Production-network embedding and embodied carbon–energy footprints in semiconductor supply chains: An MRIO scenario analysis of Taiwan, Japan, and the United States
Utilizzando un'analisi input-output multi-regionale di Taiwan, Giappone e Stati Uniti, questo studio rivela che l'impronta di carbonio ed energia incorporata nelle catene di approvvigionamento dei semiconduttori è guidata principalmente dall'incorporamento nelle reti di produzione a monte piuttosto che dall'efficienza diretta o dal mix elettrico del sito manifatturiero ospitante.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA dell'articolo qui sotto. Non è stata scritta né approvata dagli autori. Per precisione tecnica, consulta l'articolo originale. Leggi il disclaimer completo
Quando acquistiamo uno smartphone o un computer, spesso pensiamo al dispositivo in sé, ma la storia della sua creazione inizia molto prima che raggiunga lo scaffale di un negozio. Inizia con una vasta, invisibile rete di fabbriche, miniere e centrali elettriche che lavorano insieme per trasformare le materie prime nei minuscoli chip che rendono possibile la vita moderna. Questa rete è nota come catena di approvvigionamento (supply chain). Per decenni, il mondo ha fatto affidamento pesantemente su un luogo specifico per costruire questi chip: Taiwan. Tuttavia, mentre le tensioni globali aumentano e le nazioni cercano di rendere le proprie catene di approvvigionamento più sicure, c'è una crescente spinta a spostare questa produzione in altri paesi come il Giappone e gli Stati Uniti. La grande domanda per i decisori politici e gli ambientalisti è semplice: se spostiamo le fabbriche, il costo ambientale della produzione di questi chip diminuisce o rimane lo stesso? La risposta non è così ovvia come sembra, perché l'impatto ambientale di un prodotto non dipende solo dalla fabbrica che lo produce, ma dall'intera rete di fornitori che la alimenta.
Un team di ricercatori dell'Università di Kyushu si è posto l'obiettivo di rispondere a questa domanda esaminando i costi nascosti di energia e carbonio incorporati nella produzione di semiconduttori. Non hanno costruito nuove fabbriche né hanno condotto esperimenti fisici. Al contrario, hanno utilizzato un potente modello informatico che mappa come il denaro e le merci fluiscono tra diverse industrie in tutto il mondo. Questo modello ha permesso loro di confrontare l'effettiva rete di produzione in Taiwan con le reti di produzione esistenti in Giappone e negli Stati Uniti. Si sono posti una specifica domanda ipotetica: se lo stesso valore di semiconduttori prodotto in Taiwan fosse invece prodotto utilizzando le catene di approvvigionamento presenti in Giappone o negli Stati Uniti, quanto meno carbonio ed energia sarebbero necessari? Il loro obiettivo era capire se la posizione della fabbrica conti di più, o se sia la rete invisibile di fornitori dietro la fabbrica a guidare realmente l'impronta ambientale.
I ricercatori hanno scoperto che la risposta risiede nel profondo di quella rete invisibile. Quando hanno simulato lo spostamento della produzione in Giappone o negli Stati Uniti utilizzando le catene di approvvigionamento esistenti in quei paesi, i risultati sono stati drammatici. L'anidride carbonica associata alla produzione dei chip diminuirebbe di quasi l'89 percento in Giappone e di quasi il 94 percento negli Stati Uniti rispetto alla situazione attuale in Taiwan. Allo stesso modo, l'energia necessaria per produrre lo stesso valore di chip scenderebbe di oltre il 96 percento in Giappone e di oltre il 97 percento negli Stati Uniti. Questi numeri non sono piccoli aggiustamenti; rappresentano un cambiamento massiccio nell'impatto ambientale. Tuttavia, lo studio chiarisce che queste non sono previsioni secondo cui spostare una singola fabbrica porterebbe automaticamente a tali risparmi. Piuttosto, mostrano la differenza tra la specifica rete di fornitori in Taiwan e le diverse reti in Giappone e negli Stati Uniti.
Per capire perché i risparmi fossero così elevati, i ricercatori hanno scomposto i numeri per vedere esattamente da dove provenissero le emissioni. Hanno scoperto che in Taiwan, l'elevata impronta di carbonio non è causata dall'inefficienza delle fabbriche di chip stesse, ma dall'elettricità e dalle industrie pesanti che le riforniscono. A Taiwan, la rete elettrica e le industrie pesanti locali che forniscono materiali sono molto intense di carbonio. Quando i ricercatori hanno cercato di isolare solo la fabbrica di chip e di sostituire solo la fonte di elettricità, i risparmi sono stati molto più piccoli, riducendo l'impronta di carbonio di solo circa il 20-23 percento. Ciò ha rivelato che la massiccia differenza osservata nella simulazione completa deriva dall'intera rete a monte. I fornitori in Giappone e negli Stati Uniti sono inseriti in una struttura economica diversa che è intrinsecamente meno pesante in termini di carbonio, ancor prima di guardare al particolare chip prodotto.
Lo studio ha anche esaminato se i risparmi fossero solo un'illusione causata dal modo in cui i dati venivano conteggiati. Hanno controllato per garantire che i risultati non nascondessero emissioni in categorie vaghe o account "residui". I dati hanno mostato che le emissioni in Taiwan erano concentrate in settori reali e identificabili come l'elettricità e l'industria pesante, mentre le emissioni inferiori in Giappone e negli Stati Uniti derivavano da un mix di fornitori genuinamente diverso. Infatti, il settore dei semiconduttori statunitense fa maggiore affidamento su fornitori esteri per i suoi materiali, mentre il settore taiwanese è profondamente integrato con le proprie industrie pesanti nazionali. Questa differenza strutturale è il driver principale del divario emissivo. I ricercatori hanno inoltre notato che rendere semplicemente l'elettricità più pulita nei paesi ospitanti non sarebbe stato sufficiente a spiegare il massiccio calo delle emissioni; l'intero modo in cui la catena di approvvigionamento è costruita conta più della sola fonte di energia.
In definitiva, questa ricerca suggerisce che le conseguenze ambientali dello spostamento della produzione di semiconduttori sono legate meno alla posizione fisica della fabbrica e più alla rete di produzione in cui essa viene inserita. Se un paese costruisce nuove fabbriche di chip ma le collega a una catena di approvvigionamento simile a quella di Taiwan — facendo affidamento sugli stessi tipi di elettricità e industria pesante ad alta intensità di carbonio — i benefici ambientali saranno molto più piccoli di quanto suggerito dalle simulazioni. Lo studio non afferma che spostare la produzione sia una soluzione garantita, né misura altri fattori come l'uso dell'acqua o l'impatto sociale sui lavoratori. Invece, fornisce una mappa chiara dei costi nascosti. Mostra che per le nazioni che pianificano di diversificare le proprie catene di approvvigionamento per ragioni di sicurezza, il passo più importante non è solo costruire la fabbrica, ma comprendere e rimodellare l'intera rete di fornitori che la alimenterà. Senza cambiare quella rete, i guadagni ambientali del ricollocamento potrebbero rimanere fuori portata.
Sommerso dagli articoli nel tuo campo?
Ricevi digest giornalieri degli articoli più recenti corrispondenti alle tue parole chiave di ricerca — con riassunti tecnici, nella tua lingua.