Il sistema di emission trading in Europa (EU-ETS): analisi dei prezzi e delle dinamiche delle quote di emissione

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Cap.1 Introduzione 
 
Alcuni gas presenti nell’aria detti “gas serra” hanno la capacità di assorbire il calore di quella 
quota di raggi solari che, una volta “rimbalzati”, si disperderebbero nello spazio. 
Questo permette alla superficie terrestre di mantenere una temperatura di circa 30°C, 
superiore ai -18°C che si avrebbero senza l’effetto serra di questi gas. 
 
              Fig.1.1 - i gas serra 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vengono raggruppati nei gas serra l’anidride carbonica (CO
2
), i clorofluorocarburi (CFC), il 
metano (CH
4
), gli ossidi di azoto (N
x
O), l’ozono (O
3
), il vapore acqueo (H
2
O) e l’esafluoruro 
di zolfo (SF
6
) : 
 L’anidride carbonica: è la causa principale dell’aumento rapido dell’effetto serra. La 
quantità di C sulla Terra non è illimitata, ma attraverso il suo ciclo essa può subire vari 
mutamenti di stato e passare nell' aria o nella biosfera o negli oceani. Le piante 
assorbono la CO
2
 dall’atmosfera e tramite la fotosintesi riescono a fissarla in composti 
energetici e nei tessuti per poi rilasciarla con la respirazione e, dopo la morte, durante 
la decomposizione. In determinate condizioni i resti fossilizzati di piante e animali nel 
I raggi del Sole 
attraversano 
l’atmosfera e 
riscaldano la 
superficie 
della Terra 
1 
2 
Dalla superficie terrestre, il calore si irradia nell’atmosfera 
sotto forma di radiazioni infrarosse 
Circa il 30% della radiazione 
infrarossa si perde nello spazio 
3 
In condizioni naturali circa 
il 70% della radiazione 
infrarossa è assorbita dai 
gas serra presenti in 
atmosfera. Tali gas 
agiscono come pannelli di 
vetro in una serra 
intrappolando il calore e 
riflettendolo nuovamente 
sulla Terra 
4 
Quando aumenta la 
concentrazione dei 
gas serra in 
atmosfera cresce la 
quantità di calore 
intrappolato e 
riflesso. Gli Oceani 
si riscaldano e 
liberano più vapor 
acqueo che 
incrementa l’effetto 
serra 
5
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corso di milioni di anni creano i combustibili fossili (il carbone deriva da forme 
organiche terrestri mentre il petrolio da quelle marine). 
 I clorofluorocarburi: gli unici gas ad effetto serra che non esistono in natura ma 
vengono prodotti dall’uomo a fini industriali. Hanno la capacità di essere molto 
resistenti e venire degradati nella stratosfera dai raggi ultravioletti, rilasciando atomi di 
cloro che alterano lo strato di ozono 
 Il metano: per ordine di importanza è al secondo posto quanto a effetto serra. In natura 
viene creato da esseri viventi, che in condizioni di anaerobiosi degradano le materie 
organiche, e dall’uomo attraverso attività minerarie, discariche e sfruttamento dei 
combustibili fossili.  
 L’ossido di azoto: viene emesso naturalmente da oceani, foreste pluviali e da certi 
batteri. Viene anche rilasciato da certe attività umane come ad esempio la combustione 
dei combustibili fossili, la distribuzione di fertilizzanti a base di nitrati, la produzione 
da parte di aziende chimiche di certi prodotti con base azotata. Il biossido di azoto è 
dannoso soprattutto perché è l’intermedio a una serie di inquinanti quali ozono, acido 
nitrico, acido nitroso, ecc. 
 L’ozono: nella stratosfera si trova la quantità maggiore di questo gas che ha la facoltà 
di bloccare i raggi ultravioletti derivanti dal Sole. La restante parte si trova nella 
troposfera, dove è uno dei più pericolosi componenti del cosiddetto “smog 
fotochimico”. 
 Il vapore acqueo: è il principale elemento causante l’effetto serra. Il vapore acqueo 
contenuto nell’aria fa parte del sistema chiuso di circolazione dell’acqua. A causa 
dell'aumento della temperatura di cui l'uomo è responsabile, si verifica un maggiore 
assorbimento di vapore acqueo e quindi l’innalzamento delle acque. 
 L’esafluoruro di zolfo: è un gas inerte poco solubile in acqua ma con un’alta densità. 
Viene utilizzato come mezzo di isolamento per impianti ad alta tensione. 
 
Alcuni di questi gas si trovano normalmente in natura; la loro percentuale, però, negli ultimi 
decenni è aumentata notevolmente soprattutto a causa delle industrie e delle macchine.
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        Fig.1.2 percentuali delle emissioni CO
2
 nei diversi settori nell’UE 
 
fonte: www.ec.europa.eu 
 
Ciò è dovuto al fatto che le combustioni di petrolio, carbone e gas producono notevoli 
quantità di questi gas che rimangono nell’atmosfera per moltissimi anni; si passa dai 12 anni 
del metano ai 50000 anni del CF
4
. Per l’anidride carbonica il tempo medio di vita atmosferico 
è variabile, ma si può assumere come valore di riferimento circa 100 anni (Climate Change, 
1995). 
Notiamo che la concentrazione della CO
2
 nell’atmosfera è aumentata da 290 ppm del 1880 a 
370 ppm del 1993. 
Si calcola che circa tre quarti delle emissioni antropiche di CO
2
 negli ultimi venti anni siano 
dovute ai combustibili fossili, mentre la restante parte va imputata prevalentemente alla 
deforestazione, aumentata in maniera esponenziale negli ultimi trent’ anni con notevoli danni 
ai cosiddetti polmoni verdi. 
Inoltre l’anidride carbonica si scioglie facilmente in acqua e quindi gli oceani ne contengono 
enormi quantità. 
L’aumento dei gas serra fa aumentare anche la temperatura delle acque: in questo modo si 
abbassa la solubilità dei gas in acqua liberando nuovo gas nell’aria. 
Se il tasso di crescita dell’anidride carbonica dovesse aumentare secondo il trend degli ultimi 
decenni, si calcola che in una cinquantina d’anni si arriverebbe a concentrazioni di 700-750 
ppm.                                                                                                                                          [1]
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In tal caso si avrebbero aumenti differenziati di temperatura a seconda della latitudine a 
livello del mare, con incrementi di circa 4°-5°C nelle regioni più settentrionali del globo, con 
conseguente drammatico scioglimento dei ghiacci e innalzamento del livello degli oceani 
anche di un metro. 
E’ stato elaborato un sistema di fattori di equivalenza che utilizza la CO
2
 come metro di 
riferimento per stimare l'impatto di tutti i gas sul riscaldamento della Terra. 
Questo sistema di equiparazione di impatto dei diversi gas é stato ideato 
dall’Intergovernamental Panel on Climate Change (IPCC). 
L’IPCC è stato istituito nel 1988 dalla World Meteorological Organisation (WMO) e dallo 
United Nations Environment Programme (UNEP),  un organo intergovernativo (non ha tra i 
suoi obiettivi la ricerca diretta) aperto a tutti i Paesi membri della WMO e dell’UNEP, con lo 
scopo di fornire ai decisori politici una valutazione scientifica della letteratura tecnico-
scientifica e socio-economica disponibile in materia di cambiamenti climatici, impatti, 
adattamento, mitigazione. 
L’attività principale dell’IPCC consiste nel produrre periodicamente Rapporti di Valutazione 
scientifica sullo stato delle conoscenze nel campo del clima e dei cambiamenti climatici 
(Assessment Reports). 
Il sistema si basa su un coefficiente chiamato Global Warming Potential (GWP). 
Il GWP é il valore che rappresenta il riscaldamento globale provocato in un certo periodo di 
tempo (determinato solitamente nell’arco di 100 anni) da una sostanza, e quello provocato 
nello stesso tempo dall’anidride carbonica nella medesima quantità. 
Viene fissato il GWP dell’anidride carbonica pari a 1: 
tabella 1.1 GWP 
 
                                                                                                          
 
 
 
 
 
                                  fonte: US EPA, 1997 
 
Per calcolare quindi il GWP totale si utilizzerà la formula: 
GWP (kg CO
2
 eq.) = [(Q1 kg CH
4
 * K1) + (Q2 kg N
2
O * K2) + ....+ kg CO
2
] 
Gas serra GWP
100
 
CO
2
 1 
CH
4
 21 
N
2
O 310 
CF
4
 6500 
SF
6
 23900
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Dove Q sono le quantità di gas presenti e K é il fattore di conversione corrispondente: 
tab.2 – fattori di conversione dei gas serra 
 
                                                                                                          
 
 
 
 
 
 
fonte: US EPA, 1997 
 
Si utilizza invece il Carbon Dioxide Equivalent (CDE) per comparare le emissioni dei vari 
gas serra sulla base del loro potenziale di riscaldamento. 
Comunemente vengono espressi in Million Metric Tons of Carbon Dioxide Equivalents 
(MMTCDE). 
Questi equivalenti si ottengono dalla seguente formula: 
MMTCDE = (milioni di tonnellate di gas serra)x(GWP del gas) 
 
È anche possibile rappresentare le emissioni dei gas serra in funzione del carbonio e non 
dell’anidride carbonica con Million Metric Tons of Carbon Dioxide Equivalents (MMTCE). 
In questo caso basterà moltiplicare il valore della MMTCDE per 12/44. 
 
Il tema del surriscaldamento del nostro Pianeta è uno degli argomenti piú discussi e 
controversi. 
Il mondo scientifico è diviso su tale argomento. 
Una parte di esso pensa che il surriscaldamento sia solo un’evoluzione naturale del clima e 
della meteorologia del nostro pianeta, come avvenne nell’era glaciale. 
Viceversa, chi non sostiene questa teoria, si appella ai trend degli ultimi anni sul 
surriscaldamento evidenziati dal Climate Change 2007. 
I dati forniti dall’IPCC nel Climate Change 2007 fanno emergere che: 
 la temperatura dal Pianeta è in aumento (fig.1.3) ma soprattutto è preoccupante il trend 
dell’ultimo trentennio (fig.1.4); 
Gas serra  
Fattore di 
conversione 
20 anni 
Fattore di 
conversione 
100 anni  
Fattore di 
conversione  
500 anni 
CO
2
 1 1 1 
CH
4
 62 25 7,5 
N
2
O 290 320 180 
CF
4
 4100 6300 9800 
SF
6
 16500 24900 36500
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fig.1.3 variazione temperatura media mondiale dal 1880 al 2008 
 
fonte: earthobservatory.nasa.gov 
 
fig.1.4 - variazione temperatura media mondiale dal 1980 al 2010 
 
fonte: Il Sole 24 ore, 2009
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 è aumentata la temperatura anche degli oceani, fino ad almeno 3000 m di profondità; 
 ghiacciai e coperture nevose sono diminuiti ovunque, contribuendo all’innalzamento 
dei mari; 
 il livello medio dell’innalzamento delle acque marine è di 1,8 (da 1,3 a 2,3) mm 
all’anno dal 1961 al 2003. Considerando il periodo 1993-2003 il tasso di crescita 
risulta maggiore con un valore medio di circa 3,1 (da 2,4 a 3,8) mm all’anno. 
La crescita degli ultimi 100 anni si stima attorno a 0,17 (da 0,12 a 0,22) m. 
La temperatura media dell’Artico è cresciuta quasi del doppio rispetto a quella globale 
nell’ultimo secolo. 
In particolare, nell’ultimo trentennio in zone tropicali e subtropicali si sono registrati 
periodi più lunghi e più intensi di siccità. (vedi tab.1.3) 
 
Tab.1.3 – tasso innalzamento del mare in diversi punti nel Mondo 
Tasso di innalzamento del livello del mare (mm all’anno)  
Cause di innalzamento del livello del 
mare  
1961–2003  1993–2003  
Espansione termica  0.42 ± 0.12 1.6 ± 0.5 
Ghiaccio e calotte di ghiaccio   0.50 ± 0.18 0.77 ± 0.22 
Calotte di ghiaccio in Groenlandia  0.05 ± 0.12 0.21 ± 0.07 
Calotte di ghiaccio in Antartide  0.14 ± 0.41 0.21 ± 0.35 
Somma dei contributi climatici individuali 
all’innalzamento del livello del mare  
 
1.1 ± 0.5 
 
2.8 ± 0.7 
Innalzamento totale del livello del mare 
osservato  
1.8 ± 0.5a 3.1 ± 0.7° 
Differenza  
(osservato meno la somma dei contributi 
climatici stimati)  
0.7 ± 0.7 0.3 ± 1.0 
Nota a: I dati antecedenti al 1993 provengono da mareografi e quelli successivi il 1993 da dati di altimetria satellitare.  
fonte: IPCC, 2007 
 
Grazie a modelli sempre più affidabili, l’IPCC ha potuto elaborare una visione dei futuri 
cambiamenti climatici in funzione del surriscaldamento globale. 
Si è previsto che l’innalzamento delle temperature di aria e mari e lo scioglimento delle acque 
dovrebbero continuare. 
In quest’ottica, da parecchi anni oramai si stanno facendo proposte per cercare di arginare il 
problema.