Ogni anno, il mondo consuma una quantità di elettricità sufficiente a trasformare il Lago Erie in una vasca idromassaggio per un giorno, pari a circa 23.000 TWh. La maggior parte di questa energia passa attraverso i trasformatori, che rappresentano quindi una componente fondamentale nel nostro percorso verso l’azzeramento delle emissioni nette, afferma Christina Iosifidou, responsabile della sostenibilità e delle tecnologie di rete presso Siemens Energy e membro del comitato consultivo della fiera dell'ingegneria elettricaCWIEME Berlin.

Secondo la Commissione europea, ogni anno in Europa si sprecano 93 TWh di elettricità a causa delle perdite dei trasformatori. Si tratta di una quantità di elettricità superiore a quella prodotta nel 2023 da tutte le fonti rinnovabili del Regno Unito e pari a circa il 3% dell’energia totale generata in tutta Europa.

Le perdite dei trasformatori, sebbene di solito ammontino solo all’1-2% del carico, si accumulano nel corso dei 35 anni di vita utile prevista del trasformatore e rappresentano oltre il 95% della sua impronta di carbonio complessiva. La produzione del trasformatore, la consegna e l’installazione costituiscono il restante 5%.

Naturalmente, il miglioramento dell’efficienza dei trasformatori continua a essere oggetto di costante ricerca e sviluppo ed è parte integrante dell’identità di qualsiasi produttore di trasformatori. I dati sono migliorati nel tempo e la direttiva sulla progettazione ecocompatibile della Commissione europea richiede ora livelli minimi di efficienza dei trasformatori fino al 99,77%. I trasformatori efficienti sono però più costosi e spesso l'efficienza va a discapito della compattezza.

Sei ciò che mangi

Alla fine, ci scontreremo con i limiti della fisica: una parte dell’energia andrà sempre persa a causa di fenomeni quali l’isteresi, le correnti parassite e il riscaldamento Joule. Poiché la maggior parte dell’impronta di carbonio di un trasformatore deriva da queste perdite inevitabili, un trasformatore può essere veramente ecologico solo se l’elettricità con cui viene alimentato è verde.

Sebbene in alcune aree geografiche l'energia elettrica da fonti rinnovabili sia disponibile gratuitamente, l'origine dell'energia elettrica che arriva a un trasformatore sfugge al nostro controllo in quanto produttori OEM. Spetta ai governi promuovere lo sviluppo su larga scala necessario affinché l'energia elettrica verde diventi la norma.

Cosa possono fare gli OEM?

Un modo in cui i produttori possono ridurre l'impronta di carbonio di un trasformatore è quello di decarbonizzare il più possibile il processo di produzione. Ad esempio, gran parte delle emissioni di uno stabilimento di trasformatori deriva dai processi di essiccazione e di cottura in forno. Tradizionalmente, i forni vengono riscaldati utilizzando combustibili fossili, quindi elettrificarli e alimentarli con elettricità rinnovabile al 100% ridurrebbe significativamente le emissioni di carbonio. Infatti, tutti e quattro i forni in uno degli stabilimenti di Siemens Energy a Norimberga sono ora elettrici e funzionano con energia rinnovabile.

Tuttavia, proprio come nel caso dei veicoli elettrici, passare a questa soluzione prima che in un impianto sia disponibile una quantità sufficiente di energia elettrica verde vanifica qualsiasi riduzione delle emissioni.

L'utilizzo, ove possibile, di materiali provenienti da fonti sostenibili è un altro modo per decarbonizzare le catene di approvvigionamento. Infatti, oltre il 90% delle emissioni del settore manifatturiero deriva dalle materie prime e, di queste, circa l'85% è attribuibile al rame e all'acciaio. Passare all' acciaio verde e l'utilizzo di rame proveniente da fonti responsabili può fare una grande differenza, ma farlo potrebbe essere più difficile in alcune aree geografiche o nei paesi in via di sviluppo a causa dei notevoli investimenti richiesti. Ad esempio, convertire un altoforno su quattro alimentato a carbone in uno alimentato a idrogeno è costato a thyssenkrupp circa 2 miliardi di euro.

Tutto ciò spiega perché dobbiamo pianificare un periodo di transizione che coinvolga l'intera catena del valore. È importante perché i produttori, in particolare i grandi OEM, hanno il potere di plasmare il settore richiedendo ai fornitori materiali prodotti in modo responsabile.

È proprio qui che si svolgono eventi come CWIEME Berlin possono essere d'aiuto. Riunire tutti sotto lo stesso tetto rende possibile discutere di argomenti cruciali come questi. Attraverso la collaborazione internazionale e lo scambio di idee lungo l'intera catena del valore, possiamo continuare a compiere progressi verso l'obiettivo zero emissioni nette. Una volta raggiunto questo traguardo, andiamo tutti al Lago Erie a festeggiare.