La produzione di questo importante metallo ha una significativa impronta di carbonio. Il percorso verso un alluminio più verde richiederà la partecipazione di più parti interessate
di Andrea Bondi
L’alluminio è un elemento fondamentale per qualsiasi cosa, dai veicoli elettrici e gli edifici ad alta efficienza energetica, alla rete elettrica modernizzata e, a differenza di altri materiali di base come l’acciaio e la plastica, può essere riciclato all’infinito senza perdita di qualità (circa il 75% di tutto l’alluminio prodotto fino ad oggi è ancora in uso).
Mentre il metallo è di per sé sostenibile, la sua produzione di solito non lo è: sebbene sia abbondante nel suolo e nelle rocce della Terra, l’alluminio deve essere estratto attraverso un complicato processo di raffinazione e fusione che richiede una grande e costante quantità di energia elettrica. A livello globale, circa il 60% dell’elettricità necessaria per le fonderie di alluminio proviene da centrali elettriche a carbone (il restante 10% da impianti a gas naturale e il 30% da energia idroelettrica). Di conseguenza, l’industria dell’alluminio è tra i settori con le emissioni più elevate al mondo e rappresenta circa il 2% delle emissioni globali di gas serra (GHG).
La sfida della decarbonizzazione radicale
Secondo l’International Aluminium Institute, per raggiungere un percorso di emissioni coerente con quanto previsto dall’accordo di Parigi sui cambiamenti climatici, l’industria dell’alluminio dovrà ridurre drasticamente le emissioni, da circa 15,9 tonnellate di anidride carbonica equivalente (CO2e) per tonnellata di alluminio primario (non riciclato) di oggi, a meno di 0,5 tCO2e/t entro il 2050. Qualcosa si sta già muovendo: in Cina, che produce quasi il 60% dell’alluminio primario mondiale, il più grande produttore del paese ha spostato gran parte della sua capacità nella provincia dello Yunnan, ricca di energia idroelettrica. Molte aziende stanno anche esplorando altre tecnologie verdi, tra cui la cattura e lo stoccaggio del carbonio; la tecnologia ad anodo inerte (che evita la formazione di CO2) e la ricompressione meccanica del vapore (MVR), che ricicla il calore residuo per migliorare l’efficienza. L’attuale pipeline di progetti verdi del settore, tuttavia, probabilmente non è sufficiente per raggiungere questo ambizioso obiettivo di riduzione del 95% delle emissioni di CO2e.
Opzioni per produrre alluminio più ecologico
Per accelerare il ritmo della decarbonizzazione è necessaria un’azione coraggiosa su più fronti, come esplorato in un nuovo rapporto della Mission Possible Partnership con il supporto analitico di McKinsey. Non esiste una risposta facile: qualsiasi sforzo per produrre alluminio a basso contenuto di carbonio deve affrontare direttamente la fornitura di elettricità necessaria per il processo di fusione, in cui l’alluminio viene estratto dal suo ossido, l’allumina. Circa l’80% delle emissioni di gas serra dell’alluminio primario sono generate dalla fusione e di queste, l’81% è associato all’elettricità utilizzata per l’elettrolisi.
Produzione di energia in proprio
Per le fonderie di alluminio che hanno scelto di fornire questa energia dalle proprie centrali elettriche, la generazione solare o eolica può essere un’utile aggiunta, ma a causa della loro intermittenza, queste fonti rinnovabili non sono in grado di alimentare completamente il processo.
Per generare carichi grandi e stabili, alcuni produttori utilizzano l’energia idroelettrica, ma questa opzione ha potenzialmente una crescita limitata, è specifica per regione e può essere influenzata da potenziali siccità. L’energia nucleare, sotto forma di piccoli reattori nucleari modulari (SMR), offre promesse ma è ancora in una fase iniziale. Per molte fonderie con capacità di generazione propria, l’opzione più realistica a breve e medio termine potrebbe essere l’adeguamento di centrali elettriche a carbone o impianti a ciclo combinato a gas naturale con utilizzo e stoccaggio della cattura del carbonio (CCUS).
Utilizzo di energia dalla rete
Le operazioni di fusione dell’alluminio che ottengono l’elettricità dalla rete hanno due potenziali opzioni. Uno è stipulare accordi di acquisto di energia virtuale (VPPA) con i servizi pubblici: questi accordi, che consentono ai produttori di alluminio di richiedere riduzioni di gas serra, potrebbero raggiungere diversi obiettivi. Potrebbero potenzialmente supportare nuovi progetti di energia rinnovabile, aiutare ad accelerare la migrazione di un’utilità verso l’elettricità a basse emissioni di carbonio e fornire una copertura contro i futuri movimenti dei prezzi dell’energia. Un’alternativa è invece un trasferimento strategico in regioni che dispongono già di quantità significative di elettricità verde.
Modifiche di processo
Anche il processo di raffinazione dell’ossido di bauxite da rocce sedimentarie per produrre allumina genera emissioni di gas serra, sebbene molto inferiori rispetto alla fusione (17% delle emissioni totali di alluminio). I produttori nei paesi con accesso a gas naturale affidabile potrebbero passare a caldaie e calcinatori alimentati a gas naturale, sebbene questa opzione possa ridurre probabilmente solo le emissioni di raffinazione di circa un terzo. Alternative più ampiamente applicabili, che potrebbero ridurre quasi tutte le emissioni della raffinazione termica, sono le caldaie elettriche alimentate da fonte rinnovabile solare o eolica, le caldaie a idrogeno alimentate con idrogeno verde o le caldaie che impiegano la tecnologia MVR (un processo di recupero energetico che può essere utilizzato per riciclare il calore disperso).
La sfida economica
Oltre alle sfide tecnologiche per la decarbonizzazione dell’alluminio vi è il fatto che la tecnologia basata sui combustibili fossili attualmente disponibile ha un costo inferiore rispetto alle alternative verdi. Superare questi ostacoli economici e mitigare i potenziali rischi richiederà probabilmente un’azione collaborativa tra le parti interessate: banche, investitori, responsabili politici e clienti finali possono svolgere ciascuno un ruolo importante.
Il settore finanziario. A livello globale tra tutti i settori, si prevede che la transizione net-zero richiederà una spesa media annua di 9.200 miliardi di dollari entro il 2050. Dati i livelli generalmente elevati di indebitamento nell’industria dell’alluminio, il miglioramento dei tassi di interesse per gli investimenti a basse emissioni di carbonio e nuovi prodotti come i prestiti verdi o le obbligazioni utilizzate esclusivamente per progetti rispettosi del clima, potrebbero essere fattori chiave. Inoltre, le banche potrebbero incorporare considerazioni climatiche nelle loro decisioni di prestito, come quelle sviluppate dal Center for Climate-Aligned Finance (CAF). In quest’ottica, stanno già nascendo partnership finanziarie progettate per supportare investimenti sostenibili, come la Net-Zero Banking Alliance (NZBA), che riunisce banche che rappresentano il 40% delle attività bancarie globali.
Politica. Le sovvenzioni governative ai produttori di alluminio potrebbero potenzialmente aiutare a compensare alcuni dei costi degli investimenti verdi, mentre i contratti per differenza sul carbonio (CCfD) potrebbero portare i costi operativi delle operazioni decarbonizzate in linea con quelli della tecnologia basata sui combustibili fossili. Tuttavia, interventi governativi sul prezzo del carbonio (come tasse) potrebbero stimolare in maniera più diretta gli investimenti nell’alluminio verde e consentire l’economia della transizione net-zero del settore.
Clienti. Gli utilizzatori di alluminio possono aiutare a spostare l’industria verso la decarbonizzazione, ad esempio accettando di pagare un premium price dal 5 al 10 % per l’alluminio verde o assumendo impegni vincolanti per acquistarlo. Tali accordi di prelievo potrebbero essere negoziati prima che una fabbrica sia costruita o inizi a funzionare o prima che vengano intraprese importanti modifiche, riducendo in modo significativo il potenziale rischio di investimento per i produttori di alluminio. Dall’altro lato, gli utilizzatori di alluminio che hanno fissato obiettivi di decarbonizzazione per le loro catene di approvvigionamento e fornitura, potrebbero ritenere congruo il pagamento di tali extra costi o impegni di fornitura.
La crescente domanda di prodotti a basse emissioni di carbonio sta allontanando l’industria dell’alluminio dai processi ad alta emissione di carbonio che hanno dominato la produzione negli ultimi 135 anni. Allo stesso tempo, le dinamiche di un pianeta in continuo riscaldamento sono la prova che il cambiamento deve avvenire il più velocemente possibile. Per trasformare la transizione verde in realtà, gli attori di tutta la catena del valore dell’alluminio potrebbero cogliere l’attimo, lavorare insieme per supportare una transizione mirata e ricreare il settore per le esigenze dei prossimi decenni.
