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Sfruttare l'energia e i materiali per sostenere la circolarità.

Occorre ripensare il modo in cui i diversi settori abbracciano l'economia circolare, riprogettando la produzione e lo smaltimento dei rifiuti per salvaguardare l'intero ecosistema ambientale.

A cura di Guido Porro (nella foto), Managing Director EUROMED e Amministratore Delegato Italia di Dassault Systèmes.

.L’economia circolare fa leva su un concetto molto semplice che, soprattutto nell’ultimo decennio, ha fatto passi da gigante. Tuttavia, seppur il mondo industriale e l’intera società abbiano avviato cambiamenti significativi, il processo di transizione verso la sostenibilità richiede progressi ancor più veloci, in grado di trasformare radicalmente l’utilizzo dei materiali utilizzati e, soprattutto, la mentalità dei grandi decisori.

Se si guarda alla produzione totale di emissioni di gas serra, infatti, il 55% di essa deriva dalla produzione di energia, mentre il 45% ha origine dalla produzione di oggetti, materiali e prodotti, questo significa che il restante 45% necessita ancora di una gestione adeguata. Ed è qui che entra in gioco il concetto di economia circolare: bisogna passare da un’economia lineare, basata sull’utilizzo di risorse del mondo naturale, la maggior parte delle quale sprecate, ad un’economia in cui le materie prime – quelle naturali – vengono utilizzate nell’ottica di creare il minor spreco possibile, per mantenerle nel sistema e fare in modo che possano auto-rigenerarsi.

Un passo da compiere urgentemente. Basti pensare che oggi, in Europa, per il 92% del tempo le auto sono inutilizzate, così come una percentuale che varia tra il 35% e il 50% degli uffici, dando vita ad un sistema di sprechi ormai ingestibile. Nel 2020, inoltre, soltanto il 15% della plastica prodotta a livello mondiale è stata riciclata.

Questi sono solo alcuni dei dati che evidenziano il fatto che stiamo per arrivare a consumare ogni anno circa due volte le risorse naturali che il pianeta è in grado di rigenerare. Stiamo attraversando una crisi globale di risorse che non è ancora stata affrontata con la dovuta urgenza nonostante siano molti i progressi sino ad oggi compiuti, come nel caso dell'Australia, che si sta muovendo contro l’esportazione dei rifiuti e a favore della riduzione dei consumi, per riciclare di più e costruire un’infrastruttura di gestione dei rifiuti più efficiente, a partire dallo smaltimento del vetro. A gennaio 2021, infatti, l’Australia ha vietato l’esportazione degli scarti di vetro, decisione che verrà progressivamente applicata anche ai diversi materiali e tipologie di prodotti. Queste politiche generano una forte spinta a trovare soluzioni innovative per il riciclo e il ri-utilizzo. La situazione tra i paesi è però molto eterogenea e il mondo politico è ancora molto diviso sul tema dell’economia circolare, basti pensare alla quantità di rifiuti solidi urbani generati nel 2020, enormi quantità di rifiuti gettati via, sepolti, bruciati, smaltiti e non riutilizzati.

Se consideriamo due paesi come il Canada ed il Regno Unito, entrambi all’avanguardia nel modo di pensare, al momento hanno una situazione molto diversa in termini di percentuale di rifiuti che oggi vanno in discarica: 75% in Canada e 14% nel Regno Unito. Bisogna anche tener conto che un approccio virtuoso in termini di politiche non sempre riesce ad avere un impatto diretto sulla quantità di rifiuti destinati alle discariche: cambiare i materiali utilizzati nella produzione porta ad enormi vantaggi, ma è anche fondamentale un cambio di mentalità. Il modo in cui produciamo e consumiamo beni, infatti, sta avendo un impatto molto dannoso sul pianeta e ha innescato una crisi ecologica senza precedenti, motivo per cui è necessario invertire la rotta, facendo leva su ciò che in Dassault Systèmes chiamiamo “economia dell'esperienza”. Un nuovo approccio in cui le persone hanno la stessa qualità di benessere, salute e felicità ed un basso quantitativo di beni, acquisti e consumi. Ma com’è possibile passare ad un'economia basata sull'esperienza e garantire un futuro più sostenibile? Si tratta di un cambio di mentalità piuttosto radicale e difficile da raggiungere, ma il nostro impegno è quello di utilizzare la tecnologia per aiutare i nostri clienti ad attuare alcune di queste trasformazioni e adottare un approccio sostenibile e circolare, a cominciare dalla decarbonizzazione.

Più dell'80% dell'energia che consumiamo proviene dai combustibili fossili. La buona notizia, però, è che la quota di elettricità sta aumentando e questo rappresenta un’opportunità unica verso un cambiamento reale. L'elettricità infatti può essere prodotta con diverse tipologie di fonti di energia primaria, come il nucleare o le rinnovabili, entrambi a bassa emissione di carbonio. Negli ultimi due decenni, la capacità energetica globale derivante delle rinnovabili è aumentata notevolmente, anticipando una tendenza positiva secondo cui l'elettricità a basso contenuto di carbonio, in futuro, sarà in grado di alimentare l'industria e di de-carbonizzare settori specifici, come quello dei trasporti, che oggi funziona principalmente con combustibili fossili.

Dassault Systèmes supporta questa transizione verso un’economia circolare a basse emissioni di carbonio e si fa promotrice di due progetti fondamentali. Il primo riguarda la produzione di energia nucleare a basso impatto di carbonio che consente di riutilizzare più volte molte delle scorie nucleari prodotte, dando vita ad una circolarità dei materiali per generare energia pulita su larga scala, anche in nuovi tipi di progetti nucleari, con piccoli reattori modulari. Il secondo riguarda invece la ricerca e lo sviluppo nucleare a livello globale, come l’European Spalliation Source in Svezia, dove ci si concentra sulla scoperta di nuovi materiali e di nuovi modi per usare l'energia.

Un altro aspetto da considerare è chela rete elettrica rappresenta un’enorme opportunità: grazie ai milioni di nuovi dispositivi che entreranno nella rete, fungerà come una sorta di gigantesca batteria virtuale che sarà distribuita per compensare l'intermittenza delle rinnovabili e aumentare la flessibilità della produzione energetica. Le fonti di energia rinnovabile, inoltre, rappresentano una valida opzione a bassa emissione di carbonio, oltre che un elemento circolare e riutilizzabile. Esse fanno leva sul cosiddetto principio della "curva di apprendimento", per cui ogni volta che raddoppiamo il numero di dispositivi che abbiamo prodotto, che sia solare o eolico, il prezzo si riduce di cica il 15%. Uno degli obiettivi è quello di ridurre il costo delle energie rinnovabili affinchè siano accessibili a tutti e possano sostituire i combustibili fossili. Per tale motivo, è importante innovare continuamente e fare leva sull'esperienza del gemello virtuale per riprodurre e modulare velocemente diversi scenari e progetti, così che il primo prototipo sia in grado di funzionare a pieno regime e con un minor margine di errore, cercando di capire come si relazionerà con il proprio ambiente oltre che all’interno della società. Si tratta di simulazioni che sfruttano l’esperienza e il know-how in modo collaborativo e sono in grado di collegare virtuale e reale in un’ottica di ottimizzazione continua.

Alla fine, tutto si riduce alla circolarità dei materiali. Passare da un'economia lineare ad un'economia circolare significa che l'industria di domani avrà un approccio circolare, in grado di aumentare il riciclaggio e il multi-riciclaggio dei materiali. Per farlo, abbiamo bisogno di ridurre al minimo il consumo di energia del riciclaggio e quindi di capire come funzionano i materiali che saranno utilizzati per la separazione dei materiali di valore già presenti sul mercato. Ne sono un esempio i catalizzatori zeolitici, versioni microporose della sabbia che possono essere usate per separare e filtrare materiali senza usare molta energia. Grazie alla meccanica quantistica, l’utilizzo del gemello virtuale può aiutare a capire il comportamento di tutti questi materiali che, a loro volta, aiutano a riciclarne di altri. Questo processo sarà la chiave per innescare la circolarità e il successo della sostenibilità.

Tuttavia, quando si parla di circolarità non si fa mai riferimento ad un cerchio completo, poiché c'è sempre qualche scarto residuo. Ma come facciamo ad integrare in modo efficiente i materiali di cui avremo bisogno in futuro? In questo caso viene in aiuto l'estrazione di precisione, o altre tecniche di modellazione estremamente sofisticate e basate sulla scienza, applicate su una scala molto più grande rispetto alle risorse geologiche che intendiamo utilizzare. In questo modo sarà possibile individuare esattamente le risorse, dove si trovano e come estrarle senza danneggiare l'ambiente. Inoltre, sarà possibile progettare ciò che facciamo con queste risorse, come riconvertire ed immagazzinare, ad esempio, gas industriali come l'idrogeno e l’idrogeno verde, al fine di de-carbonizzare i processi dell'industria come la produzione di acciaio o di ammonio. La modellazione parametrica consente inoltre un’estrema precisione nella simulazione del comportamento delle risorse, così da ridurre al minimo i disturbi e i rischi per le comunità locali.