26 Novembre 2022
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Alcune considerazioni sulle fonti rinnovabili

Sempre nell’ambito della tematica ambientale, l’argomento di fondo riguarda l’energia, i modi di produrla, conservarla e trasportarla.

È complicato dare una definizione semplice e univoca di energia, dal momento che ne esistono molte forme diverse: elettrica, chimica, meccanica, termica e così via. Il modo più semplice e corretto è definirla come la capacità di compiere un lavoro. È importante sottolineare che tutte le forme di energia sono tra loro interconvertibili, ma altrettanto importante è ricordare che per ogni passaggio effettuato da una forma all’altra occorre spendere una quantità additiva di energia. In qualunque processo infatti, una parte di energia viene sempre sprecata, in assenza di questo spreco il processo non avviene. E’ una battaglia che non solo non possiamo vincere, ma nemmeno pareggiare. Poiché non si può creare energia dal nulla, ma solo convertire una forma in un’altra, l’unica possibilità è andare alla ricerca delle fonti più convenienti.

Le energie rinnovabili. Un grande spazio di discussione si è aperto nell’ultimo ventennio, in modo sempre più ampio ed incisivo, sulle fonti di “energia rinnovabile”, ricavata da sole, vento, idroelettrico, geotermia e maree. Occorre anche porsi il problema di come l’energia, dopo la produzione, possa essere conservata e trasportata. L’energia elettrica infatti è facile da distribuire ma è complicata la sua conservazione.

I ricercatori da molti anni compiono notevoli sforzi per apprendere i modi migliori di sfruttare le fonti rinnovabili, soprattutto il solare e l’eolico, ma siamo ancora distanti dall’individuazione di un modo efficace a soddisfare l’enorme sete di energia della nostra società. In un report pubblico dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA) del 2018 veniva stimato che entro il 2023 circa un terzo di tutta l’energia mondiale sarebbe stata prodotta da fonti rinnovabili. La Cina e l’India sono attualmente le prime potenze in questo ambito, in particolare per quanto riguarda l’energia solare, mentre nel resto del mondo la fonte numero uno di energia pulita è l’idroelettrico, seguita dall’eolico. Non bisogna dimenticare però che la spinta iniziale verso le fonti rinnovabili è nata in Europa, che ha avuto il ruolo di leader fin dal 1997 con la firma del protocollo di Kyoto. Il fenomeno, che ai più è noto come transizione energetica, va verso l’uso combinato di fonti primarie, che si possono sfruttare in sinergia tra di loro e ha notevoli ricadute nell’economia perché fornisce la possibilità di crescita ad una industria verde (green economy). Il repentino affermarsi delle rinnovabili è dovuto in gran parte al crollo dei costi ai quali ogni paese può far fronte basandosi sulle proprie caratteristiche geofisiche. Dal punto di vista geopolitico, questo riduce lo spazio e il potere dei pochi Paesi finora produttori di energia da fonti non rinnovabili (petrolio e carbone). La provenienza da fonti reperibili e inesauribili permette alle energie rinnovabili di ridurre la dipendenza dai fornitori esteri e di sviluppare l’economia interna. 

L’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA) definisce rinnovabile “l’energia che deriva da processi naturali (ad esempio la luce solare e il vento) che si ricreano a una velocità più alta di quanto vengano consumati”.

Le fonti rinnovabili offrono vantaggi per la salute dell’ambiente e dell’uomo, perché, al contrario di quelle fossili, che rilasciano emissioni di CO2 nell’atmosfera contribuendo ad accelerare il processo di riscaldamento globale, sono sostenibili e permettono di produrre elettricità in maniera pulita. Va anche sottolineato che le nuove fonti forniscono la possibilità di produrre energia anche in impianti di piccola taglia, dando la possibilità alle persone di produrre energia per il proprio consumo e di vendere la quota eccedente, diventando così dei “prosumer”

Sono considerate rinnovabili, oltre al solare e all’eolico, anche l’idroelettrico, il geotermico, l’energia delle maree e alcuni tipi di biomasse. Le tecnologie solare ed eolico rappresentano il cuore della transizione energetica.

Le tecnologie solari: Le principali sono il solare fotovoltaico PV (la più diffusa) e il solare termico. Il PV, attualmente la più diffusa, consiste in una serie di pannelli di silicio che producono direttamente energia elettrica dalla luce solare e producono energia anche in assenza di luminosità intensa. Gli impianti fotovoltaici si possono installare sui tetti di condomini o case indipendenti, ma anche in territori atti allo scopo. Il solare termico utilizza invece una luce riflessa da una serie di specchi verso una piccola area, dove l’energia accumulata alimenta un motore termico; questa tecnologia funziona solo in presenza di luce intensa e si usa per scaldare acqua o ambienti principalmente ad uso abitativo. Secondo i dati dell’Agenzia Internazionale per le Rinnovabili (IRENA), il solare è la fonte rinnovabile che ha avuto l’incremento più elevato della capacità rinnovabile negli ultimi cinque anni, arrivando al 14,7% nel 2016.

Nella tecnologia eolica la produzione avviene tramite la rotazione di una pala ad opera del vento, sfruttando un sistema simile a quello dei mulini a vento. La pala è collegata ad una turbina che produce così energia elettrica. L’aspetto più significativo è che l’eolico può essere installato con le pale posizionate a terra (onshore) o in acqua (coste di mare o oceani) (offshore), anche su piattaforme galleggianti. I costi sono paragonabili o leggermente inferiori al solare PV, ma presenta maggiori difficoltà nell’installazione e manutenzione. La capacità installata dell’energia eolica è quasi decuplicata in dieci anni.

L’idroelettrico viene descritto da IRENA come una “tecnologia matura e relativamente semplice” e viene solitamente prodotta tramite la creazione di una diga. La generazione di energia elettrica avviene tramite l’acqua che scorre in un canale nella diga e attraverso le turbine. L’idroelettrico è diffuso in oltre 150 paesi e ha rappresentato negli ultimi vent’anni la maggior parte dell’energia rinnovabile (56,1% nel 2016). I vantaggi sono la grande capacità delle centrali (in alcuni casi superiore a quella delle centrali nucleari), una vita molto lunga (anche fino a 60 anni). Ci sono tuttavia dei limiti oggettivi ad una espansione dell’idroelettrico: la costruzione di una diga è un processo lungo e costoso e comporta l’uso di vasti territori, anche dove sono presenti paesi, e causa localmente variazioni climatiche

Le bioenergie, divise in biocombustibili e biomasse, portano a un discorso controverso. A differenza di solare ed eolico producono emissioni di CO2, anche se inferiori a quelle dei combustibili tradizionali, e possono entrare in competizione con la produzione di cibo.

Il geotermico sfrutta il calore della terra per produrre direttamente calore o per generare energia elettrica. Ha costi relativamente bassi e nessuna intermittenza né emissione. Tuttavia è limitato dal posizionamento geografico, in quanto utilizzabile solo vicino a luoghi di attività vulcanica o lungo le faglie.

Moto ondoso e maree funzionano in modo simile all’idroelettrico ma la tecnologia è ancora a livello embrionale.

L’intermittenza. Il panorama offerto è piuttosto eterogeneo, in quanto, oltre alle differenze di costo, la maggior parte delle fonti rinnovabili è soggetta a variabili che determinano una produzione non continua e spesso non prevedibile, come nel caso dell’eolico e del solare. L’eolico è intermittente, poiché è legato all’intensità del vento e il solare dipende non solo dall’alternarsi del giorno e della notte, ma anche dalle condizioni atmosferiche (la nuvolosità determina una diminuzione nella produzione). L’idroelettrico rappresenta pertanto il mezzo più idoneo a coadiuvare le rinnovabili intermittenti. Tuttavia, sia l’idroelettrico che il geotermico producono energia in modo continuo ma non sono uniformemente distribuite sul pianeta. Il futuro della transizione energetica sta nel saper combinare le fonti rinnovabili intermittenti con quelle a generazione costante per poter fornire energia in modo continuo. Sarà necessario a tal fine utilizzare delle reti intelligenti che consentano il controllo da remoto della produzione di energia elettrica e garantiscano la continuità dei flussi elettrici.

Non è chiaro oggi dove questo cambiamento radicale ci porterà. Sono tanti gli interrogativi che restano ancora aperti: se e/o quando una combinazione delle rinnovabili possa portare alla eliminazione delle fonti fossili (carbone e petrolio), se la tempistica del cambiamento sia sufficientemente rapida ad impedire il riscaldamento del pianeta oltre i due gradi. Le previsioni degli Enti globali (IEA) preposti al monitoraggio dello status dell’energia a livello mondiale, vengono stravolte ogni due o tre anni. Un cambiamento importante è comunque avviato e di questo dovrebbero beneficiare in maniera importante soprattutto i paesi che maggiormente soffrono della povertà energetica.

Due letture a carattere divulgativo suggerite per chi volesse sapere di più:

“Il mondo rinnovabile” di Valeria Termini, 2019, Ed. LUISS University Press “Le energie rinnovabili” di Stefano Carnazzi, 2007, Ed. XENIA tascabili

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2 Commenti

  1. C’è da ringraziare Anna e Mariano per i loro articoli sempre chiari e puntuali su argomenti complessi e di grande attualità, poiché le scelte per la transizione verso un futuro ormai prossimo e ineludibile a emissioni zero di CO2 (decarbonizzazione), richiede una cittadinanza consapevole e una partecipazione alle decisioni che coinvolga diversi livelli di governo, e in cui le realtà locali dai comuni, alle regioni, dalle associazioni di cittadini ai gruppi sociali e di interesse, giocheranno un ruolo determinante.
    Dopo averci spiegato i pro e i contro delle diverse fonti rinnovabili mi pare che la sintesi del loro ragionamento sia quello del mix tra quelle che essi definiscono intermittenti con quelle a generazione costante. Le reti intelligenti garantirebbero la compensazione tra l’una fonte e l’altra a seconda della loro valenza e potenzialità nei territori.
    Quali vantaggi? Ovviamente un ambiente più pulito e più sano, si abbasserebbero i costi dell’energia a livello globale e diminuirebbe il costo delle bollette a livello locale, nelle famiglie e nei singoli cittadini, come richiede Alberto Corriga. Ci sono esempi in tal senso? Il recentissimo rapporto di Legambiente (maggio 2021) sulle Comunità Rinnovabili cita 40 comuni italiani 100% rinnovabili cioè, si legge nel rapporto, spesso in grado di produrre più energia elettrica e termica di quella consumata dalle famiglie residenti, proprio grazie al mix delle tecnologie. Nello stesso rapporto si citano anche le esperienze di alcuni comuni sardi: la Comunità energetica rinnovabile di Ussaramanna che “si pone l’obiettivo di abbattere le bollette energetiche dei cittadini partecipanti, senza richiedere alcun investimento da parte loro” (progetto in corso); la Comunità energetica rinnovabile di Villanovaforru, stessi obiettivi ma con in più “combattere la povertà energetica”(progetto in corso); le 3 case dell’energia di Serrenti, obiettivo “promuovere l’autoconsumo di energia pulita nei propri edifici pubblici, con particolare riguardo a quella derivante dagli impianti solari fotovoltaici, realizzati dall’amministrazione comunale e da essa direttamente gestiti” (Progetto realizzato); sulla stessa linea si segnalano i comuni di Benetutti (con la sua Azienda elettrica comunale), Borutta e Berchidda.
    Anche Elmas ci si augura possa intraprendere questa strada.

  2. Bell’articolo, chiaro ed esaustivo .
    L’unica cosa che vorrei obiettare in merito alla transizione ecologica è che , oltre all’impatto indiretto che comporta la produzione energetica da fonti rinnovabili ( soprattutto il solare fotovoltaico ), nonostante la massiccia presenza in Sardegna di parchi eolici e installazioni fotovoltaiche il vantaggio per i consumatori è inesistente , anzi , a giudicare dalle ultime notizie di stampa pare che le bollette energetiche siano destinate a subire un forte rincaro . Va bene la transizione ecologica ma a che prezzo e chi lo pagherà ?
    Alberto Corriga

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