Riscaldano le nostre case, alimentare la caffettiera e mantenere in funzione le fabbriche che producono i nostri vestiti. Servono come materia prima per i nostri vasetti di yogurt, trasportarci al lavoro e portare il cibo nei negozi. Combustibili fossili:petrolio, carbone e gas naturale sono con noi in ogni area della nostra vita.

Carbone, un combustibile fossile densamente confezionato, è un ottimo vettore energetico. Il rovescio della medaglia è che la sua combustione genera anidride carbonica, che ha l'impatto del riscaldamento del clima. E insieme alla nostra combustione di combustibili fossili stiamo gonfiando carbonio, che era stato legato nel terreno per centinaia di milioni di anni, nell'atmosfera.

La crisi ecologica ci costringe a chiederci se possiamo farcela senza questo fatidico partner ora che sta superando la capacità del nostro pianeta di farcela.

"Certo che ce la faremo. Diversi settori stanno diventando fossil free a ritmi diversi:prima l'elettricità, poi riscaldare e infine trasportare, " dice Annukka Santasalo-Aarnio, assistente dell'Università di Aalto. Si occupa di accumulo e conversione di energia, cioè i processi di conversione dell'energia da una forma in un'altra.

"Ma dovremo rivoluzionare il modo in cui produciamo e consumiamo energia".

La Finlandia senza fossili punta sull'energia eolica

In Finlandia, oltre il 40% dell'energia utilizzata per l'elettricità, calore, i trasporti e l'industria sono generati con combustibili fossili e torba. È chiaro che recidere questo legame non sarà semplice.

La transizione energetica globale è comunque iniziata e la Finlandia potrebbe portarla a una conclusione vittoriosa, propone il progetto di ricerca Smart Energy Transition. Un gruppo multidisciplinare di ricercatori ha modellato una Finlandia senza fossili in questa impresa guidata da Aalto.

Non esiste una tecnologia unica, che da sola potrebbe prendere il posto dei combustibili fossili. Anziché, la totalità sarà costituita da flussi, dice il capo progetto, Professor Armi Temmes della School of Business.

Secondo i modelli creati dal progetto, Il 95% dell'energia primaria finlandese potrebbe essere generata utilizzando le tecnologie esistenti basate sul vento, energia solare, biomasse e nucleare. Inoltre, saranno necessari combustibili fossili per i trasporti pesanti e l'industria, Per esempio.

Il punto di partenza è che la società è elettrificata con energia prodotta in modo pulito. Perché ciò accada, la capacità di energia eolica e solare dovrebbe aumentare di più di dieci volte perché non è più possibile aumentare in modo sostanziale l'utilizzo sostenibile della biomassa, Temmes dice in riferimento ai calcoli del progetto.

Nel freddo nord globale, il consumatore più affamato di energia domestica è il riscaldamento, e i sistemi di teleriscaldamento sono utilizzatori significativi di carbone e gas naturale. La Smart Energy Transition ha modellato il modo in cui una città delle dimensioni di Helsinki potrebbe essere mantenuta calda in modo pulito.

Il modello afferma che i combustibili fossili potrebbero essere ampiamente sostituiti da pompe di calore industriali e specifiche per proprietà alimentate a energia eolica e solare che raccolgono calore dal terreno, acqua e fonti di calore residuo come l'industria e gli edifici. L'energia di riserva sarebbe fornita da un impianto di cogenerazione alimentato a biomassa.

Elettricità e calore saranno più strettamente accoppiati sulla scia della transizione energetica, dice Temme.

Decentralizza e conquista

I combustibili fossili hanno fatto molto per garantire che la nostra produzione di energia rimanga stabile, centralizzata e gestibile. Basta aggiungere più combustibile al fuoco quando sono necessari elettricità e calore.

In un sistema decentralizzato che si basa su energia eolica e solare, la fornitura di energia elettrica oscilla, necessitano di metodi per pareggiare gli squilibri nella domanda e nell'offerta.

Abbiamo già molte opzioni efficienti di stoccaggio dell'energia, come l'energia idroelettrica, accumulatori termici e tecnologia delle batterie, e ne vengono sviluppati di nuovi in ​​continuazione. Ma lo stoccaggio non è un trucco da prestigiatore, che da sola potrebbe rendere stabile l'energia rinnovabile, quindi dovremo anche regolamentare il consumo di energia, sottolinea Annukka Santasalo-Aarnio.

Ciò significa che, in futuro, dovremo prestare più attenzione a come consumiamo l'elettricità. È qui che la tecnologia viene in soccorso:le reti elettriche intelligenti e l'automazione degli edifici svolgeranno un ruolo importante nell'equilibrio tra domanda e offerta.

Tra energia e costruzioni emergerà un gioco di squadra strettamente coordinato. Gli edifici avranno i propri sistemi di energia solare e pompe di calore. Regolano il proprio consumo con, Per esempio, sistemi di riscaldamento intelligenti e immagazzineranno energia in condensatori di acqua calda e pozzi di calore geotermici. La costruzione ad alta efficienza energetica preverrà la perdita di calore, dice Armi Temmes.

Gas serra recuperati e stoccati

Il nostro sistema di trasporto a base di petrolio necessita di una profonda revisione. Auto elettrica, il trasporto di massa e i nuovi servizi di trasporto forniranno alternative alla guida della propria auto a benzina o diesel, ma non può risolvere il problema dei trasporti pesanti e dei viaggi aerei.

"È improbabile che il trasporto possa superare la sua dipendenza dai combustibili liquidi a base fossile, poiché il carbonio è un vettore energetico insuperabile. È, però, una questione diversa se il carbonio viene estratto dai combustibili fossili o riciclando l'anidride carbonica già presente nell'atmosfera, " dice Annukka Santasalo-Aarnio.

Lo sviluppo di combustibili per il trasporto senza fossili ha fatto passi da gigante negli ultimi anni. La finlandese Neste ora commercializza diesel rinnovabile e cherosene per aerei che hanno fino al 90% in meno di emissioni rispetto ai combustibili tradizionali e il team di ricerca di Santasalo-Aarnio fa parte del progetto Neste Digifuel che mira allo sviluppo del petrolio rinnovabile.

"Per adesso, tutti i nuovi combustibili devono ancora competere con il petrolio a buon mercato".

combustibili sintetici, che può essere prodotto con energia rinnovabile e privo di emissioni utilizzando idrogeno estratto dall'acqua e anidride carbonica dall'aria, sono considerati il ​​passo successivo nei carburanti per il trasporto.

Un carburante liquido sarebbe compatibile con l'attuale tecnologia dei motori e l'infrastruttura di distribuzione del carburante. I combustibili sintetici sono anche una soluzione promettente per lo stoccaggio dell'elettricità e potrebbero sostituire il petrolio come materia prima per l'industria chimica.

Questi sono allo studio del gruppo di Santasalo-Aarnio, pure.

"L'industria finlandese è molto interessata a questo argomento in questo momento. Business Finland sta conducendo uno sforzo per costruire un ecosistema industriale a cui partecipano università finlandesi e grandi aziende".

La tecnologia è un aiuto, non è una soluzione

Abbiamo urgentemente bisogno di modi alternativi per riscaldare le case, generare elettricità pulita per le macchine da caffè e trasportare persone e merci da un luogo all'altro.

La valutazione del nostro consumo energetico è di pari importanza.

"Iniziare con, dobbiamo ridurre i consumi inutili. L'industria e i trasporti causati dalle sue consegne sono uno dei più grandi ghiottoni di energia, " dice Annukka Santasalo-Aarnio.

Ma un sistema energetico pulito non può essere costruito solo con la tecnologia, richiederà un grande cambiamento sistemico, Appunti di Armi Temmes. Cambiamenti ai mercati, attività economica, saranno necessarie politiche fiscali e di sussidio, nonché modelli di business.

"Per esempio, dovremmo iniziare subito a smantellare gli ostacoli fiscali che ostacolano il passaggio alle energie rinnovabili, "dice Temme.

La transizione energetica colpisce già visibilmente i mercati. Il costo degli impianti eolici, pannelli solari, batterie, le pompe di calore e le tecnologie di risparmio energetico si sono notevolmente ridotte. Sono disponibili nuovi tipi di servizi di trasporto e sistemi intelligenti per regolare il consumo energetico delle famiglie.

"Le nuove soluzioni energetiche richiedono la cooperazione di molti settori dell'industria e su scala globale. D'altra parte, offrono un enorme potenziale di business, "dice Santasalo-Aarnio.

La transizione energetica offre a tutti l'opportunità di dire addio ai combustibili fossili.

"L'ansia da clima è associata a una sensazione di impotenza a cambiare le cose. Il proprio pannello solare o pompa di calore fornisce una sensazione di controllo e un modo concreto per contribuire alla lotta contro il cambiamento climatico attraverso le proprie azioni, " dice Armi Temmes.