Come l'Ucraina può ricostruire il suo sistema energetico

L'infrastruttura energetica è uno dei principali obiettivi degli attacchi russi all'Ucraina. L'entità della distruzione è enorme. "Un anno dopo l'inizio della guerra, nel febbraio 2022, il 76% delle centrali termiche era stato distrutto, ora è il 95%", afferma la scienziata ucraina Iryna Doronina, "e anche tutte le grandi centrali idroelettriche sono fallite". L'enorme quantità d'acqua fuoriuscita - l'area del bacino era 1,5 volte più grande del cantone di Zurigo - ha distrutto migliaia di case e trasformato il bacino in un deserto.

Iryna Doronina, docente presso l'Università Nazionale di Economia di Kiev prima della guerra, è arrivata all'ETH di Zurigo nel 2022 come "borsista del FNS a rischio". Questo programma consente alle scuole universitarie svizzere di assumere a tempo determinato ricercatori a rischio con il sostegno finanziario del Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica. Doronina ha poi lavorato come ricercatrice senior presso l'Istituto per la scienza, la tecnologia e la politica dell'ETH (ISPT) fino al 2024. Attualmente svolge attività di ricerca presso l'Università Tecnica di Monaco (TUM). A Zurigo ha lavorato a stretto contatto con i gruppi di Adrienne Grêt-Regamey, professore di Pianificazione dei sistemi ambientali e del paesaggio (PLUS), e di Tobias Schmidt, professore di Politica energetica e tecnologica e direttore dell'ISTP.

In particolare, i ricercatori hanno indagato sul perché le energie rinnovabili dovrebbero essere al centro della ricostruzione del sistema elettrico ucraino. I relativi risultati sono stati pubblicati in Joule una rivista leader nella ricerca sull'energia. Anche i ricercatori del TU di Monaco e dell'Università di Bayreuth hanno contribuito in modo significativo alla pubblicazione. "Abbiamo scoperto che praticamente tutte le grandi centrali elettriche centralizzate sono state attaccate dal febbraio 2022. Ciò ha ridotto la capacità totale di produzione di energia elettrica a circa un terzo del livello prebellico", afferma Tobias Schmidt, "e anche la rete è stata notevolmente indebolita dagli attacchi alle linee di trasmissione e alle sottostazioni, soprattutto nella parte orientale".

Le riserve di capacità sono una chiave per la sopravvivenza

Nel loro studio, i ricercatori hanno combinato analisi geospaziali e politiche. "Il nostro studio presenta la prima mappatura completa e geospaziale del sistema elettrico ucraino nel febbraio 2022 e della successiva distruzione durante la guerra", afferma Adrienne Grêt-Regamey, "mostriamo anche il potenziale dell'energia rinnovabile per l'Ucraina e identifichiamo le condizioni politiche e normative necessarie per facilitare gli investimenti".

Come primo passo, i ricercatori hanno creato una mappa dettagliata dell'infrastruttura energetica ucraina prima del 2022. "Volevamo sapere quanto fosse grande la capacità energetica installata e abbiamo mappato 1626 oggetti", spiega Doronina: "Queste informazioni su impianti, ubicazioni, output, produzione e consumo servono come base per ulteriori analisi"."Con 59 gigawatt di capacità installata, l'Ucraina era uno dei maggiori produttori di energia in Europa prima del 2022. Il Paese stesso necessitava di 22 gigawatt. "L'Ucraina disponeva quindi di notevoli riserve di capacità. Queste hanno aiutato il mio Paese a sopravvivere durante la guerra", riassume Iryna Doronina.

L'energia nucleare svolge un ruolo importante. Zaporizhzhya, la più grande centrale nucleare d'Europa nel sud-ovest dell'Ucraina, è stata occupata dalle truppe russe e non fornisce più elettricità dal settembre 2022. Tuttavia, tre centrali nucleari a est e a sud, con sette reattori, rimangono in funzione e continuano a fornire elettricità all'Ucraina. Tuttavia, la Russia attacca ripetutamente la rete di distribuzione, causando interruzioni di corrente per ore, anche nella capitale Kiev. "L'Ucraina dovrebbe quindi sviluppare una rete elettrica decentralizzata", afferma Iryna Doronina. Un sistema centralizzato è più facile da attaccare, mentre i sistemi indipendenti sono più resistenti alla guerra e alle crisi".

Transizione verso un sistema energetico decentralizzato

Le energie rinnovabili, come gli impianti solari ed eolici, sono particolarmente adatte a un'infrastruttura decentrata e possono essere installate molto più rapidamente rispetto agli impianti convenzionali centralizzati. "Tuttavia, i comuni devono essere in grado di produrre sul proprio territorio una quantità di energia rinnovabile sufficiente a coprire i propri consumi", conclude Doronina.

I ricercatori hanno creato mappe ad alta risoluzione per varie regioni dell'Ucraina. Queste mappe mostrano le aree in cui la generazione di energia solare ed eolica è più favorevole. Il team ha preso in considerazione diversi criteri, come l'altitudine e la topografia, la densità di popolazione, la distanza dagli insediamenti o dalle reti elettriche. "Abbiamo esaminato attentamente le aree protette e i terreni agricoli di proprietà dello Stato, assicurandoci che i requisiti e le restrizioni della legislazione ucraina fossero pienamente rispettati", spiega Doronina.

L'enorme potenziale dell'energia solare ed eolica

In una seconda fase, i ricercatori hanno stimato la produzione energetica potenziale per regione. Questo potenziale tecnico è enorme. I ricercatori stimano che il potenziale per l'energia eolica sia di circa 180 gigawatt e quello per l'energia solare di circa 39 gigawatt. Una capacità totale di 219 gigawatt supererebbe di molte volte la capacità produttiva di 59 gigawatt raggiunta dall'Ucraina all'inizio della guerra. Infine, i ricercatori concludono che il potenziale delle energie rinnovabili in tutte le reti elettriche regionali supera di gran lunga la capacità di produzione di elettricità distrutta durante la guerra.

I ricercatori hanno utilizzato il potenziale tecnico a livello regionale insieme a fattori socio-politici, economici, ambientali e tecnologici per determinare le regioni più adatte alla transizione dell'Ucraina verso i sistemi di energia rinnovabile. A livello regionale, il potenziale maggiore per l'energia solare ed eolica si trova nel sud e nell'est dell'Ucraina.

Sostenere un nuovo sistema energetico ben gestito

Finora, tuttavia, l'infrastruttura energetica ucraina è stata monopolizzata da uno o due oligarchi. "I collaboratori controllavano il mercato energetico nazionale e lavoravano insieme alla Russia. Questo era anche un terreno fertile per la corruzione", spiega Vasyl Doronin, responsabile dell'organizzazione non governativa ucraina per l'idrogeno e coautore dello studio.

"La trasparenza dei nostri risultati riduce il rischio di corruzione, poiché gli approcci proposti per dare priorità alle aree con maggiore potenziale e urgente necessità di bonifica sono scientificamente validi ed equilibrati", afferma Doronina: "Le mappe e i database sviluppati supportano il processo decisionale politico e sono il modo più veloce per soddisfare il fabbisogno energetico di base della popolazione".

Inoltre, una volta chiariti i requisiti di investimento, si migliora la qualità della preparazione dei progetti e si riduce il rischio per gli investitori. "Questo studio, innovativo nel suo campo, è stato uno dei primi a tenere conto dei requisiti della Direttiva UE sulle energie rinnovabili III (RED III) per identificare le aree in cui le energie rinnovabili dovrebbero essere rapidamente promosse", afferma Vasyl Doronin. I risultati sono stati presentati al Centro comune di ricerca della Commissione europea nei Paesi Bassi.

"Vogliamo tornare a vivere in Ucraina e speriamo di poter sviluppare ulteriormente il Paese grazie ai nostri risultati", afferma Iryna Doronina. Con la sua ricerca, vuole fornire le basi per un manuale che permetta ai comuni ucraini di cambiare il proprio approvvigionamento energetico. Il suo obiettivo è un "atlante del potenziale di trasformazione del settore energetico".

Informazioni per le autorità svizzere

Le esperienze in Ucraina offrono spunti preziosi anche per la protezione civile svizzera. Ad esempio, Doronina non solo ha fornito all'Ufficio federale della protezione della popolazione (UFPP) informazioni dettagliate sulle infrastrutture energetiche ucraine e sulla loro distruzione, ma anche sui danni bellici subiti dai settori dell'agricoltura e dell'istruzione, ovvero scuole e asili. "Abbiamo mostrato come la guerra ha colpito le infrastrutture civili in Ucraina, in modo che gli svizzeri possano vedere come sono effettivamente le cose qui e cosa potrebbe accadere altrove", spiega Doronina.

Doronina e i suoi colleghi hanno presentato le loro ricerche anche alla manifestazione "Re-Thinking Energy Infrastructure: Empowering Decarbonisation - Moving from Strategy to Implementation", che l'ETH di Zurigo ha co-organizzato presso la Casa della Svizzera al WEF di Davos lo scorso gennaio.