetale è costituita da zuccheri, amido, cellulosa, lignina, sostanze proteiche, grassi, eccetera, una straordinaria varietà di molecole su molte delle quali abbiamo ancora conoscenze appena approssimative e quasi nulle per quanto riguarda le potenziali applicazioni umane.

Ciascuna delle sostanze presenti nella biomassa è utilizzabile direttamente come combustibile o trasformabile in fonti di energia commerciali (come gas o liquidi combustibili) e sempre più spesso si parla di coltivazioni o piantagione energetiche, progettate proprio per ottenere combustibili o materie alternative a quelle ricavate dal petrolio.

12.  Carburanti dalla biomassa

Nel dibattito sui metodi per diminuire le emissioni di gas serra, un posto rilevante hanno da qualche tempo le prospettive di ricavare dalla biomassa carburanti liquidi come alcol etilico, altri carburanti liquidi e il cosiddetto biodiesel. Le prospettive dell’alcol carburante vengono però messe in discussione.

Esistono due qualità merceologiche di alcol etilico: l’alcol etilico al 95 % contiene ancora circa il 5 % di acqua ed è miscibile con la benzina soltanto in quantità limitate perché la presenza di acqua, anche in piccole quantità, nella miscela comporta la separazione di uno strato di alcol e di uno strato di benzina, a meno che non venga aggiunto un “terzo solvente” come alcol butilico o altri. L’alcol etilico è miscibile con la benzina praticamente in tutte le proporzioni soltanto se è privo di acqua (alcol assoluto), ottenuto dall’alcol a 95 gradi con un processo di disidratazione che richiede speciali impianti e (piccole quantità di) energia. Negli Stati Uniti e in altri paesi vengono ormai vendute miscele contenenti l’85 % di alcol etilico col 15 % di benzina (la cosiddetta E85), con le quali si attenuano alcuni disturbi motoristici dell’alcol puro.

La diffusione dell’alcol carburante al posto della benzina richiede nuovi distributori e nuove cisterne; dal punto di vista dell’impiego nei motori a scoppio l’alcol carburante può richiedere modificazioni meccaniche, anche se tutti i problemi relativi a serbatoi, carburazione, tubazioni, eccetera, associati all’uso di miscele di alcol e benzina, sono noti e hanno una soluzione.

I critici dell’impiego dell’alcol etilico come carburante per autoveicoli sostengono che non è vero che si consumano di meno combustibili fossili e si emettono di meno gas serra; l’intero ciclo produttivo — preparazione, concimazione e coltivazione dei terreni, raccolta dei prodotti agricoli, separazione delle materie zuccherine (canna da zucchero o barbabietola da zucchero), amidacee (mais e altri cereali, patate, eccetera), fermentazione degli zuccheri, distillazione dell’alcol, trasformazione dell’alcol greggio in alcol assoluto — richiede combustibili e elettricità; se questi sono ottenuti da prodotti fossili, il consumo di energia e le emissioni di gas serra possono essere, sostengono i critici, superiori a quelli che si hanno impiegando benzina.

Sono state pubblicate varie analisi della contabilità dei flussi energetici del ciclo natura—alcol, con risultati diversi a seconda dei confini del ciclo, da quale parte si comincia e quali materie e trattamenti del suolo e concimi e antiparassitari vengono presi in considerazione, e dipendono dalla tecnologia dei processi, continuamente modificati e perfezionati. E’ vero che trasformare carboidrati di origine vegetale in alcol etilico comporta dei consumi di energia; essi peraltro in parte possono essere compensati dall’uso dell’energia contenuta in alcuni sottoprodotti. Nel caso del trattamento di materiali lignocellulosici, la lignina (circa il 30-40 % della biomassa) fornisce, per combustione, calore sufficiente per l’intero ciclo di trasformazione dei carboidrati della cellulosa in alcol carburante. Inoltre i consumi di calore, soprattutto nella fase di concentrazione dell’alcol dalle soluzioni diluite in cui si forma durante la fermentazione, possono essere diminuiti con adatti accorgimenti, ad esempio con l’estrazione dell’alcol dalle soluzioni diluite con solventi come il cloruro di metilene, riciclabile.

Alla critica che l’uso dell’alcol carburante non contribuisce ad eliminare l’effetto serra si può obiettare che il ciclo agronomico delle piante da alcol è basato sulla fotosintesi che sottrae anidride carbonica dall’atmosfera: le fasi di produzione e combustione dell’alcol etilico comportano l’immissione nell’atmosfera della stessa quantità di anidride carbonica che era stata sottratta dall’atmosfera nel ciclo di produzione fotosintetica della biomassa. Nel complesso si può dire che, tenuto conto dell’intero ciclo agroindustriale, l’uso dell’alcol etilico (ma lo stesso discorso vale anche per qualsiasi altro combustibile derivato dalla biomassa) al posto dei carburanti petroliferi permette di ottenere energia senza far aumentare in modo rilevante la concentrazione dell’anidride carbonica nell’atmosfera.

Se per produrre alcol carburante si utilizzano coltivazioni intensive di canna da zucchero o di mais e se tali coltivazioni avvengono in terreni che erano coperti da foreste, certamente si accelerano fenomeni di erosione del suolo e il bilancio non porta ad una apprezzabile diminuzione dell’effetto serra, ma sono proprio queste materie prime che non devono essere utilizzate. Piuttosto che da zuccheri o da amido di cereali l’alcol carburante può opportunamente essere prodotto, con tecniche note e disponibili, da materiali lignocellulosici come residui di legno, sottoprodotti agricoli, addirittura una frazione della carta straccia (che è già cellulosa priva di lignina) che non viene riciclata, eccetera.

Il futuro dell’alcol carburante presuppone un accurato inventario dei sottoprodotti agricoli che attualmente sono inutilizzati o vanno ad alimentare il ciclo dei rifiuti e che potrebbero fornire materie fermentescibili, comprese le eccedenze invendute di uva e di vino.

E’ giusta l’obiezione che la produzione di alcol carburante non deve avvenire utilizzando vegetali che meglio potrebbero essere destinati all’alimentazione umana: mais, patate, altri tuberi, soia, eccetera. Così facendo, infatti, da una parte si avrebbe un aumento dello sfruttamento dei terreni, l’impoverimento della loro fertilità e un crescente impiego di concimi e antiparassitari, dall’altra si farebbe aumentare il prezzo dei cereali e si renderebbe più difficile l’approvvigionamento di alimenti nei paesi poveri. Si affamerebbero così i poveri per far continuare a correre le automobili degli abitanti dei paesi ricchi; il “pieno” di carburante di un SUV richiederebbe, è stato stimato, una quantità di alcol così grande che con le sue materie prime agricole si potrebbe sfamare per un anno una persona.

A favore dell’uso dell’alcol carburante va detto che l’alcol etilico ha un numero di ottano più elevato di quello della benzina “verde” e quindi la sua miscelazione con la benzina permette di ottenere carburanti con elevato numero di ottano con minori additivi (come idrocarburi aromatici), essendo l’alcol stesso un antidetonante. Inoltre durante la combustione dell’alcol etilico nel motore a scoppio si formano sostanze inquinanti in quantità minore e meno nocive rispetto alla benzina.

L’uso dell’alcol etilico aiuta l’agricoltura soprattutto nelle zone meno favorite, dove non è conveniente o possibile la produzione su larga scala di prodotti alimentari e dove sono invece disponibili materiali lignocellulosici. Inoltre alcune operazioni del ciclo possono essere svolte localmente con la creazione di attività agroindustriali decentrate e con benefici per la difesa del suolo. Ci sono molti altri problemi tecnici, scientifici ed economici da risolvere, ma i carburanti ricavati dalla biomassa ritornano disponibili ogni anno perché legati al ciclo della fotosintesi, per cui le attività agricole e forestali vengono ad alimentare dei veri e propri “pozzi energetici” inesauribili, oltre ai vantaggi nei confronti dell’attenuazione dei mutamenti climatici. Un discorso che riguarda anche la possibilità di usare grassi vegetali o animali e loro derivati, come esteri degli acidi grassi, come carburanti per motori diesel (il cosiddetto “biodiesel”).

Comunque niente è gratis nella vita e le società del futuro dovranno scegliere fra continuare nell’uso di automobili sempre più potenti e perfette e numerose alimentate con combustibili fossili, nell’uso di crescenti quantità di merci e prodotti e nel conseguente crescente inquinamento con irreversibili mutamenti climatici e costi monetari crescenti, oppure cambiare verso carburanti basati su fonti rinnovabili, verso nuovi mezzi di trasporto, verso nuovi modi di distribuzione della popolazione nelle città e nel territorio.

13.  Altre merci, meno CO2

 Una importante frazione dei gas responsabili dei mutamenti climatici proviene dalla produzione e dall’uso di molte merci ottenute per via petrolchimica e quindi direttamente o indirettamente legate alle modificazioni chimiche dell’atmosfera. Al fine di attenuare gli effetti climatici negativi, una crescente attenzione, in questi ultimi decenni è rivolta alla prospettiva di diminuire le emissioni di CO2 dei processi di produzione e di consumo delle merci e degli oggetti, mediante riprogettazione delle merci esistenti in modo da prolungarne la vita utile e da riciclarle per recuperare i materiali e l’energia in esse incorporate.

Ma l’altra importante strada da percorrere consiste nell’ottenere merci con basso “costo in CO2”, con tecnologie chimiche, dalla biomassa dei prodotti e sottoprodotti vegetali e animali, rinnovabili.

La natura usa l’energia del Sole per “fabbricare”, attraverso la fotosintesi, sostanze organiche con una fantasia e una varietà quale nessun laboratorio chimico o industria può sognare. Una migliore conoscenza della chimica delle sostanze presenti nella biomassa può permettere di estrarre e trasformare le molecole naturali ricavandone materie prime e merci di importanza commerciale.

L’idea di una utilizzazione razionale, intensiva e industriale della biomassa come fonte di materie prime rinnovabili non è nuova. Nel 1934 negli Stati Uniti, in piena crisi economica, proprio come alternativa alle materie e fonti energetiche non rinnovabili e inquinanti petrolifere, nacque un movimento che prese il nome di “chemiurgia” per indicare quello che  si poteva fare con i prodotti chimici ricavabili dall’agricoltura e opportunamente trasformati   appunto con tecnologie chimiche.

Si è già detto che la produzione primaria netta sulle terre emerse ammonta a circa 100 miliardi di tonnellate all’anno; di questa biomassa circa 5 miliardi di tonnellate all’anno sono utilizzate come colture ”economiche”: grano, mais, barbabietole, patate, verdura, legname, eccetera, in parte utilizzate per l’alimentazione umana, in parte per l’alimentazione del bestiame, in parte come materiali da costruzione, eccetera. Il resto è rappresentato da cellulosa, sostanze proteiche, carboidrati, sostanze grasse, lignine, eccetera, presenti nelle foglie, nei sottoprodotti agricoli, negli scarti inutilizzati, negli stessi prodotti agricoli che non vengono usati commercialmente o sono distrutti per ragioni di mercato o che nessuno utilizza.

Una parte rientra certamente nei grandi cicli ecologici, ma una parte rilevante della biomassa  rappresenta una potenziale “miniera” inesauribile di materiali da costruzione, di materie prime, di merci, con cui dar vita ad attività industriali a “basso costo di CO2”. Da tale biomassa potremmo ottenere quello che vogliamo, tutte le materie che sono oggi ottenute per via petrolchimica: fibre tessili, collanti, solventi, basi per vernici, pellicole, materiali strutturali, elastomeri, e così via, senza contare molti altri prodotti naturali utilizzabili come medicinali e insetticidi. Molti di questi prodotti e merci erano fatti in passato con materie di origine vegetale trasformate dalla chemiurgia; i relativi processi sono stati abbandonati in seguito alla diffusione del petrolio a basso prezzo.

La transizione a fonti energetiche e merci da materie rinnovabili sarà facilitata da una attenta ricognizione della storia della tecnica — ancora lei ! — dell’ultimo secolo. Molte utili considerazioni sulle merci per il futuro e sulle merci dalla biomassa si trovano negli atti dei congressi di Merceologia che si sono svolti a Bari nel 1983, a Lecce nel 1996, a Foggia nel 2004.

Fra le tecniche di trasformazione dei prodotti agricoli in merci, quelle microbiologiche presentano importanti prospettive; è possibile progettare e “fabbricare” su misura microrganismi capaci di trasformare gli zuccheri semplici in qualsiasi sostanza, dagli antibiotici, agli amminoacidi, alle sostanze proteiche, dai solventi agli alcoli, ai grassi, e così via. Fra gli amminoacidi ottenuti per fermentazione dei carboidrati sono importanti l’acido     glutammico, il cui sale di sodio ha la proprietà di esaltare il sapore degli alimenti, e la lisina la cui concentrazione è bassa nelle proteine dei cereali che sono alla base della popolazione di milioni di abitanti della Terra.

La fermentazione alcolica è la più antica e nota tecnica microbiologica capace di trasformare gli zuccheri, anche  ricavati dall’amido e dalla cellulosa, in alcol etilico; si è accennato prima alle prospettive dell’alcol carburante ma l’alcol etilico è una molecola molto versatile e suscettibile di trasformazione in etilene, in aldeide acetica, in acido acetico, in butadiene, tutte materie oggi ottenute per via petrolchimica. Alcuni parlano di una alcolchimica, alternativa alla petrolchimica e alla carbochimica.

I lieviti, come il lievito da pane che si formano e si moltiplicano rapidamente nutrendosi di  zuccheri, sono ricchi di proteine di ottima qualità e direttamente usabili per la alimentazione umana. Esiste nel mondo un oggettivo bisogno di sostanze proteiche di buona qualità, tanto più che enormi quantità di sostanze proteiche sono buttate via oppure sono buttati via o inutilizzati materiali organici vegetali da cui le proteine, idonee per l’alimentazione umana, potrebbero essere ottenute per via microbiologica o per separazione chimica. Le stesse foglie possono fornire proteine con adatti sistemi di estrazione e dai sottoprodotti è possibile ricavare la clorofilla e i carotinoidi —- tutte operazioni che potrebbero fornire alimenti con più basso costo in CO2 rispetto ai complessi cicli agro-industriali oggi adottati.

Si è detto in precedenza che il metano — uno dei gas serra — si forma nei processi di alterazione e putrefazione dei rifiuti organici, domestici e delle industrie alimentari, e anche nelle miniere di carbone abbandonate; proprio questo metano potrebbe essere recuperato prima dell’immissione nell’atmosfera e bruciato, con minore impatto climatico, una operazione che viene praticata soltanto molto limitatamente. I rifiuti organici, specialmente quelli della zootecnia, possono essere trasformati per fermentazione in biogas, una miscela di gas combustibili ricca di metano, col vantaggio anche di evitare l’inquinamento del suolo e delle acque.

Il trattamento dei materiali lignocellulosici — paglia, scarti di legna, ramaglie, segature,  eccetera — con processi di fermentazione o a caldo o con agenti chimici, consente di ottenere  sia una serie di prodotti chimici fra cui l’alcol metilico e l’acido acetico, sia una miscela di ossido di carbonio e idrogeno da cui è possibile produrre per sintesi molti prodotti oggi ottenuti dal petrolio o dal carbone. Gli stessi materiali lignocellulosici, trattati con acidi a caldo, forniscono il furfurolo, un solvente e una materia prima per altri prodotti chimici. La cellulosa è presente in molti vegetali, per esempio nella ginestra, nel kenaf, in altre canne,  in forma fibrosa ed è ragionevole pensare ad un aumento della produzione di fibre tessili cellulosiche che potrebbero sostituire almeno in parte le fibre tessili sintetiche prodotte per via petrolchimica.

La diffusione di piante da gomma in molti paesi — una coltivazione sperimentale di guayule, una pianta da gomma, fu fatta nel 1939-41 da una società americana proprio nel Foggiano: la storia è sempre prologo — potrebbe far diminuire la richiesta di gomma sintetica petrolchimica. Altre colture suscettibili di trasformazioni industriali sono quelle che forniscono l’olio di jojoba (un sostituto dell’olio di spermaceti usato come lubrificante e in cosmesi), l’olio di ricino e altri oli industriali; i grassi di jatropha sono suscettibili di trasformazione, come si ricordava prima, in esteri metilici usati come sostituti dei carburanti per motori diesel.

All’osservazione che le fibre tessili, o le proteine, o la gomma o le fonti di energia ricavabili dalla biomassa sono più costose di quelle petrolifere o sintetiche, si può replicare che le valutazioni “economiche” fatte finora hanno dimostrato di non tenere conto dei costi “esterni” ai processi produttivi, costi dovuti all’inquinamento, alla degradazione ambientale, alla  congestione urbana, all’abbandono delle campagne, all’erosione del suolo — ai mutamenti climatici — pagati dalla collettività in generale. Il costo delle merci a basso “costo di CO2”, ottenute con la proposta  di chemiurgia deve essere confrontato con i numerosi benefici in parte monetizzabili e in parte ecologici e sociali non monetizzabili.

Le nuove colture che “portano via” gas serra dall’atmosfera o che permettono di evitare le emissioni di gas serra possono essere fatte in terre marginali, attualmente incolte, scegliendo le piante — adatte alle zone aride e degradate — le quali assicurino, per unità di superficie, la  massima produzione di biomassa adatta a trasformazioni chimiche, la massima utilizzazione dell’energia solare incidente e la minima emissione di gas serra, oltre ad offrire nuove occasioni di innovazione, ricerca e occupazione. Le industrie potrebbero essere decentrate e diffuse nel territorio, alleggerendo la congestione delle zone costiere vicino ai porti di arrivo dei prodotti fossili attualmente alla base di tutte le produzioni industriali.

Come si vede, siamo partiti dalla necessità di alleviare i guasti dei mutamenti climatici e siamo arrivati a considerazioni su un’economia in cui le merci e i processi sono valutati non più solo in denaro, ma in grandezze fisiche, essendo più virtuosi processi e merci che richiedono meno energia e che inquinano meno l’atmosfera.

Può darsi che dopo la prima rivoluzione industriale del carbone (secoli XVIII e XIX) e la  rivoluzione industriale del petrolio (secolo XX), ci si avvii verso una terza rivoluzione  industriale, la rivoluzione della biomassa, basata sulle risorse rinnovabili, e che questo ventunesimo secolo veda l’avvento di una nuova società meno inquinata, con beni sufficienti per un maggior numero di terrestri.

14.  Costi e speranze

E’ con gli esseri umani, con le persone, più che con i soldi, che dobbiamo fare i conti, con i loro diritti a beni indispensabili e col loro diritto a vivere e a non essere travolti da cicloni, o allagamento, o siccità. Perché essi possano godere di questi diritti occorrono dei beni fisici, materiali, che tutti possono essere tratti solo dalla natura e il cui uso comporta modificazioni irreversibili delle ricchezze della natura stessa: impoverimento delle riserve di fossili e minerali e modificazione della composizione del suolo, delle acque — e dell’aria.

Irreversibili, perché la crescita economica, cioè merceologica, lascia sempre alle spalle una natura più povera e meno capace di ricevere e metabolizzare le scorie a loro volta generate in quantità crescente; nessuno infatti può seriamente credere che con la tecnica e la scienza applicata — o con i soldi — sia possibile cancellare o dilatare i limiti fisici del pianeta. Sarà possibile modificare le merci e i consumi di energia, utilizzare meglio le risorse offerte dalla natura, ma non è possibile sfuggire al vincolo del limite della capacità ricettiva dell’ambiente, e in particolare dell’atmosfera per il crescente flusso di gas serra.

Oggi, alla fine del 2007, le economie mondiali mettono in moto una massa di materiali (vegetali, animali, combustibili, minerali economici, pietre, eccetera, acqua esclusa) dell’ordine di grandezza di circa 50 miliardi di tonnellate all’anno, un valore che si avvicina a quello della produttività primaria netta terrestre (cioè della biomassa vegetale “fabbricata” ogni anno sulle terre emerse) di circa, come si è detto, 100 miliardi di tonnellate all’anno.

Peraltro solo meno di un quarto della popolazione terrestre (circa 1500 milioni su 6600 milioni di persone) contribuisce a oltre la metà di questo flusso di materiali mentre gli altri tre quarti della popolazione terrestre oggi contribuiscono solo in piccola parte all’appropriazione umana dei materiali, all’inquinamento dell’aria, delle acque, del suolo, dei mari, all’impoverimento della biosfera. Eppure proprio quei tre quarti sono colpiti, nella stessa proporzione degli abitanti opulenti della Terra, dai danni climatici provocati in gran parte da questi ultimi.

Quando anche per i “meno abbienti” aumenterà, anche solo di poco, rispetto ai valori attuali, il possesso e “consumo” di merci e “beni” materiali, la domanda di risorse naturali e la  modificazione negativa della natura e dell’ambiente planetario diventeranno molto più grandi di quanto non siano oggi. Se si volesse non fermare, ma solo “rallentare” un poco, l’attuale impoverimento e degrado delle risorse naturali, in modo da assicurare una maggiore quota individuale agli abitanti dei paesi poveri, di tali risorse naturali, e se si volesse lasciare ai terrestri dei prossimi decenni un pianeta con meno alluvioni e contaminazione e più alberi e alimenti e acqua pulita, i paesi industriali dovrebbero affrontare una revisione e diminuzione della quantità fisica di merci e materiali usati ed estratti dai corpi naturali, e delle scorie generate e immesse nella biosfera e, di conseguenza, una revisione di molti beni materiali e di molti modi di vita.

Anni fa c’è stato un vasto dibattito sulla necessità di porre dei “limiti alla crescita” merceologica dei paesi opulenti e al degrado delle risorse naturali nel nome di diritti e valori come la solidarietà, ed è stato indicata l’educazione come importante ricetta per evitare il collasso del sistema popolazione-risorse-ambiente.

Nel 1934, nel suo libro “Tecnica e cultura”, Lewis Mumford ha descritto l’evoluzione della società umana da un’era “eotecnica”, basata sulle risorse offerte dalla natura, ad una, che è poi anche l’attuale, era “paleotecnica”, basata sui combustibili fossili, inquinante, congestionata e devastante per la natura. Mumford auspicava l’avvento di una società “neotecnica”, diversa e nuova, caratterizzata da un ambiente meno inquinato, da città più ordinate e meno violente, da un uso più razionale delle risorse naturali, da oggetti, macchine, merci e consumi compatibili con i grandi processi ella natura (si tratta di idee formulate quando ben pochi ragionavano in termini di “ecologia” e di effetto serra !). E anche l’era neotecnica avrebbe dovuto sfociare in una società “biotecnica” basata sulla utilizzazione delle fonti di energia rinnovabili e non inquinanti, come l’energia del Sole, del vento, delle acque, sulle ricchezze della biomassa.

Lo spettro di terre sempre più spesso desertificate e alluvionate, di migrazioni di popoli che cercano rifugio dalle calamità non “naturali”, ma inflitte alla natura dall’imprevidenza e miopia umana — lo spettro di costi crescenti, sia monetari, sia umani — potrà essere allontanato soltanto recuperando la capacità di “prevedere e prevenire”, adottando finalmente nuove regole economiche e commerciali, tipi e forme di nuove energie, di nuove merci, di nuovi consumi, di nuove città, secondo quel progetto “neotecnico” e “biotecnico” di cui Mumford parlava, inascoltato, oltre settant’anni  fa !