La Twin Transition: cos'è e perché è importante

Decarbonizzazione e digitalizzazione sono tra i principali “megatrend” degli ultimi anni e del prossimo futuro. Da un lato, infatti, imprese e cittadini sono chiamati a compiere i passi necessari per realizzare la cosiddetta “Green transition”, ovvero una transizione rapida e inclusiva verso stili di vita ed economie sostenibili dal punto di vista ambientale, con l’obiettivo di combattere i cambiamenti climatici e il degrado ambientale. Dall’altro, la crescente importanza delle tecnologie digitali sta trasformando società e attività industriali.

La visione integrata e la gestione proattiva di questi grandi – e strettamente interconnessi - processi di trasformazione è uno dei principali ambiti del Green Deal europeo, che individua nello sviluppo di nuovi strumenti digitali uno dei principali pilastri per aiutare la società, nel suo insieme, a realizzare gli obiettivi di sostenibilità. L’interconnessione tra questi fenomeni è tale da aver determinato la creazione del termine “Twin Transition”, con il quale si intende la contemporanea transizione dell'economia verso la digitalizzazione e la sostenibilità, con l'obiettivo di ottenere benefici in termini di efficienza, produttività e minor impatto ambientale.

Un recente esempio di come digitalizzazione e sostenibilità possano risultare correlate è emerso nell’ambito della pandemia, con la sostituzione delle trasferte giornaliere con il lavoro da remoto. Questo fenomeno è stato reso possibile dalla diffusione delle tecnologie e delle connessioni digitali, e ha garantito un notevole calo nelle emissioni dovute al commuting dei lavoratori. L’adozione di tale modalità di lavoro ha garantito un miglioramento del benessere dei lavoratori, risparmi in termini di costi e ha determinato un’esternalità positiva per l’ambiente, anche nell’ottica dell’impresa che nelle proprie emissioni “indirette” dovrebbe considerare anche le emissioni dovute al commuting dei propri dipendenti.

Ma quali sono le tecnologie che rendono "sostenibile" un'impresa?

Questo cambiamento ha evidenziato come soluzioni di tipo digitale possano avere impatti rilevanti, in modi molto diversi tra loro e talvolta a costi limitati per le imprese. In generale, la digitalizzazione può supportare la transizione verso attività economiche a impatto zero sull’ambiente tramite svariati canali:

• le tecnologie che abilitano il “monitoraggio” e il “tracciamento” in tempo reale possono risultare fondamentali nel fornire le informazioni necessarie a efficaci processi di economia circolare
• strumenti di “simulazione” e “previsione” possono migliorare l'efficienza nella fase di concept di un prodotto; ad esempio, grazie ai cosiddetti “Digital Twins” è possibile simulare l'intero ciclo di vita di un prodotto o di un processo
• la “virtualizzazione” della produzione e dei consumi cambia il ruolo dei diversi settori produttivi e dei servizi; ad esempio, lo spostamento di diverse parti di attività in rete permette di ridurre l'impatto ambientale generato
• la “gestione dei sistemi”, grazie alle tecnologie digitali, può affrontare livelli di complessità crescenti, ottimizzando le operazioni, ad esempio nello sviluppo di città sempre più intelligenti
• le “information and communication technologies” (ICT) consentono nuovi livelli di interazione; ad esempio, i sensori possono aiutare a raccogliere e diffondere una mole di dati senza precedenti, la cui elaborazione e analisi è tra i pilastri delle transizioni verde e digitale (come vedremo più nel dettaglio al capitolo 1.2)

Ad ogni settore i suoi benefici!

La diffusione di tali tecnologie digitali può avere un ruolo rilevante in determinati settori produttivi, ad esempio:

• nelle industrie ad alta intensità energetica: i sistemi di monitoraggio e tracciamento forniscono informazioni sui materiali utilizzati nei prodotti, per consentire una migliore manutenzione e aumentare i livelli di riciclo e riutilizzo
• nel settore della mobilità e dei trasporti, gli strumenti di simulazione e previsione possono aiutare a ottimizzare i flussi di traffico per limitare la congestione e l'inquinamento
• la “virtualizzazione” delle attività può generare nuovi investimenti dal punto di vista del settore edilizio, poiché cambiano le necessità in termini di spazi, ad esempio con la costruzione di sale per le riunioni a distanza negli uffici oppure di magazzini per la distribuzione dei prodotti acquistati online
• nel settore agricolo, una migliore gestione dei sistemi può aumentare la produttività agricola attraverso un utilizzo più accurato di mangimi, acqua, energia, fertilizzanti e pesticidi
• nel settore dell'energia, le soluzioni ICT facilitano la comunicazione tra gli elementi tecnici e gli stakeholder (tra cui i consumatori stessi, sempre più interessati a sapere se l’energia utilizzata proviene da fonti rinnovabili) in un sistema energetico sempre più complesso

Il ruolo dei dati nella transizione green

Approfondimo i legami tra sostenibilità e innovazione

Le tecnologie per il Net Zero

Oltre ai processi di digitalizzazione e all’utilizzo “smart” dei dati, per raggiungere l’obiettivo zero emissioni al 2050 risulta cruciale che le imprese adottino rapidamente nuove tecnologie che azzerino o quantomeno riducano l’impatto ambientale delle attività economiche. La crisi energetica ha spinto i governi e le imprese stesse ad investire verso l’impiego di queste tecnologie, determinanti anche dal punto di vista strategico, ma il percorso è ancora lungo e dipenderà dalla capacità del sistema (vedi punto 2 in basso) di favorire la ricerca e l’innovazione nel campo.

L’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA) ha elencato nel World Energy Report 2022 le tecnologie sulle quali attualmente si sta puntando con maggior convinzione per raggiungere gli obiettivi della transizione green: le batterie, il fotovoltaico, gli elettrolizzatori per la produzione di idrogeno e le tecnologie per il Carbon Capture (ovvero per la cattura e immagazzinamento delle emissioni di gas serra prodotti, in modo tale che non abbiano effetti nocivi una volta emessi).

La domanda delle batterie a litio è aumentata in maniera esponenziale nel 2021, anche a seguito di un aumento del 120% delle immatricolazioni di auto elettriche.

Questa crescita è attesa proseguire nei prossimi decenni, grazie alla progressiva elettrificazione delle attività e dei mezzi di trasporto. L’economia di scala e la continua innovazione lungo tutta la catena di produzione ha permesso di far diminuire i prezzi delle batterie del 86% negli ultimi 10 anni, trend che è atteso proseguire anche in futuro grazie all’innovazione. Il principale limite di questa tecnologia sono i costi annessi all’estrazione di materie prime, la quale richiede investimenti molto superiori e lunghi rispetto all’aspetto produttivo in sé. Un ulteriore limite si manifesta nella dimensione delle batterie stesse, negli ultimi anni in continua crescita (si pensi ad esempio alle batterie necessarie per l’elettrificazione dei mezzi pesanti), che rende il costo delle batterie sempre più elevato e con una richiesta sempre più elevata di minerali essenziali. Ci si attende in ogni caso una rapida crescita della filiera legata alla produzione di batterie nei prossimi decenni, mentre le industrie dovranno progressivamente “elettrificare” le proprie attività e i propri prodotti, sostituendo le attuali tecnologie inquinanti come quelle a combustibili fossili.

Per quanto riguarda la produzione di energia, l’utilizzo di impianti fotovoltaici continua a crescere velocemente, non solo tra i fornitori di energia elettrica ma anche per l’autoproduzione delle imprese.

I prezzi dei moduli fotovoltaici sono diminuiti dell'80% negli ultimi dieci anni grazie alle economie di scala e alla continua innovazione lungo tutta la filiera (solo nel 2021 il prezzo medio di vendita è aumentato, a causa dei prezzi più elevati del trasporto e delle materie prime). Di conseguenza, il solare fotovoltaico è diventato la tecnologia di generazione di elettricità più conveniente in molte parti del mondo. La limitazione principale legata al fotovoltaico è legata ai materiali utilizzati: nel 2021, la domanda legata alla produzione di pannelli fotovoltaici ha assorbito l'11% della produzione globale di argento, oltre il 6% del silicio metallurgico e oltre il 40% di tutto il tellurio raffinato. I materiali rappresentano il 35-50% del costo totale di un modulo fotovoltaico, ma se ci si attende un notevole miglioramento di efficienza nell'impiego dei materiali nel prossimo decennio.

Un elettrolizzatore è un dispositivo che, alimentato da energia elettrica, consente di rompere le molecole dell’acqua, separando l’idrogeno dall’ossigeno.

Per produrre idrogeno da elettrolisi dell’acqua serve un impianto di produzione ed energia elettrica. Con i rendimenti degli impianti attuali occorrono 55 chilowattora di energia elettrica per ottenere 1 chilogrammo di idrogeno, mentre in futuro potrebbero bastare 45 chilowattora. La diffusione degli elettrolizzatori permetterà di ottenere grandi quantità di idrogeno da utilizzare come fonte di energia pulita da parte delle imprese: l’idrogeno è un vettore energetico su cui si ripone grande fiducia a livello globale per far fronte alle sfide climatiche, poiché può immagazzinare e fornire grandi quantità di energia per unità di massa senza generare emissioni di gas serra durante la combustione. Anche per l’industria degli elettrolizzatori occorre riflettere sull’impiego di materiali di cui questa tecnologia avrà necessità nel prossimo futuro. La produzione di elettrolizzatori richiede minerali, in particolare nichel e metalli del gruppo del platino, che variano a seconda del tipo di tecnologia. Tenendo conto anche del fabbisogno di acciaio, alluminio e titanio, i costi dei metalli rappresentano attualmente circa il 12% dei costi totali dell'attrezzatura degli elettrolizzatori, a causa principalmente del costo di platino e iridio.

Il Carbon Capture Usage Storage (CCUS) è una tecnologia che consente di catturare le emissioni di anidride carbonica dalle fonti di combustione ed immagazzinarle in profondità nel sottosuolo.

Il CCUS è fondamentale per il raggiungimento degli obiettivi ambientali, anche in considerazione del fatto che per alcuni settori industriali determinate tipologie di emissioni di gas serra risulteranno inevitabili anche tra molti anni. Nel corso del 2021, gli Stati Uniti, attraverso diversi piani di investimento pubblico, si sono impegnati a fornire 12 miliardi di dollari per le tecnologie CCUS; allo stesso modo, in Europa, i paesi stanno espandendo l’implementazione attraverso programmi di finanziamento comunitari e sussidi nazionali. Spinti dagli impegni di azzeramento delle emissioni, dalla fiducia politica e da un ambiente di investimento più efficiente, il numero di impianti CCUS pianificati è aumentato più di nove volte dal 2018.

Oltre alle tecnologie che sono attualmente ritenute principali protagoniste della transizione, sono molte e variegate le innovazioni che potranno avere un impatto positivo per la decarbonizzazione delle imprese. In effetti, il numero di brevetti registrati in ambito sostenibilità continua a crescere, con il settore legato all’innovazione dell’energia green e delle batterie (Electrical machinery, apparatus and energy) che ha visto una crescita superiore al 18% nel 2022 in Europa, a fronte di una crescita complessiva di brevetti registrati che non ha superato il 2.5% (fonte European Patent Office). 

Il sostegno all'innovazione

Per far sì che il percorso verso la decarbonizzazione avvenga in maniera efficace, le imprese avranno necessità di essere supportate da un sistema che favorisca la ricerca e l’innovazione sulle tecnologie per la transizione. A livello europeo, la forte spinta verso la decarbonizzazione rende infatti necessaria una notevole accelerazione anche nell’ambito degli investimenti in innovazione, a sostegno delle soluzioni tecnologiche per sostenere la transizione green.

In questo senso, l’Unione Europea ha definito un programma specifico per la ricerca e l’innovazione, per rafforzare questi (ed altri) processi: Horizon Europe.

Il programma ha una durata di sette anni (2021-2027) e una dotazione finanziaria complessiva di 95.5 miliardi, e costituisce il più vasto programma di ricerca e innovazione transnazionale al mondo. Nello specifico, il programma definisce l’obiettivo di costruire una leadership globale dell’Unione nella creazione di catene del valore a basse emissioni di carbonio, nell’economia circolare e nei sistemi e infrastrutture digitali a basse emissioni. Per realizzare questi obiettivi, sono previsti investimenti rivolti alla costruzione di una maggiore autonomia strategica, attraverso il supporto a catene del valore chiave perché sia assicurato l’approvvigionamento dei materiali critici per la transizione green. Il programma prevede inoltre investimenti sulle filiere strategiche legate alle nuove tecnologie per la transizione, come quelle legate alla produzione di pannelli fotovoltaici o di elettrolizzatori per la produzione di idrogeno. È inoltre prevista la creazione di un data hub sicuro all’interno dei confini europei, tramite infrastrutture e piattaforme che permettano la visualizzazione e l’utilizzo protetto dei dati. L’importanza dei dati è evidenziata anche dalla presenza di investimenti per rinforzare le infrastrutture in Cloud e l’infrastruttura per la distribuzione degli stessi, in modo da rendere le informazioni accessibili per ricercatori, enti di ricerca, imprese e cittadini.

Oltre al programma Horizon EU, l’Unione Europea cerca di favorire l’innovazione in ambito green anche indirizzando fondi e investimenti privati verso settori che producono le tecnologie necessarie per la transizione. Questo è uno dei principali obiettivi dell’istituzione della Tassonomia EU, una classificazione comune delle attività economiche che possono essere considerate sostenibili dal punto di vista ambientale e che contribuiscono allo sviluppo delle tecnologie necessarie per la decarbonizzazione. Ad esempio, tra i settori evidenziati dalla Tassonomia vi è quello legato alla produzione e trasmissione di energia, dove l’enfasi è posta sulla necessità degli investimenti in nuove tecnologie, quali fotovoltaico, eolico o i bio-carburanti, ma anche nello sviluppo di una filiera dell’idrogeno. Anche i settori legati all’ICT e ai Big Data saranno essenziali per mitigare gli effetti del cambiamento climatico, come descritto al capitolo 1; la Tassonomia sottolinea infatti l’importanza della raccolta e analisi dei dati per migliorare le performance ambientali dei soggetti economici.

Le imprese dovranno essere abili a intercettare queste possibilità di finanziamento dei propri progetti innovativi, anche ricercando partnership con altri imprese della filiera oppure con Università e centri di ricerca/innovazione specifici. Partecipare a questi grandi processi di trasformazione potrà garantire alle imprese vantaggi competitivi che risulteranno fondamentali nei prossimi decenni.