Diminuzione della popolazione libera terreni agricoli per grandi quantità di energia solare in Paesi densamente popolati.

Si prevede che la popolazione mondiale aumenterà dagli attuali 8 miliardi di persone a 9,7 miliardi entro la metà del secolo. La forte crescita è particolarmente evidente in Africa, che aggiungerà un miliardo di persone.

Tuttavia, in molti Paesi la popolazione è stabile o addirittura in calo. Ci sono nove Paesi con una popolazione superiore ai 20 milioni di persone che nel 2050 dovrebbero avere una popolazione inferiore a quella attuale: Cina, Russia, Giappone, Germania, Italia, Corea del Sud, Spagna, Ucraina e Polonia. Si prevede che la popolazione complessiva di questi Paesi diminuirà del 10%, passando dagli attuali 2 miliardi di persone a 1,8 miliardi nel 2050.

Un Paese con una popolazione in calo richiede meno cibo. In linea di principio, lo spazio agricolo potrebbe essere liberato per altri scopi. Uno di questi scopi potrebbe essere quello di ospitare parchi solari. Analizziamo la quantità di energia solare fotovoltaica che potrebbe essere raccolta dai terreni agricoli liberati. I pannelli solari sono oltre 100 volte più efficienti nel convertire l’energia solare in energia utile rispetto all’energia da biomassa ricavata dalla canna da zucchero, che è la più grande coltura al mondo per massa. Con il solare fotovoltaico, aree relativamente piccole di terreno agricolo possono produrre grandi quantità di elettricità.

Per il 2050 facciamo le seguenti ipotesi:

– Il mondo raggiunge l’azzeramento del consumo di combustibili fossili.
– Il solare e il vento favoriscono l’elettrificazione dei trasporti, del riscaldamento e dell’industria.
– Il solare e l’eolico favoriscono la produzione elettrolitica di grandi quantità di idrogeno per i prodotti chimici [ammoniaca, metalli, ceramica, plastica, carburanti sintetici per l’aviazione, ecc.] – Tutti nel mondo raggiungono il consumo energetico pro capite dei Paesi ad alto reddito.
– I terreni agricoli si liberano per gli impianti fotovoltaici nella stessa proporzione in cui diminuisce la popolazione. Oggi il consumo tipico di elettricità nei Paesi ad alto reddito è di 7-12 MWh per persona all’anno. Questo consumo deve raddoppiare o triplicare per eliminare tutti i combustibili fossili, a seconda della partecipazione all’industria chimica. Si ipotizza che il consumo energetico di 9,7 miliardi di persone raggiunga i 20 MWh per persona all’anno (tutte le esigenze incluse) a metà del secolo. Pertanto, un mondo benestante, completamente elettrificato e completamente decarbonizzato avrà bisogno di circa 200.000 TWh all’anno di elettricità. Per fare un confronto, il consumo globale di elettricità oggi è di circa 30.000 TWh all’anno.

Massimizziamo la raccolta di energia per unità di superficie ipotizzando schiere dense di pannelli solari ad alta efficienza con un’inclinazione bassa [10 gradi] sparsi in tutto il mondo, ma soprattutto nei Paesi della fascia solare. Si ipotizza che la potenza nominale di ciascun blocco di pannelli solari sia di 200 W per m2 e che la loro efficienza sia del 20%. I blocchi di pannelli solari sono sparsi nelle regioni agricole. Il rendimento energetico annuale (MWh/MW) per ogni regione è calcolato utilizzando il calcolatore del fattore di capacità del Global Solar Atlas. La Tabella 1 mostra (B) la popolazione prevista per il 2050; (C) il calo demografico previsto dal 2022 al 2050; (D) il terreno agricolo nel 2022; (E) il terreno agricolo liberato nel 2050 a causa del calo demografico; (F) la potenziale generazione solare dal terreno liberato; e (G) la generazione necessaria nel 2050 per fornire 20 MWh di elettricità per persona all’anno.

Per tutti i Paesi, ad eccezione della Corea del Sud, la generazione solare su terreni agricoli liberati (colonna F) è sufficiente (o molto più che sufficiente) a fornire l’energia necessaria (colonna G) per far funzionare un’economia completamente decarbonizzata. In effetti, la superficie totale dei terreni potenzialmente disponibili nei 9 Paesi è sufficiente a fornire due terzi dell’energia richiesta (143.000 TWh) da una popolazione globale di 10 miliardi di persone nel 2050, completamente elettrificata, decarbonizzata e benestante.

A ciò si aggiungono, naturalmente, i grandi contributi energetici provenienti dall’energia solare sui tetti, dall’energia solare galleggiante, dalle fattorie solari nelle zone aride, dall’energia solare in combinazione con l’agricoltura (agrivoltaico), dall’energia eolica, dall’energia idroelettrica e da altre fonti.

Si tratta di un calcolo ingenuo a scopo puramente illustrativo. È importante notare che la Russia e l’Ucraina esportano gran parte della loro produzione agricola, per cui il calo demografico in questi Paesi non porta a una diminuzione del fabbisogno di produzione agricola. Inoltre, i Paesi potrebbero destinare i nuovi terreni agricoli disponibili ad altri scopi, tra cui l’agricoltura per l’esportazione, l’aumento dell’autosufficienza agricola, le colture alternative con una resa inferiore [come la carne], le foreste e il ripristino degli ecosistemi.

Tuttavia, in Cina, Giappone, Germania, Italia, Spagna e Polonia c’è una reale opportunità di raccogliere frazioni sostanziali dell’energia solare richiesta dai terreni agricoli liberati dal calo demografico.

Autori: Prof. Andrew Blakers /ANU) e Prof. Ricardo Rüther (UFSC)

Andrew.blakers@nullanu.edu.au e rruther@nullgmail.com

L‘ISES, International Solar Energy Society, è una ONG accreditata dalle Nazioni Unite e fondata nel 1954 che lavora per un mondo con il 100% di energia rinnovabile per tutti, utilizzata in modo efficiente e saggio.