L’energia è il motore di ogni nostra azione e, per gran parte dei 300 mila anni di storia dell’umanità, questa forza è stata tratta dalla semplice biomassa. Cereali, noci, bacche e carne hanno nutrito i nostri muscoli, mentre il legno alimentava i fuochi. Fino al 1850, la biomassa rappresentava oltre il 90% dei circa 7.791 terawattora (TWh) di energia consumati annualmente. Poi, i combustibili fossili hanno preso il sopravvento: carbone, petrolio e gas naturale coprono oggi tre quarti dei 183.230 TWh che l’umanità utilizza ogni anno. Le fonti rinnovabili, l’idrogeno e il nucleare potrebbero iniziare a guadagnare terreno, ma è ancora presto per dirlo con certezza.
Nel corso del tempo, i pessimisti non hanno mai avuto dubbi. Con l’avvento delle fornaci per la produzione di ferro nell’Europa medievale, alcuni profetizzavano la scomparsa delle foreste, divorate dalla fame di combustibile delle fornaci e dalla crescente domanda di ferro. Più di recente, altri hanno previsto l’esaurimento del petrolio, dopo un “picco” che non si è mai verificato.
Mark P. Mills, collaboratore di City Journal e direttore esecutivo del National Center for Energy Analytics, insieme a Peter W. Huber, esperto del Manhattan Institute e rinomato avvocato a favore della scienza, ha spiegato perché queste previsioni catastrofiche si siano rivelate errate nel loro libro del 2005, The Bottomless Well: The Twilight of Fuel, the Virtue of Waste, and Why We Will Never Run Out of Energy. I due autori sono andati oltre, sostenendo che i pessimisti saranno sempre in errore. «Le risorse energetiche sono infinite», hanno scritto.
The Bottomless Well (ossia “il pozzo senza fondo”) non si limita a confutare i profeti di sventura. Mills e Huber hanno reso accessibili i concetti di energia e termodinamica, offrendo previsioni sul futuro che, in gran parte, si sono rivelate sorprendentemente accurate. A vent’anni dalla pubblicazione, mentre il dibattito sulle transizioni energetiche in un contesto di cambiamento climatico domina la scena, il loro libro rimane attuale e illuminante.
Recentemente ho avuto l’opportunità di confrontarmi con Mark Mills (purtroppo, il coautore e amico Peter Huber è scomparso nel 2021). In questa prima parte dell’intervista, l’esperto di energia ha fatto il punto sulle previsioni formulate vent’anni fa, rispondendo a domande sulle questioni energetiche attuali e confermando se, a suo avviso, l’energia sulla Terra sia ancora praticamente infinita.
RP: In un aggiornamento del 2006 al vostro libro, avete scritto che «possiamo estrarre, costruire dighe, pompare e purificare tutta l’energia che vogliamo, se lo scegliamo». È ancora vero oggi, a vent’anni di distanza?
MM: Per ogni scopo pratico dell’umanità, l’energia è infinita. Non produciamo energia, la catturiamo e la convertiamo. L’intera tesi del libro cerca di riorientare il modo di pensare delle persone verso la fisica e la termodinamica. Ma non potevamo dirlo esplicitamente, perché nessuno avrebbe comprato un libro su questi temi. Si tratta di comprendere come funziona l’universo: costruiamo macchine per sfruttare le forze naturali e fornire potenza utile, che chiamiamo energia.
Io ho lavorato nel settore dei semiconduttori: è stato il mio primo impiego. Nella produzione di semiconduttori, l’obiettivo non era rendere i chip più piccoli, quella era solo una conseguenza del tentativo di ottenere più energia dalle operazioni logiche, perché gli interruttori piccoli consumano meno energia rispetto a quelli grandi. Era come inseguire il fondo di un pozzo senza fine. Richard Feynman osservava che c’è spazio al confine. Man mano che si esplorano le strutture fondamentali dell’universo, si scoprono nuove possibilità. Il titolo del libro si riferiva anche ai dibattiti dell’epoca. Quando uscì, nel 2005, era il culmine della teoria del picco del petrolio. L’élite intellettuale e i media parlavano incessantemente dell’esaurimento del petrolio. Forse il 5-10% del libro riguardava il petrolio, ma non era il vero focus.
RP: Capisco il concetto di energia infinita nell’universo, ma qui sulla Terra? Esiste davvero un’energia praticamente infinita?
MM: Per ogni scopo pratico, tutte le forme di energia che vogliamo sfruttare sono praticamente inesauribili. Che il sole duri quattro miliardi di anni è irrilevante. Che la luce solare sia gratuita è irrilevante. Anche il petrolio è gratuito, come il carbone, l’aria in movimento o l’acqua corrente. Nessuno paga per queste risorse. Si paga per l’accesso alla terra e ai materiali necessari per costruire macchine che convertono le forze naturali in potenza utile. Sono questi elementi – il costo in termini di dollari, l’uso del suolo e i materiali fisici – a determinare l’utilità di una modalità energetica e la sua sostenibilità. Eolico e solare sono intrinsecamente meno efficienti degli idrocarburi sotto tutti e tre questi aspetti: richiedono più suolo, più materiali e più denaro per fornire la stessa quantità di energia. Abbiamo scelto di non scrivere il libro in questi termini, perché avrebbe suscitato pregiudizi. Il nostro obiettivo era guidare le persone verso la verità e la realtà della fisica con delicatezza.
RP: Nel libro parlate di una svolta che potrebbe cambiare tutto: l’elettrolisi efficiente dell’acqua tramite energia solare. Avete scritto: «Silicio e idrogeno sostituiranno completamente uranio e carbonio». A che punto siamo in questa ricerca?
MM: All’epoca eravamo molto ottimisti sull’idrogeno, forse più di quanto lo siamo ora. Pensavo che catalizzatori migliori fossero dietro l’angolo. Se riuscissimo a ottenere idrogeno dall’acqua con catalizzatori più efficienti, sarebbe davvero magico. Ma abbiamo fallito nel migliorare catalisi ed elettrolisi. Tuttavia, resto fiducioso che con l’intelligenza artificiale e i supercomputer potremo risolvere questo problema. I fenomeni atomici finiranno per sostituire gran parte dei fenomeni di combustione. Per atomici intendo la magia della catalisi, della fissione, della fusione, dell’effetto fotoelettrico. Questi sbloccheranno cambiamenti radicali nel nostro impatto sulla Terra. Ma sono problemi ingegneristici estremamente complessi. Nel frattempo, stiamo migliorando sempre di più l’ingegneria e la fisica della combustione, con risultati sorprendenti. Siamo ancora lontani dai limiti termodinamici della combustione. Finché c’è margine di miglioramento, possiamo continuare a ridurre i costi.
RP: «La transizione alle auto ibride si completerà nei prossimi due decenni». Perché non è ancora successo? Oggi le ibride rappresentano circa il 20% delle auto vendute.
MM: La trazione ibrida è molto più efficiente, più flessibile, e combina il meglio del mondo del silicio e della combustione, mediato da un computer. Abbiamo sbagliato la previsione perché non avevamo anticipato l’irragionevole sovvenzione dei veicoli elettrici. Se l’industria fosse stata lasciata libera di perseguire la traiettoria tecnologica ottimale, l’evidente superiorità dell’ibrido, che ora sta decollando, sarebbe emersa già dieci anni fa. La nostra previsione è stata ritardata da interventi che hanno spinto verso l’uso esclusivo di batterie elettriche in tutte le applicazioni.
RP: Nel 2005, avete descritto due scuole di pensiero su come ridurre il nostro impatto sui sistemi della Terra: i cornucopiani, che puntavano sull’efficienza, e i letargisti, che proponevano di consumare meno. A vent’anni di distanza, è emersa una nuova corrente di pensiero?
MM: I transizionisti. L’idea di una transizione energetica è assurda. Continuiamo a usare e riutilizzare vecchi fenomeni con nuove conoscenze, persino la pietra. Non solo usiamo ancora la pietra, ma ne usiamo più che mai nella storia umana. La differenza è che ora la tagliamo e la trasportiamo in modo più efficiente. Lo stesso vale per il legno: lo utilizziamo meglio, lo raccogliamo meglio, lo trasformiamo in polimeri o pannelli. I transizionisti meritano un’etichetta specifica perché credono in qualcosa di altrettanto irrealistico quanto i letargisti e i cornucopiani.
I cornucopiani sostengono che possiamo ottenere ciò che vogliamo essendo più efficienti, perché c’è tanto spreco. Sbagliano, perché ciò che chiamiamo spreco non lo è davvero. Scegliere una minore efficienza termodinamica è una decisione economica, un compromesso per ottenere altri benefici, come risparmiare tempo o denaro. Tecnologie più efficienti, ma più costose, sacrificano risorse che le persone potrebbero preferire usare altrove. Lo spreco è una necessità termodinamica, un prezzo che paghiamo per creare macchine e fenomeni come i laser o i computer. I letargisti, invece, promuovono la crescita zero della popolazione e la decrescita. Sbagliano non per ragioni fisiche, ma per la natura fondamentale dell’umanità e della civiltà. Nel nostro libro cercavamo di proporre una visione diversa. Non avevamo un termine preciso, ma oggi direi che siamo ottimisti e realisti. La fisica dell’universo in cui viviamo offre motivi per essere ottimisti. Non esauriremo mai l’energia, a meno che non ci sabotiamo con scelte stupide.
RP: Nel 2005 avete sbagliato clamorosamente sulla crescita del consumo di elettricità negli Stati Uniti. Prevedevate un aumento del 20-30% in dieci anni, ma è rimasto piatto per quindici anni. Perché c’è stato questo errore? Questo ha smentito la vostra tesi sull’efficienza?
MM: Abbiamo iniziato a delocalizzare la nostra manifattura proprio mentre scrivevamo il libro: chiamiamolo l’effetto Cina. Se la quota dell’economia statunitense dedicata alla manifattura fosse rimasta la stessa di allora, non solo avremmo adottato tutte le nuove tecnologie, ma la domanda di elettricità sarebbe stata circa il 20% più alta di oggi. Inoltre, i Led si sono diffusi molto più velocemente di quanto previsto, contribuendo a stabilizzare la domanda. Oggi, però, la curva della domanda elettrica sta per crescere rapidamente, per due ragioni: non abbandoneremo più la manifattura e abbiamo già sfruttato i guadagni una tantum in efficienza da Led, refrigerazione e condizionamento. Qualsiasi nuova domanda – digitale o veicoli elettrici – spingerà la curva verso l’alto.
RP: C’è stato un certo dibattito sull’enorme consumo energetico dell’intelligenza artificiale. Pensa che valga la pena investire così tanta energia?
MM: L’entusiasmo per l’intelligenza artificiale è giustificato. È un fenomeno radicalmente diverso: le macchine inferenziali non sono semplici calcolatori. È una svolta importante e lo sarà per molto tempo. Poiché abbiamo risorse energetiche infinite per alimentarla, possiamo sfruttarla appieno. In futuro consumerà meno energia, il che è positivo, perché ne useremo ancora di più. Immaginiamo il 1935, quando l’era dell’aviazione iniziava a decollare. Se tutti si fossero concentrati solo sul fatto che non c’era abbastanza carburante per gli aerei, avrebbero detto di non costruirli. Invece, il mercato ha cercato carburanti e motori per far funzionare il sistema. Da allora, gli aerei sono diventati cinque volte più efficienti in termini di energia per miglio-passeggero. L’intelligenza artificiale supererà di gran lunga questi guadagni in efficienza, ma supererà anche, e di molto, le richieste energetiche dell’aviazione.
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