Lo scenario climatico fisico

Tra le proiezioni climatiche sviluppate dall’IPCC su scala globale, il Gruppo ne ha selezionate tre, caratterizzate da uno specifico livello di emissioni collegato al cosiddetto “Representative Concentration Pathway” (RCP).

Scenario Aumento medio di temperatura rispetto ai livelli preindustriali (1850-1900)
RCP 2.6 ~ +1,5 °C entro il 2100 (lIPCC stima il 78% di probabilità di restare sotto i +2 °C)(1). Tale scenario viene utilizzato dal Gruppo per lassessment dei fenomeni fisici e per le analisi che considerano una transizione energetica coerente con obiettivi ambiziosi in termini di mitigazione
RCP 4.5 ~ +2.4 °C entro il 2100. Tale scenario è stato identificato da Enel come quello più idoneo a rappresentare lattuale contesto climatico e politico globale e coerente con lintorno delle stime di incremento di temperatura che considerano le policy correnti e annunciate a livello globale(2)
RCP 8.5 ~ +4.3 °C entro il 2100. Compatibile con un worst case scenario dove non si attuano particolari misure di contrasto al cambiamento climatico

(1) IPCC Fifth Assessment Report, Working Group 1, “Long-term Climate Change: Projections, Commitments and Irreversibility”.
(2) Climate Action Tracker Thermometer, stime di riscaldamento globale al 2100 considerando gli attuali “Pledges & Targets” (aggiornamento dicembre 2020).

Nelle proiezioni climatiche RCP 8.5 le aree geografiche del Mediterraneo e del Centro/Sud America, subiranno un impatto in termini di incremento di temperatura e di riduzione delle precipitazioni. Tali effetti diverranno probabilmente più marcati nella seconda metà del secolo con un trend crescente fino al 2100. Nello scenario RCP 2.6 vi saranno effetti analoghi, ma di intensità minore, con un trend in rallentamento nella seconda metà del secolo, generando un notevole differenziale tra i due scenari al 2100.

Gli scenari climatici sono globali, quindi, al fine di definirne il loro effetto nelle aree di rilevanza per il Gruppo, come descritto in precedenza, è stata avviata una collaborazione con il dipartimento di Scienze della Terra dell’International Centre for Theoretical Physics (ICTP) di Trieste. Nell’ambito di tale collaborazione l’ICTP fornisce le proiezioni delle principali variabili climatiche con una risoluzione che varia da maglie di ~12 km2 a ~100 km2 e orizzonte temporale 2030-2050. Le principali variabili in questione sono rappresentate da temperatura, precipitazioni di neve e pioggia e radiazione solare. Rispetto all’analisi condotta nel 2019, lo studio corrente si basa non più sull’utilizzo di un solo modello climatico regionale (quello elaborato dall’ICTP) ma sull’unione di tre modelli, selezionati come rappresentativi dell’ensemble di modelli climatici attualmente presenti in letteratura. Questa tecnica è solitamente utilizzata nella comunità scientifica per ottenere un’analisi più robusta e scevra da eventuali bias e mediata sulle diverse assunzioni che potrebbero caratterizzare il singolo modello.
In questa fase di studio condotta nel 2020, le proiezioni future sono state analizzate per Italia, Spagna e Brasile, ottenendo, anche grazie all’utilizzo dell’ensemble di modelli, una più definita rappresentazione dello scenario fisico.
Le analisi effettuate sugli scenari fisici hanno considerato sia i fenomeni cronici sia i fenomeni acuti. Alcuni di questi fenomeni richiedono un ulteriore livello di complessità, in quanto dipendono non solo dai trend climatici ma anche dalle specifiche caratteristiche del territorio e necessitano un’ulteriore attività modellistica per una loro rappresentazione ad alta risoluzione. Per questo motivo, oltre agli scenari climatici forniti da ICTP, il Gruppo ricorre anche all’utilizzo di mappe di natural hazard.
Questo strumento consente di ottenere, con una elevata risoluzione spaziale, i tempi di ritorno di una serie di eventi, quali per esempio tempeste, uragani e alluvioni. L’utilizzo di questo strumento, come descritto nella sezione “Rischi e opportunità strategiche legati al cambiamento climatico”, è ampiamente consolidato nel Gruppo, che utilizza già questi dati basati sull’orizzonte storico per ottimizzare le strategie assicurative. Inoltre, è in corso il lavoro necessario per poter usufruire di queste informazioni elaborate anche in coerenza con le proiezioni degli scenari climatici.

Italia

Fenomeni acuti: le ondate di calore sono state definite in collaborazione con l’ICTP e Infrastructure and Networks per ottenere la descrizione del fenomeno climatico più idonea a caratterizzare l’evento critico per il business. Le condizioni individuate (permanere per almeno cinque giorni consecutivi di alte temperature in corrispondenza di assenza di precipitazioni) sono state ricercate nelle proiezioni al 2030-2050 fornite dall’ICTP, riscontrando un aumento di questo fenomeno sia in termini di frequenza che di distribuzione geografica in tutti gli scenari analizzati. In particolare, si è riscontrato un sensibile peggioramento nello scenario RCP 8.5, soprattutto nelle isole e nelle regioni meridionali del Paese.

NUMERO MEDIO DI GIORNI ALL’ANNO CARATTERIZZATI DA ONDATE DI CALORE NEI DIVERSI RCP
RISPETTO AL VALORE STORICO (1990-2017)

 

 

In tali scenari, l’intensità delle piogge e delle nevicate straordinarie subiranno un incremento, ma sono attese con una frequenza in diminuzione rispetto ai dati storici. Anche il rischio incendio può essere condizionato dal cambiamento climatico. Il Gruppo lo ha analizzato utilizzando il Fire Weather Index (FWI), che tiene conto di fattori quali umidità relativa, precipitazioni, velocità del vento e temperatura. Sono stati selezionati nel periodo 2030-2050 i giorni a rischio estremo(1) e confrontati con quelli nel periodo 1990-2010. In tutti gli scenari analizzati si riscontra un aumento dei giorni a rischio estremo rispetto ai valori storici, con intensità diverse a livello geografico. In alcune regioni, lo scenario RCP 2.6 evidenzia un numero lievemente maggiore di giorni a rischio estremo rispetto agli altri scenari (RCP 4.5 e RCP 8.5), dovuti a fattori come una minore umidità che contribuiscono alla valutazione del rischio incendio.

Fenomeni cronici: la temperatura media annuale è prevista in aumento nel periodo 2030-2050, con incrementi in tutti gli scenari analizzati. In particolare, è previsto un incremento medio di temperatura nel periodo 2030-2050 rispetto al periodo preindustriale di ~1,4 °C e compreso in un intervallo tra 1,1-2,0 °C per lo scenario RCP 8.5. Nello scenario RCP 4.5, invece, è previsto un incremento compreso tra 1,0 e 1,7 °C con un valore medio di ~1,3 °C, mentre per lo scenario RCP 2.6 l’intervallo è 0,9-1,5 °C con valore medio di ~1,2 °C. Il differenziale tra lo scenario RCP 2.6 e gli scenari RCP 4.5 e 8.5 crescerà in maniera sensibile nella seconda metà del secolo. I cambiamenti cronici di temperatura possono essere analizzati per avere informazioni circa i potenziali effetti sulla richiesta di raffrescamento e riscaldamento dei sistemi energetici locali. Come indicatori per la misurazione del fabbisogno termico sono stati utilizzati gli Heating Degree Days (HDD), ovvero la sommatoria, estesa a tutti i giorni dell’anno con Tmedia ≤ 15 °C, delle differenze tra la temperatura interna (Tinterna assunta 18 °C) e la temperatura media, e i Cooling Degree Days (CDD), ovvero la sommatoria, estesa a tutti i giorni dell’anno con Tmedia ≥ 24 °C, delle differenze tra la Tmedia e la Tinterna (assunta 21 °C), rispettivamente per il fabbisogno di riscaldamento e raffrescamento. Nel periodo 2030-2050 si osserva una riduzione di fabbisogno di riscaldamento del 17% rispetto al periodo 1990-2017, che risulta costante in tutti gli scenari, mentre i CDD risultano sempre maggiori rispetto ai dati storici, con un andamento crescente passando dallo scenario RCP 2.6 (+55%) all’RCP 8.5 (+91%).

Si noti che, rispetto all’analisi effettuata nel 2019, è stato introdotto lo scenario RCP 4.5 e come base dati è stato utilizzato l’ensemble di più modelli, come descritto precedentemente. Inoltre, per dare un peso maggiore alle zone più popolate, gli HDD e i CDD sono stati calcolati come media sulla nazione, pesando ogni nodo geografico per la popolazione grazie all’utilizzo degli Shared Socioeconomic Pathways (SSP) associati a ogni scenario.

Spagna

Fenomeni acuti: nel periodo 2030-2050 si prevede che le ondate di calore aumentino in maniera sensibile la loro frequenza, con una maggior diffusione geografica attesa, in particolar modo nella parte meridionale del Paese. Le precipitazioni estreme subiranno un aumento d’intensità, ma una diminuzione di frequenza, mentre le precipitazioni nevose estreme, pur rimanendo sostanzialmente concentrate nelle stesse aree geografiche attuali, potrebbero diminuire di molto, sia in frequenza sia in intensità. Per quanto riguarda il rischio incendio, il numero di giorni a rischio estremo risulta maggiore nello scenario RCP 8.5 rispetto allo scenario RCP 2.6, e sempre in aumento rispetto alla media storica.

NUMERO MEDIO DI GIORNI A RISCHIO INCENDIO ESTREMO: DIFFERENZIALE TRA RCP E PERIODO STORICO

Fenomeni cronici: la temperatura media annuale è prevista in aumento, nel periodo 2030-2050, con incrementi in tutti gli scenari RCP considerati. In particolare, è previsto un incremento medio di temperatura nel periodo 2030-50 rispetto al periodo preindustriale di ~1,4 °C (in un intervallo compreso tra min +1,2 °C e max +1,8 °C) per lo scenario RCP 8.5. Nello scenario RCP 4.5, invece, è previsto un incremento medio di ~1,2 °C (min 1,0 °C; max 1,5 °C), mentre per lo scenario RCP 2.6 si prevede un incremento medio di ~1 °C con un intervallo compreso tra 0,8 e 1,3 °C. Il differenziale tra lo scenario RCP 2.6 e gli scenari RCP 4.5 e 8.5 cresce in maniera sensibile nella seconda metà del secolo. In termini di Heating Degree Days (HDD) e di Cooling Degree Days (CDD), nel periodo 2030-2050, rispetto al periodo 1990-2017, stimiamo una riduzione di HDD (-13%) e un aumento di CDD (+41%) nello scenario RCP 2.6, e una variazione di HDD e CDD rispettivamente pari a -17% e +64% nello scenario RCP 8.5.

Brasile

Fenomeni acuti: il trend dei fenomeni acuti, in Paesi molto estesi come il Brasile, possono mostrare andamenti sensibilmente differenti nelle varie zone. Le nostre analisi si focalizzeranno sulle aree di interesse per il Gruppo. Per esempio, i primi studi effettuati sullo stato di San Paolo evidenziano un aumento delle ondate di calore. In Brasile, le proiezioni climatiche stimano una riduzione media delle precipitazioni più marcata al nord, con fenomeni estremi da approfondire su scala locale. Dalle prime analisi, il numero di giorni a rischio incendio estremo sembrerebbe proiettato in aumento sia nello scenario RCP 8.5 sia nello scenario RCP 2.6, rispetto alla media storica, con maggiore criticità nelle zone centro-ovest e nord-est del Paese. Come per il fenomeno delle precipitazioni, anche il rischio incendio andrà maggiormente approfondito su scala locale in base alle esigenze del Gruppo. Si nota che queste considerazioni sono frutto di analisi effettuate solo su un modello climatico e non su un ensemble di più modelli, come per Italia e Spagna.

Fenomeni cronici: la temperatura media annuale nel periodo 2030-2050 è prevista in crescita rispetto ai livelli preindustriali in ogni scenario. In particolare, è previsto un incremento medio di temperatura nel periodo 2030-2050 rispetto al periodo 1850-1900 di ~1,6 °C (min +1,2; max +2,1 °C) per lo scenario RCP 8.5. Nello scenario RCP 4.5 è invece previsto un incremento medio di ~1,3 °C (min +1,0 °C; max +1,7 °C), mentre per lo scenario RCP 2.6 si prevede infine un incremento medio di ~1,1 °C con un intervallo compreso tra +0,8 e 1,4 °C. In termini di Heating Degree Days (HDD) e di Cooling Degree Days (CDD), nel periodo 2030-2050, rispetto al periodo 1990-2017, si passa da una riduzione di HDD (-7%) e un aumento di CDD (+13%) nello scenario RCP 2.6, a valori di HDD e CDD che arrivano rispettivamente a -27% e +31% nello scenario RCP 8.5.

Lo scenario di transizione

Lo scenario di transizione fa riferimento alla descrizione di come produzione e consumo di energia evolvono nei vari settori in un contesto economico, sociale e regolatorio coerente con differenti trend di emissione di gas serra (GHG) e, quindi, correlato con gli scenari climatici RCP.

Per quanto riguarda l’orizzonte globale, la letteratura è ricca di pubblicazioni prodotte da istituzioni, organizzazioni internazionali e società private. Il panorama è variegato e presenta scenari, talvolta anche dello stesso provider, che coprono la maggior parte dello spettro delineato dal potenziale incremento di temperatura collegato alle diverse traiettorie RCP: ogni scenario è associato, in maniera più o meno stringente, a uno specifico RCP e di conseguenza a un range di incremento di temperatura.

Gli scenari possono essere suddivisi in due macro categorie: quelli che in conformità all’Accordo di Parigi hanno l’obiettivo di mantenere un incremento di temperatura rispetto al periodo preindustriale minore di 2 °C, e quelli che descrivono evoluzioni dei sistemi che portano a incrementi maggiori di temperatura. In generale, ciò che emerge dall’analisi sistematica delle diverse fonti è che scenari maggiormente sfidanti dal punto di vista della mitigazione del cambiamento climatico sottendono una forte penetrazione dell’utilizzo del vettore elettrico decarbonizzato.

Scenari globali di transizione al 2040-2050
e incremento di temperatura

 

Le evidenze a disposizione, inclusi gli scenari definiti dai principali enti a livello globale, segnalano che allo stato attuale le policy messe in campo dai Governi di tutto il mondo non sono sufficienti a raggiungere gli obiettivi di Parigi(2). Il pathway climatico globale più verosimile rispetto alle policy in essere, ovvero dichiarate dai singoli Paesi, è uno scenario RCP 4.5, intermedio tra RCP 2.6 e 8.5. Pur essendo un percorso meno ambizioso rispetto all’RCP 2.6, questo costituisce un outlook coerente con le politiche approvate o annunciate e che verosimilmente non saranno disattese.

Gli scenari di transizione utilizzati dal Gruppo a livello globale sono frutto dell’analisi di benchmark di scenari esterni e degli obiettivi di policy attualmente noti. Per i principali Paesi di presenza, il Gruppo elabora scenari di transizione coerenti avvalendosi di modelli energetici di sistema; ove modelli interni non fossero disponibili, rischi e opportunità vengono valutati attraverso l’analisi degli scenari prodotti da terze parti, come descritto in precedenza.
Le principali assunzioni considerate nella definizione degli scenari di transizione riguardano:

  • le policy e i provvedimenti regolatori locali per contrastare il cambiamento climatico, quali le misure per ridurre le emissioni di anidride carbonica, incrementare l’efficienza energetica e la decarbonizzazione del settore elettrico e ridurre il consumo di petrolio;
  • il contesto globale macroeconomico ed energetico (per es., in termini di prodotto interno lordo, popolazione e prezzo delle commodity), considerando benchmark internazionali tra cui l’International Energy Agency (IEA), Bloomberg New Energy Finance (BNEF), International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) e altri. Per quanto riguarda lo IIASA, per esempio, sono stati presi in considerazione i fondamentali relativi alla domanda di commodity e alla popolazione sottostante gli “Shared Socioeconomic Pathways (SSP)”, in cui si proiettano differenti scenari che descrivono l’evoluzione socioeconomica e policy in coerenza con gli scenari climatici. Le informazioni derivanti dagli SSP sono utilizzate, unitamente alla modellistica interna, a supporto delle previsioni di lungo periodo, come per esempio quelle dei prezzi delle commodity e della domanda elettrica;
  • l’evoluzione delle tecnologie di produzione, conversione e consumo di energia, in termini sia di parametri tecnici di funzionamento sia di costi.

Sulla base del quadro descritto, il framework di scenario di transizione con cui il Gruppo ha impostato le analisi di impatto relative ai rischi e alle opportunità inerenti ai cambiamenti climatici contempla due scenari: uno “inerziale” (Reference), costruito principalmente sulle policy in essere o annunciate nonché su specifiche assunzioni interne rispetto all’evoluzione di singole variabili di interesse, e uno più ambizioso (Brighter Future), coerente con il raggiungimento degli obiettivi di Parigi, che presuppone obiettivi più stringenti in termini di riduzione delle emissioni di anidride carbonica o di incremento dell’efficienza energetica, nonché la possibile accelerazione nella riduzione dei costi di alcune tecnologie. In questo secondo caso, si determinano una crescita incrementale della generazione elettrica da fonti rinnovabili nonché una maggiore domanda di energia elettrica dovuta alla accresciuta elettrificazione dei consumi finali, guidata principalmente da obiettivi più ambiziosi in termini di efficienza energetica e decarbonizzazione.
Resta valido il principio per cui, ove i Paesi con maggiori emissioni non adottassero politiche di decarbonizzazione efficaci, mantenendosi su scenari inerziali o peggiorativi, eventuali traiettorie di transizione particolarmente ambiziose definite a livello locale potrebbero coesistere con scenari di cambiamento climatico peggiorativi rispetto agli obiettivi di Parigi. Infatti, le ambizioni dei singoli Paesi in merito alle azioni di mitigazione non sono sufficienti da sole a determinare le traiettorie di lungo termine delle emissioni e i pathway RCP conseguenti.
Per l’elaborazione degli scenari di transizione relativi ai Paesi oggetto dell’analisi il Gruppo si è dotato di strumenti quantitativi che, a fronte della definizione delle assunzioni riguardo all’evoluzione delle policy, delle tecnologie e di altre variabili di contesto, consentono di elaborare le corrispondenti proiezioni di domanda energetica, domanda elettrica, produzione di energia elettrica, penetrazione delle rinnovabili, veicoli elettrici ecc. In altri termini, tutte le variabili rilevanti che caratterizzano un sistema energetico nazionale rispetto alle attività del Gruppo.

Una volta determinati gli scenari di transizione di medio-lungo termine, il framework di scenario adottato consente di effettuare analisi degli effetti fisici cronici di più lungo termine determinati a livello locale dai pathway climatici considerati. Un esempio è l’analisi dell’impatto della variazione della temperatura sulla domanda elettrica. Per tale scopo, i due scenari Reference e Brighter Future per Italia e Spagna precedentemente descritti sono stati integrati con gli Heating Degree Days e i Cooling Degree Days rispettivamente di RCP 4.5 ed RCP 2.6. In tal modo è stato possibile quantificare l’effetto che il cambiamento della temperatura ha sulle domande di energia (totale, non solo elettrica) per raffrescamento e riscaldamento nei settori residenziale e commerciale. L’orizzonte temporale su cui l’analisi si è concentrata fa riferimento al periodo dal 2030 al 2050, dove le policy correnti dell’Unione Europea rispetto all’obiettivo di Carbon Neutrality, in entrambi gli scenari Reference e Brighter Future, convergono al 2050 verso sistemi energetici decarbonizzati ed elettrificati.

Tramite l’utilizzo di modelli di sistema energetico integrati è possibile quantificare le singole domande di servizio di un Paese. Tale livello di dettaglio consente quindi di discriminare gli specifici effetti che un cambiamento della temperatura può avere sul fabbisogno energetico. Considerando l’intero orizzonte temporale analizzato, la maggiore velocità nel raggiungimento della Carbon Neutrality del Brighter Future, ne fa uno scenario più efficiente ed elettrificato rispetto al Reference. Questa differenza nella rapidità della transizione comporta un aumento medio della domanda elettrica nello scenario Brighter Future rispetto al Reference nel periodo 2030-2050 tra il 3% e il 4%. Quando si considera anche l’effetto della temperatura e si analizzano le differenze tra i due scenari associati ai due diversi RCP 4.5 e 2.6, si verifica un incremento medio della domanda elettrica inferiore all’1% sia per lo scenario Reference sia per quello Brighter Future. Negli anni più estremi tale impatto può raggiungere il 2%. Considerando la vista integrata, l’effetto potenziale di scenari di transizione più ambiziosi ha un impatto maggiormente significativo sulla domanda elettrica rispetto all’incremento di temperatura conseguente al cambiamento climatico.

Con lo scopo di indagare ulteriormente quale sia l’effetto della temperatura sugli scenari di transizione e allo stesso tempo espandere il ventaglio delle assunzioni riguardanti il cambiamento climatico, è stata condotta un’analisi di sensitività associando lo scenario Reference all’RCP 8.5, oltre che all’RCP 4.5. Assumere un tale ulteriore incremento della temperatura, a parità di transizione energetica, porta a un incremento inferiore all’1% della domanda del Reference con RCP 8.5 rispetto a quello con RCP 4.5.

Effetto medio sulla domanda elettrica (2030-2050) confrontando RCP 2.6 e RCP 4.5 Italia

Se da un lato i trend relativi ai gradi giorno sono simili, la differenza sostanziale tra Italia e Spagna riguarda il sistema energetico al 2030. Per quest’ultima, infatti, lo scenario Reference è molto simile al Brighter Future, in linea con il piano energetico nazionale che risulta essere già molto sfidante. Ne consegue che l’effetto della temperatura tra RCP 2.6 e 4.5 rimane contenuto come per l’Italia, minore dell’1% e nella stessa direzione, e l’effetto relativo alla transizione risulta trascurabile(3).

Se per Italia e Spagna il ruolo della temperatura risulta contenuto, il Brasile, un altro Paese di particolare interesse per il Gruppo, potrebbe vedere un aumento della domanda più marcato a causa dell’incremento della temperatura, pari a qualche punto percentuale della domanda totale. Questo è causato dalla maggior domanda di raffrescamento prevista nel Paese. Tali stime sono comunque soggette a un rilevante grado di incertezza, data la significativa volatilità della crescita economica brasiliana.

(1) Il valore dell’indice FWI considerato per identificare i giorni a rischio estremo è basato sull’analisi dei dati storici e sui riferimenti forniti dallo European
Forest Fire Information System (EEFIS).
(2) Si considerino a titolo di esempio “UNEP Emissions Gap Report 2020” e “IEA World Energy Outlook 2020”.
(3) Da evidenziare come una forte elettrificazione del servizio di riscaldamento dell’ambiente nel settore residenziale negli anni futuri potrebbe cambiare il segno e l’ordine di grandezza dell’effetto relativo al cambiamento climatico, sia per l’Italia che per la Spagna.