EVANSTON – China’s commitment to achieving carbon neutrality by 2060, now enshrined in its 14th Five-Year Plan (5YP), has been met with international enthusiasm. If China succeeds, it could singlehandedly reduce global temperatures by 0.25° Celsius, relative to their expected rise. But is its plan realistic?
Getting to carbon neutrality is a formidable challenge for any country, especially one with a large and developing economy. There are two dimensions to the problem: reducing economic activities that produce greenhouse-gas (GHG) emissions, and producing fewer emissions either through offsets such as reforestation or by substituting renewable energy sources for fossil fuels.
In China’s case, GHG-emitting economic activities are unlikely to decline. China is a middle-income country with 1.4 billion people, around half of whom live on incomes equal to or lower than those of Sub-Saharan Africa. Even if China can develop its high-tech sectors (as the new 5YP aims to do), there will still be hundreds of millions of people who will need jobs in energy-intensive sectors like manufacturing.
Moreover, although China’s economic growth will be slower than in the early 2000s, household energy consumption will continue to increase, owing to rising demand for cars and other household appliances typical for middle-income earners. In 2020, there were 281 million cars (204 per 1,000 people) in China, compared to 279 million (816 per 1,000 people) in the United States and 78.9 million (649 per 1,000 people) in Japan. If China’s car-ownership rate reaches the same level as that of the US or Japan, the number of cars there will triple.
To be sure, China’s population is predicted to decline to less than 1.2 billion by 2065. Nonetheless, its total energy consumption will remain high. For comparison, in 2019, Americans consumed 26,291 terawatt-hours (TWh) per year with a population of 328.2 million, while the Japanese consumed a total of 5,187 TWh per year with a population of 126.3 million. If the 1.2 billion Chinese of 2065 were to engage in the same activities as their richer counterparts do today, they would consume anywhere from 48,050 TWh (behaving like the Japanese) to 93,725 TWh (behaving like Americans) per year.
China’s ability to phase in renewable energy sources is more promising. The country has already made enormous investments in building a public transportation system that does not rely on fossil fuels, and it is quickly forging ahead in the burgeoning field of electric vehicles. The big unknown is whether China will be able to generate enough energy for all its household and industrial needs without fossil fuels.
There are positive signs that it can. The new 5YP aims to increase the contribution of wind, hydroelectric, and solar power to 25% of the electricity mix by 2030, up from 15% in the previous 5YP. Although this is an ambitious target, recent technological advances have made it eminently achievable.
For example, because China’s solar, wind, and hydroelectric resources are concentrated in its western provinces while most of its electricity usage is concentrated in its eastern coastal areas, highly inefficient long-distance electricity transmission previously limited the potential for renewables. But after investing heavily in resolving this issue, China has mastered ultra-high-voltage electricity transmission, which allows electricity to move across the country at low cost. This advanced technology is now central to the government’s new infrastructure plan, which aims to transform the structure of China’s energy sector over the next five years.
Another source of renewable energy is nuclear power. China currently has 50 operable reactors that account for 4% of its total electricity generation. Another 18 are under construction, promising to increase the share to around 6%. Since 2016, Chinese authorities have been approving 6-8 new reactors per year, a rate that would bring the total to around 350 by 2060.
For nuclear power alone to replace coal, which accounts for 66% of the electricity mix, China will need to build more than 500 reactors by 2060. And if its energy needs double, it will need around 1,000 more reactors, giving it a reactor-to-population ratio similar to that of France, where 56 plants produce 70% of the power used by its 67 million people.
Building 1,000 more reactors in the next 40 years would seem financially and logistically impossible. But probably not for China, which has already transformed other forms of infrastructure over a similar period. For example, between 1988 and 2019, it extended its national highway system from around 35,000 kilometers (22,000 miles) to 161,000 kilometers, surpassing the US.
China is also less constrained by the key challenge facing most other countries when it comes to building nuclear reactors: public fear. After Japan’s Fukushima disaster in 2011, Germany decided to abandon nuclear power, even though it accounted for 29% of its energy mix (as of 2014). Similarly, after the partial meltdown at Three Mile Island in 1979, the construction of new nuclear plants in the US nearly came to a halt. Nuclear power now accounts for 20% of the US electricity mix, and continues to face staunch resistance from an unusual alliance of fossil-fuel interests and environmental organizations.
And yet, there is a consensus in the scientific community that nuclear power is both cost effective and environmentally friendly. New third-generation reactors are much safer and more efficient than the first-generation reactors that came to be associated with incidents like Chernobyl. Now, the consequences of an accident or a terrorist attack would be comparable to those of many other common risks that we simply take for granted. In pursuing its decarbonization targets, China can follow the data, rather than special interests.
Yes, China’s domestic politics could still create some hurdles, particularly if instability in its Western regions frustrates the growth of wind, hydroelectric, and solar power. But the Chinese government has more political leeway than others when it comes to imposing its preferences.
If China can build 350-1,000 nuclear reactors safely, it will have established a mass-production supply chain capable of providing other countries – particularly middle-income economies such as India, Indonesia, and Mexico – with the same technologies at lower cost.
All told, the facts favor China’s ambitious goal of reaching carbon neutrality by 2060. The whole world stands to benefit from its success.
Indipendenza dal carbonio con caratteristiche cinesi,
di Nancy Qian
EVANSTON – L’impegno della Cina a realizzare entro il 2060 l’indipendenza dal carbonio, adesso sancito nel suo quattordicesimo Piano Quinquennale (5YP), è stato accolto con entusiasmo a livello internazionale. Se la Cina avrà sucesso, essa potrebbe da sola ridurre le temperature globali di 0,25° Celsius, rispetto alla crescita attesa. Ma il suo piano è realistico?
Ottenere l’indipendenza dal carbonio è una sfida formidabile per ciascun paese, particolarmente per quelli con una grande economia in via di sviluppo. Ci sono due dimensioni del problema: ridurre le attività economiche che producono emissioni di gas serra (GHG), e produrre minori emissioni, sia attraverso compensazioni come la riforestazione che attraverso la sostituzione con fonti di energia rinnovabile dei combustibili fossili.
Nel caso della Cina, le attività economiche che emettono gas serra è improbabile che calino. La Cina è un paese di medio reddito con un miliardo e 400 mila persone, circa la metà delle quali vivono con redditi uguali o minori di quelli dell’Africa subsahariana. Persino se la Cina potesse sviluppare i suoi settori ad alta tecnologia (come il nuovo piano quinquennale ha l’obbiettivo di fare), ci sarebbero ancora centinaia di milioni di persone che avrebbero bisogno di posti di lavoro in settori ad alta intensità energetica come il manifatturiero.
Inoltre, sebbene la crescita economica della Cina sarà più lenta di quella dei primi anni 2000, il consumo energetico delle famiglie continuerà a crescere a seguito della crescente domanda di automobili e di altri elettrodomestici familiari tipici dei percettori di redditi medi. Nel 2020, in Cina c’erano 281 milioni di autovetture (204 per ogni 1000 persone), a confronto con 279 milioni (816 ogni 1000 persone) negli Stati Uniti e 78,9 milioni (649 ogni 1000 persone) nel Giappone. Se il tasso di proprietari di automobili della Cina raggiungesse lo stesso livello di quello degli Stati Uniti o del Giappone, il numero delle autovetture diventerà triplo.
È un fatto che la popolazione cinese si prevede che cali a meno di un miliardo e 200 milioni per il 2065. Ciononostante, il suo consumo totale di energia resterà alto. Al confronto, nel 2019 gli americani consumavano 26.291 terawattora [1] all’anno con una popolazione di 328,2 milioni, mentre i giapponesi consumavano 5.187 terawattora all’anno con una popolazione di 126,3 milioni di persone. Se il miliardo e 200 milioni di cinesi del 2065 svolgessero le stesse attività dei loro più ricchi omologhi odierni, consumerebbero nel complesso 48.050 terawattora all’anno (comportandosi come i giapponesi) e 93.725 terawattora all’anno (comportandosi come gli americani).
La capacità della Cina di introdurre gradualmente le sue fonti di energia rinnovabile è più promettente. Il paese ha già fatto enormi investimenti nella costruzione di un sistema di trasporti pubblici che non si basa sui combustibili fossili, e sta facendo rapidamente progressi nello sviluppo del settore dei veicoli elettrici. La grande incognita è se la Cina sarà capace di generare energia sufficiente per tutti i suoi fabbisogni familari e industriali senza combustibili fossili.
Ci sono segnali positivi che possa farlo. Il nuovo piano quinquennale ha l’obbiettivo di accrescere il contributo dell’energia eolica, idroelettrica e solare sino ad una proporzione del 25% dell’elettricità entro il 2030, superiore rispetto al 15% del precedente piano quinquennale. Sebbene sia un obbiettivo ambizioso, i recenti progressi tecnologici lo hanno reso sostanzialmente realizzabile.
Ad esempio, dato che le risorse solari, eoliche ed idroelettriche della Cina sono concentrate nelle province occidentali mentre la maggior parte dell’uso di elettricità è concentrato nelle sue aree costiere orientali, la trasmissione altamente inefficiente dell’elettricità a lunga distanza limitava il potenziale delle energie rinnovabili. Ma dopo aver investito pesantemente nella soluzione del problema, la Cina si è specializzata nella trasmissione dell’elettricità con un voltaggio ultra elevato, il che permette che l’elettricità si sposti nel paese con bassi costi. Questa tecnologia è adesso centrale nel nuovo piano infrastrutturale, che ha l’obbiettivo di trasformare nei prossimi cinque anni la struttura del settore energetico cinese.
Un’altra fonte di energia rinnovabile è quella nucleare. La Cina ha attualmente 50 reattori operativi che realizzano il 4% della sua produzione totale di energia. Altri 18 in costruzione permetteranno di accrescere la quota sino a circa il 6%. A partire dal 2016, le autorità cinesi son venute approvando 6-8 nuovi reattori all’anno, un ritmo che porterebbe il totale a 350 entro il 2060.
Perché l’energia nucleare da sola rimpiazzi il carbone, che realizza una proporzione del 66% dell’elettricità, la Cina avrà bisogno entro il 2060 di 500 reattori. E se i suoi fabbisogni energetici raddoppiassero, avrà bisogno di altri 1000 reattori, portandola ad un rapporto reattori-popolazione simile a quello della Francia, dove 56 impianti producono il 70% dell’energia utilizzata dai suoi 67 milioni di persone.
Costruire altri 1000 reattori nel prossimi 40 anni sembrerebbe finanziariamente e logisticamente impossibile. Ma probabilmente non per la Cina, che ha già trasformato altre tipologie di infrastrutture in un periodo simile. Ad esempio, tra il 1988 e il 2019, essa ha esteso il suo sistema di autostrade da 35.000 chilometri (22.000 miglia) a 161.000 chilometri, superando gli Stati Uniti.
La Cina è anche meno condizionata da sfide fondamentali che affrontano la maggior parte degli altri paesi quando si tratta di costruire reattori nucleari: la paura dell’opinione pubblica. Dopo il disastro di Fukushima nel 2011, la Germania ha deciso di abbandonare l’energia nucleare, anche se essa realizza una quota del 29% della sua energia (nel 2014). In modo simile, dopo la parziale fusione del nocciolo di Three Mile Island nel 1979, la costruzione di nuovi impianti nucleari negli Stati Uniti si è pressoché fermata. L’energia nucleare oggi realizza una quota del 20% dell’elettricità statunitense, e continua a misurarsi con tanace resistenza da parte di una inconsueta alleanza tra gli interessi dei combustibili fossili e le organizzazioni ambientaliste.
E tuttavia, si registra un consenso nella comunità scientifica sul fatto che l’energia nucleare sia efficace dal lato dei costi e favorevole all’ambiente. I nuovi reattori di terza generazione sono molto più sicuri ed efficienti dei reattori di prima generazione che finirono per essere associati ad incidenti come quello di Chernobyl. Oggi, le conseguenze di un incidente o di un attacco terroristico sarebbero paragonabili a quelle di altri rischi comuni che consideriamo semplicemente possibili. Nel perseguire i suoi obbiettivi di decarbonizzazione, la Cina può attenersi ai dati, e non dipendere da interessi costituiti.
È vero, la politica interna della Cina potrebbe ancora creare alcuni ostacoli, in particolare se l’instabilità nelle sue regioni occidentali inibisse lo sviluppo dell’energia eolica, idroelettrica e solare. Ma il Governo cinese ha maggiore libertà politica di azione di altri, quando si tratta di imporre le sue preferenze.
Se la Cina può costruire da 350 a 1000 reattori nucleari in sicurezza, avrà realizzato una catena dell’offerta di una produzione di massa capace di rifornire altri paesi – in particolare economie a medio reddito come l’India, l’Indonesia e il Messico – con le stesse tecnologie, ad un costo minore.
Tutto considerato, i fatti favoriscono l’ambizioso obbiettivo della Cina di raggiungere entro il 2060 una indipendenza dal carbonio. Il mondo intero trarrà beneficio dal suo successo.
[1] Il terawattora è una unità di misura pari ad un miliardo di chilowattora. Il wattora è l’energia complessiva fornita qualora la potenza di un watt sia mantenuta in funzione per un’ora. Una stufa da 1 000 watt (1 kW) accesa per un’ora consuma 1 kWh di energia.
By mm
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