Gli effetti del lockdown sui consumi energetici in Italia

Il lockdown dei mesi di marzo, aprile e maggio 2020 ha cambiato in modo radicale le nostre abitudini e la nostra vita quotidiana, con diverse conseguenze di tipo economico, sociale, ambientale. Tra le altre cose, in questi mesi è cambiato in modo significativo il nostro consumo energetico, soprattutto nel settore dei trasporti, e di conseguenza anche le emissioni di CO₂ causate dall’utilizzo di combustibili fossili.

In questo articolo vogliamo stimare gli effetti di questi tre mesi di lockdown sul consumo energetico italiano e sulle relative emissioni di CO₂, confrontando i consumi mensili con quelli corrispondenti degli ultimi due anni. Come vedremo, nei tre mesi di lockdown le emissioni totali di CO₂ hanno registrato diminuzioni comprese tra il 23% ed il 32% rispetto agli stessi mesi degli ultimi anni, determinate principalmente dalla diminuzione del consumo di prodotti petroliferi nel settore dei trasporti.

Riteniamo utile segnalare che queste diminuzioni rappresentano un fatto puntuale, e sarà importante monitorare l’evoluzione dei prossimi mesi per verificare gli effetti del ritorno alla normalità, soprattutto rispetto alla domanda di mobilità degli italiani e alle modalità di trasporto utilizzate. Potrebbero infatti esserci anche effetti di rimbalzo per consumi ed emissioni, come ad esempio nel caso di un utilizzo maggiore dell’auto privata rispetto ai mezzi pubblici.

 

Una breve introduzione ai consumi energetici in Italia

Prima di addentrarci nei consumi di questi mesi in questione, è utile considerare la serie storica dei consumi energetici in Italia, per avere una visione di insieme su che tipi di vettori energetici vengono utilizzati e in quali usi finali.

Le statistiche energetiche di solito raggruppano gli utenti finali in tre grandi settori: l’industria, i trasporti e gli edifici (a loro volta suddivisi in settore residenziale e terziario). Esistono inoltre altre tipologie di utenti finali, che solitamente rappresentano una quota marginale dei consumi energetici e quindi vengono generalmente considerati insieme (come ad esempio agricoltura, pesca, gestione forestale, etc.).

La figura seguente rappresenta l’evoluzione storica dei consumi annuali di energia per settore in Italia dal 1990 al 2018. Vengono rappresentati i consumi finali, e cioè i consumi di energia dei diversi settori, senza considerare le perdite o i consumi aggiuntivi di energia primaria per la produzione di vettori energetici più raffinati (come ad esempio l’energia elettrica, che può essere prodotta da diverse fonti).

Mentre negli anni ’90 i consumi energetici erano ripartiti in modo abbastanza bilanciato tra i tre settori descritti in precedenza (industria, trasporti ed edifici), negli ultimi anni c’è stata una diminuzione della quota di energia consumata dalle industrie, ed in parallelo un aumento della quota del terziario. Dopo un aumento continuo dei consumi fino al 2005, si osserva una brusca riduzione in corrispondenza della crisi economica del 2008, soprattutto per i settori industriale e terziario. La flessione è continuata negli anni successivi, mentre negli ultimi anni i consumi sembrano essersi stabilizzati.

I consumi energetici sono legati a molteplici fattori, tra cui il numero di abitanti, il tipo di tecnologie utilizzate, il livello di efficienza energetica, la domanda di mobilità dei cittadini, le condizioni climatiche, il benessere economico, etc. Tutti questi aspetti possono variare in modo significativo nel tempo, su base mensile, giornaliera o in alcuni casi oraria, e non è sempre facile misurarli e/o stimarli in modo efficace. L’obiettivo di questo articolo è fornire un quadro generale sui dati principali, ma è bene ricordarsi della notevole complessità del settore energetico, ed i diversi aspetti che vanno considerati ogni volta che si interpretano dei risultati.

Un altro modo di analizzare i consumi nazionali è disaggregarli per tipologia di vettore energetico. Anche in questo caso esistono molteplici vettori energetici, e in alcuni casi è necessario fare delle semplificazioni per evitare di perdersi nei dettagli. Nella figura seguente abbiamo rappresentato le cinque principali categorie di vettori energetici nei consumi finali in Italia: prodotti petroliferi, gas naturale, energia elettrica, fonti rinnovabili e calore.

Osserviamo che negli ultimi anni c’è stata una contrazione dei prodotti petroliferi, che comprendono benzina, gasolio, GPL e altri combustibili fossili (kerosene per aviazione, nafta, etc.). Il gas naturale è rimasto sostanzialmente costante, mentre l’energia elettrica è aumentata leggermente, e le fonti rinnovabili sono cresciute nell’ultimo decennio. Queste ultime includono consumi di biomassa legnosa per riscaldamento, biocarburanti, solare termico e la quota di energia dal terreno o dall’aria utilizzata dalle pompe di calore (non vengono considerate le fonti rinnovabili per la produzione elettrica, che sono invece incluse nella quota di energia elettrica). La categoria “calore”, calcolata a partire dal 2004, include il calore distribuito da reti di teleriscaldamento e quello fornito al settore industriale da impianti di cogenerazione (e negli anni precedenti era incluso nei consumi dei combustibili utilizzati per produrlo).

Dopo questa breve introduzione possiamo approfondire l’analisi dell’evoluzione dei consumi mensili di gas naturale, prodotti petroliferi ed energia elettrica negli ultimi anni. Abbiamo scelto di concentrarci su questi tre vettori energetici perché sono i più significativi, e al tempo stesso sono gli unici per cui sono disponibili dati aggiornati con un dettaglio almeno mensile.

 

I consumi di gas naturale

I consumi di gas naturale in Italia sono monitorati a livello nazionale da SNAM, che gestisce la rete di trasporto del gas naturale. Sono disponibili dati giornalieri riguardo ai flussi relativi alla rete SNAM, che includono il gas naturale consumato per usi industriali ad alta pressione, per generazione termoelettrica e il gas immesso nelle reti di distribuzione (che a loro volta distribuiscono il gas a bassa pressione a diversi tipi di utenti finali).

Nella figura seguente riportiamo i consumi mensili di gas naturale a partire da gennaio 2018. Rispetto agli usi finali dei diversi settori descritti in precedenza osserviamo che è disponibile un livello di dettaglio minore, e sono necessarie ulteriori elaborazioni per ottenere la suddivisione dei consumi per tipo di utente finale.

Dal grafico non si notano effetti significativi nei mesi di lockdown del 2020, a causa dell’effetto stagionale preponderante della quota relativa alle reti di distribuzione. Tuttavia, considerando i consumi del settore industriale, si osservano, rispetto agli stessi mesi degli anni precedenti, riduzioni del 18%, 29% e 16% per i mesi di marzo, aprile e maggio. Anche il settore termoelettrico registra diminuzioni mensili tra il 9% ed il 15%, che sono imputabili, come vedremo, alla minore domanda di energia elettrica da parte degli utenti. L’analisi dei consumi relativi alle reti di distribuzione è più complessa, in quanto è necessario prendere in considerazione anche gli effetti climatici: ad esempio i consumi del mese di febbraio 2020 hanno registrato una forte riduzione rispetto alla norma (pari a circa il 20%), dovuta alle temperature molto più alte rispetto alla media degli anni precedenti.

 

I consumi di prodotti petroliferi

Rispetto al gas naturale, il consumo di prodotti petroliferi ha registrato diminuzioni molto più marcate, soprattutto alla luce del loro utilizzo significativo nel settore dei trasporti. Nella figura seguente illustriamo l’evoluzione mensile dei consumi a partire da gennaio 2019, in milioni di tonnellate. Abbiamo deciso di evidenziare le tipologie di prodotti utilizzate nel settore dei trasporti, mentre la voce “Altro” include utilizzi per riscaldamento, consumi in raffineria e in alcuni settori industriali (e come si vede non registra diminuzioni significative negli ultimi mesi). Mentre benzina, gasolio e GPL vengono utilizzati prevalentemente per i trasporti su strada, il carboturbo è il carburante utilizzato nell’aviazione ed i bunkers sono i carburanti utilizzati nel settore navale.

Le riduzioni percentuali dei consumi di ogni combustibile vengono rappresentate in dettaglio nella figura seguente. Si osservano riduzioni molto più marcate per i carburanti utilizzati prevalentemente nel trasporto passeggeri, come benzina, GPL e carboturbo. Quest’ultimo presenta riduzioni molto più spinte dovute al blocco quasi totale del trasporto aereo, soprattutto nel mese di aprile. Al contrario, il gasolio per trasporti ed i bunkers (che includono anche una parte di gasolio marittimo) hanno registrato aumenti più contenuti, ma comunque significativi, soprattutto nel mese di aprile. In ogni caso, anche se nel mese di maggio il lockdown è stato gradualmente allentato, i consumi rimangono molto inferiori rispetto ai valori di riferimento pre-COVID19.

 

I consumi di energia elettrica

Rispetto ad altri vettori energetici, l’energia elettrica è solitamente misurata in modo più dettagliato ed in tempo reale, ed è quindi più facile effettuare analisi su consumo e generazione. Per questa ragione, una delle prime misure che sono state utilizzate per quantificare gli effetti del lockdown è stata proprio l’analisi dei profili di domanda di energia elettrica.

La figura seguente confronta i profili giornalieri di domanda di energia oraria sulla rete elettrica nazionale, considerando le giornate di mercoledì, che sono rappresentative di un giorno medio lavorativo (e nei mesi di lockdown non sono state interessate da nessuna festività nazionale). Si osserva una riduzione marcata, soprattutto nel mese di aprile, rispetto al profilo relativo alla giornata del 4 marzo, prima del lockdown.

Tuttavia, per un confronto più accurato è necessario analizzare gli scostamenti rispetto ai giorni corrispondenti dell’anno precedente (cioè rispetto al mercoledì della stessa settimana del 2019). La figura seguente mostra lo scostamento percentuale dei profili, che come si vede raggiunge diminuzioni del 30-35% nelle ore di picco di alcuni giorni del mese di aprile. Nella seconda metà di maggio i consumi sono risaliti a circa il 5-15% in meno rispetto al 2019, mentre per mercoledì 10 giugno si osserva una riduzione media del 18%, che è però dovuta a motivi climatici. Infatti, il mese di giugno del 2019 è stato uno dei più caldi mai registrati, contrariamente alle temperature miti osservate finora nel 2020.

Oltre ai dati di consumo orario presentati in queste figure, i consumi di energia elettrica danno origine ad emissioni di CO₂ causate dalla sua generazione da combustibili fossili, che vengono calcolate e descritte nel seguito. I mesi di aprile, maggio e giugno sono generalmente caratterizzati da una disponibilità significativa di fonti rinnovabili, soprattutto idroelettrico e solare fotovoltaico. Dai dati disponibili dal report mensile di aprile di Terna, confrontando i dati mensili con quelli di aprile 2019, emergono sia un aumento della quota di produzione da fonti rinnovabili sia una forte riduzione delle importazioni.

 

Stima delle emissioni di CO₂

A partire dai dati presentati nelle sezioni precedenti, possiamo effettuare una stima delle emissioni di CO₂ del settore energetico, per valutare con i dati disponibili l’effetto del lockdown sulle emissioni di gas climalteranti del settore energetico italiano. Anche se i consumi energetici rappresentano la quota più significativa di emissioni climalteranti sul territorio italiano, è utile ricordare che esistono anche altre fonti di emissioni, tra cui l’agricoltura, l’uso del suolo e la gestione delle foreste.

La figura seguente illustra una stima delle emissioni mensili effettuata a partire dai valori di consumo descritti. Si osserva che nei tre mesi di lockdown le emissioni totali hanno registrato riduzioni comprese tra il 23% ed il 32% rispetto agli stessi mesi degli anni precedenti. Il contributo più significativo è relativo ai prodotti petroliferi, che hanno rappresentato tra il 67% ed il 75% delle riduzioni mensili.

I primi cinque mesi del 2020 hanno portato ad una diminuzione totale del 22% delle emissioni di CO₂ sul territorio nazionale. Anche nelle ipotesi più ottimistiche di riallineamento dei mesi futuri rispetto ai trend storici, appare verosimile una riduzione annua delle emissioni in Italia nel 2020 superiore al 10% rispetto alla media 2018-2019.

Tuttavia, è importante ricordarsi che questa riduzione di emissioni, che appare in linea con altre stime effettuate in altri paesi, è stata causata da un arresto forzato del sistema economico, e pertanto rischia di essere vanificata in una fase di ripresa dell’economia. Sarà quindi importante continuare a sviluppare politiche di supporto a tecnologie e soluzioni a basse emissioni di carbonio, in parallelo a misure di efficienza energetica e di supporto alla ripresa economica. Inoltre, è importante sottolineare l’effetto di rimbalzo sulle emissioni che potrebbe essere causato da un minore utilizzo dei mezzi pubblici nei prossimi mesi: in questo caso sarà cruciale lo sviluppo di adeguate politiche di supporto a soluzioni di mobilità sostenibile.

 

Note metodologiche e dati utilizzati

I dati utilizzati per le analisi presentate in questo articolo sono stati calcolati a partire dalle fonti ufficiali più recenti disponibili (alla data di pubblicazione del 17 giugno 2020).

I dati storici dei consumi energetici italiani utilizzati nel paragrafo introduttivo sono pubblicati dal MiSE nel Bilancio Energetico Nazionale, e ad oggi sono disponibili i dati fino al 2018 (abbiamo utilizzato il file Excel classificato con la metodologia Eurostat).

Per gas naturale, prodotti petroliferi ed energia elettrica sono stati considerati i dati mensili da gennaio 2018 a maggio 2020, raccogliendo i dati da diverse fonti.

I dati relativi al gas naturale sono stati ottenuti dai report pubblicati da SNAM, che forniscono informazioni con dettaglio giornaliero sui flussi di gas naturale che transitano sulla rete di trasmissione nazionale. Per i calcoli di questo articolo abbiamo considerato i flussi relativi ai consumi industriali e alle reti di distribuzione, senza cioè considerare il dato sul consumo per uso termoelettrico (in quanto per semplicità abbiamo allocato le relative emissioni ai consumi di energia elettrica, come meglio descritto più avanti).

I dati relativi ai prodotti petroliferi sono dati preconsuntivi mensili pubblicati dal MiSE, da cui è possibile risalire ai consumi di diversi prodotti petroliferi. La nostra analisi ha considerato nel dettaglio i consumi di gasolio, benzina e GPL, mentre gli altri prodotti petroliferi (che rappresentano una quota minore) sono stati considerati in un’unica categoria con poteri calorifici e fattori di emissione medi. I dati forniti dal MiSE sono in migliaia di tonnellate, e sono stati convertiti in TWh utilizzando i poteri calorifici medi forniti da ENEA.

Rispetto ai dati relativi all’energia elettrica, le analisi relative ai profili di domanda sono state effettuate basandosi sulle informazioni pubblicate sulla piattaforma ENTSOE. Per il calcolo delle relative emissioni di anidride carbonica abbiamo invece utilizzato i dati disponibili dai report mensili forniti da Terna, in cui è fornita una suddivisione dell’energia elettrica prodotta per tipo di fonte. Purtroppo l’energia prodotta da impianti termoelettrici è fornita come aggregato, senza informazioni aggiuntive sul tipo di combustibile utilizzato (ma è comunque scorporata la parte di biomasse). Pertanto è stato necessario utilizzare i fattori di emissione medi annuali calcolati da ISPRA per la produzione termoelettrica, che potrebbero portare a leggeri scostamenti sulle emissioni effettive mensili nel caso di diversi mix di combustibili fossili (soprattutto gas naturale e carbone). Inoltre, i report mensili forniscono solamente i valori di “richiesta di energia elettrica” sulla rete di trasmissione nazionale, per cui per calcolare i consumi reali dei diversi settori sarebbe necessario scorporare le perdite di rete (che nel 2018 sono state pari a circa il 5,6% del fabbisogno totale). Per i dati di maggio, per cui il report mensile di Terna non è ancora disponibile, è stata effettuata una stima a partire dai dati orari di generazione pubblicati sulla piattaforma ENTSOE (che però per i mesi precedenti presentano scostamenti rispetto agli aggregati mensili pubblicati da Terna).

Per il calcolo delle emissioni di CO₂, i fattori di emissione per i diversi combustibili fossili sono stati pubblicati da ISPRA per il 2018. Le emissioni considerate in questo articolo sono relative ai consumi di gas naturale e prodotti petroliferi negli usi finali, e all’utilizzo di combustibili fossili per la produzione di energia elettrica. Si sono trascurati alcuni contributi aggiuntivi (come ad esempio l’utilizzo di carbone in processi industriali) per la mancanza di dati, ma si ritiene che il loro contributo non cambi in maniera sostanziale i risultati presentati.

Le analisi di questo articolo sono state effettuate utilizzando Microsoft Excel, il linguaggio R e i pacchetti tidyverse e RColorBrewer.