Unequal and fragmented futures increase the material cost of decarbonisation

Il mondo sta attualmente cercando di allontanarsi dalla combustione di combustibili fossili come il carbone e il petrolio, muovendosi invece verso fonti di energia che non aggiungano carbonio nell'atmosfera. Questa transizione si basa pesantemente su nuove tecnologie: pannelli solari, turbine eoliche e veicoli elettrici. Sebbene queste macchine funzionino con energia pulita, esse sono costruite da zero utilizzando un set specifico di materie prime presenti nella crosta terrestre, come rame, litio e cobalto. Questi sono spesso chiamati minerali critici perché sono essenziali per i nuovi sistemi energetici ma non sono abbondanti o facili da reperire come il ferro e l'acciaio utilizzati nelle vecchie infrastrutture. Per anni, gli esperti hanno cercato di indovinare quanto di questi materiali il mondo avrà bisogno per raggiungere gli obiettivi climatici. La maggior parte di queste ipotesi ha assunto che il mondo agisca nel modo più efficiente e meno costoso possibile per ridurre le emissioni. Tuttavia, il mondo reale è raramente così semplice. È plasmato da quanto i diversi paesi siano ricchi o poveri, da quanto le nazioni cooperino tra loro e da come le persone scelgano di vivere le proprie vite. Queste condizioni sociali ed economiche potrebbero cambiare la quantità di materie prime necessarie tanto quanto gli stessi obiettivi climatici.

Un team di ricercatori dell'Università di Cambridge si è posto l'obiettivo di capire come queste condizioni reali e disordinate influenzano il fabbisogno di materiali per la decarbonizzazione. Non si sono limitati a guardare un unico futuro ideale; al contrario, hanno modellato cinque mondi molto diversi tra loro, che spaziano da un futuro in cui il mondo collabora pacificamente per ridurre la disuguaglianza, a un futuro in cui le nazioni si voltano verso l'interno, competono aggressivamente e lottano con profonde divisioni sociali. Per ciascuno di questi cinque scenari, hanno calcolato quanto cobalto, rame, grafite, litio, nichel ed elementi delle terre rare sarebbero necessari ogni anno da oggi fino al 2050. Hanno esaminato due versioni di ogni futuro: uno in cui i paesi continuano il loro percorso attuale senza ulteriori azioni climatiche, e un altro in cui riescono ad allinearsi all'Accordo di Parigi per limitare il riscaldamento globale. Eseguendo queste complesse simulazioni, i ricercatori hanno scoperto che il percorso che il mondo intraprende conta più di quanto precedentemente ipotizzato. In ogni scenario, la domanda di questi minerali aumenta, ma l'entità di questo aumento dipende interamente dalle scelte sociali ed economiche che facciamo.

Lo studio rivela che se il mondo segue un percorso di sostenibilità, dove i paesi cooperano e le persone consumano meno energia e meno veicoli privati, la domanda di questi minerali è significamente inferiore. In questo futuro ottimistico, il mondo può raggiungere i suoi obiettivi climatici utilizzando circa un quarto o un terzo in meno di questi materiali rispetto ad altri futuri allineati a Parigi. Tuttavia, se il mondo si muove verso un futuro definito dalla disuguaglianza o dalla rivalità regionale, il costo in termini di materie prime schizza alle stelle. In questi futuri frammentati, raggiungere gli stessi obiettivi climatici richiede dal 150 al 250 per cento in più di minerali rispetto ai livelli di base odierni. Ciò accade non perché l'obiettivo climatico sia più difficile da raggiungere, ma perché il modo in cui lo raggiungiamo cambia. In mondi diseguali o divisi, le persone tendono a consumare di più, la tecnologia si diffonde più lentamente e le nazioni fanno affidamento su tecnologie specifiche e ad alta intensità di materiali, piuttosto che trovare alternative più efficienti. Ad esempio, in un futuro di rivalità regionale, l'Europa potrebbe puntare su tipi di batterie più vecchi che richiedono più cobalto, mentre in un futuro di disuguaglianza, la rapida crescita in Asia meridionale potrebbe guidare una massiccia domanda di infrastrutture e veicoli, entrambi ad alta intensità di minerali.

I ricercatori hanno anche scoperto che la localizzazione di questa domanda cambia drasticamente a seconda del futuro. In un mondo di rivalità regionale, il bisogno di minerali come cobalto e nichel rimane elevato in Europa a causa delle specifiche scelte tecnologiche locali. In un mondo di disuguaglianza, la domanda si sposta pesantemente verso l'Asia meridionale man mano che quella regione cresce. Ciò significa che la sfida di assicurarsi questi materiali non riguarda solo quanto il mondo ne abbia bisogno in totale, ma dove tale bisogno si concentra. Un futuro di frammentazione rende la gestione della catena di approvvigionamento più difficile proprio quando il commercio e la cooperazione sono probabilmente più deboli. Lo studio suggerisce che la difficoltà di raggiungere gli obiettivi climatici non è fissata solo dal limite di temperatura. Al contrario, essa è plasmata dalle condizioni socio-economiche sotto le quali si cerca di raggiungerli. Se il mondo diventa più diseguale o diviso, la transizione verso l'energia pulita richiederà un'estrazione molto più pesante delle risorse della Terra, creando potenzialmente nuovi rischi per le catene di approvvigionamento e aumentando il costo della transizione.

Il team ha utilizzato un sofisticato modello informatico che traccia quanti macchinari esistono, quanto durano e come vengono sostituiti nel tempo. Hanno combinato questo con un modello economico globale per vedere come si sviluppano i diversi racconti sociali. Hanno scoperto che in un futuro sostenibile, il mondo può crescere economicamente pur utilizzando effettivamente meno minerali pro capite, poiché le persone fanno maggiore affidamento sui trasporti pubblici e sui servizi condivisi. Al contrario, nei futuri segnati dalla disuguaglianza, l'élite ricca nelle regioni in via di sviluppo guida la domanda di tecnologie private e ad alta intensità di materiali, mentre i poveri vengono lasciati indietro. Questo crea una situazione in cui le parti più ricche del mondo potrebbero avere i soldi per acquistare la tecnologia, ma il sistema globale manca della coordinazione necessaria per costruirla in modo efficiente. Lo studio suggerisce che non è sufficiente cercare semplicemente di estrarre più minerali o costruire più fabbriche. Per rendere la transizione fattibile, il mondo deve anche concentrarsi sulla riduzione della quantità di materiale necessario per persona attraverso migliori trasporti pubblici, prodotti più durevoli e la cooperazione internazionale. Senza questi cambiamenti, il percorso verso un futuro pulito potrebbe essere bloccato proprio dai materiali di cui abbiamo bisogno per costruirlo.