Impianti di produzione di energia da fonte rinnovabile

Un viaggio, a cura di Dario Fiorina, Energy Manager ABenergie Rinnovabili, alla scoperta delle principali fonti energetiche rinnovabili che nei prossimi 10 anni avranno una crescita senza paragoni, in modo particolare per l’eolico ed il solare

Sono da considerarsi energie rinnovabili quelle forme di energia generate da fonti che per loro caratteristica intrinseca si rigenerano o non sono “esauribili” nella scala dei tempi “umani” e il cui utilizzo non pregiudica le risorse naturali per le generazioni future. Sono dunque generalmente considerate “fonti di energia rinnovabile” il sole, il vento, il mare, il calore della Terra.

Le fonti energetiche rinnovabili, (solare termico, fotovoltaico, eolico,..) stanno vivendo una stagione di grande sviluppo a livello mondiale, assumendo un peso sempre maggiore nella produzione energetica e nelle strategie politiche dei vari governi. Queste fonti energetiche, oltre ad essere inesauribili, sono ad impatto ambientale nullo in quanto non producono né gas serra né scorie inquinanti da smaltire. Negli ultimi anni la quota mondiale percentuale di energia prodotta tramite queste fonti è molto aumentata; sulla base di questo trend le fonti rinnovabili di energia nei prossimi 10 anni avranno una crescita senza paragoni, in modo particolare per l’eolico ed il solare. In Italia puntare sulle fonti energetiche rinnovabili, ed in particolare su quella solare, eolica e geotermica, può rappresentare una straordinaria occasione per creare nuova occupazione e ridurre la dipendenza dalle importazioni di greggio, oltre a stimolare la ricerca e l’innovazione tecnologica. Può rappresentare anche una opportunità per ripensare e migliorare la qualità delle nostre città, per rinnovare e recuperare edifi ci che consumano troppa energia, caldi d’estate e freddi d’inverno. La strada da seguire è dunque quella di valorizzare le risorse naturali – sole, vento, acqua, biomasse e calore del sottosuolo – a seconda delle potenzialità locali.

Le principali forme di produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile sono:
SOLARE FOTOVOLTAICO
E’ la tecnologia che converte direttamente l’irradiazione solare in energia elettrica. I pannelli sono composti da unità di base, le celle fotovoltaiche, che praticamente si comportano come delle minuscole batterie in seguito all’irraggiamento solare. Il materiale usato per le celle fotovoltaiche commerciali è il silicio. Poiché si richiede una sua certa purezza, i prezzi sono tuttora elevati, sebbene in costante diminuzione. Il fotovoltaico in Italia deve il proprio successo all’incentivo statale denominato “Conto Energia”, incentivo che premia tutta la produzione di energia elettrica.
L’EOLICO
Gli impianti eolici sfruttano l’energia del vento per produrre elettricità. Sono costituiti da aerogeneratori che trasformano l’energia cinetica del vento in energia meccanica e infi ne quest’ultima in energia elettrica. Possono essere realizzati impianti eolici di varie dimensioni organizzati in “parchi”, con aerogeneratori di altezza e potenza diff erente. L’eolico è la fonte rinnovabile in maggiore espansione a livello internazionale. In Italia sono installati solo 3.736 MW.
IL MINIEOLICO
La produzione di energia elettrica dal vento può essere realizzata anche attraverso aerogeneratori di altezza e potenza ridotte (10-20 metri, e anche meno), in grado di servire utenze diff use (aziende agricole, imprese artigianali, utenze domestiche, ecc.) e risultare integrati in paesaggi agricoli. In Italia questo modello eolico diff uso sta compiendo oggi i primi passi, ma ha importanti potenzialità proprio per le caratteristiche del territorio italiano e del vento presenti.
LE BIOMASSE
La biomassa utilizzabile ai fi ni energetici consiste in tutti quei materiali organici che possono essere utilizzati direttamente come combustibili o trasformati in combustibili liquidi o gassosi, negli impianti di conversione, per un più comodo e vasto utilizzo. Il termine biomassa riunisce materiali di natura eterogenea, dai residui forestali agli scarti dell’industria di trasformazione del legno o delle aziende zootecniche. In generale si possono defi nire biomasse tutti i materiali di origine organica provenienti da reazioni fotosintetiche (il processo che permette alle piante di convertire l’anidride carbonica in materia organica sfruttando l’energia solare).
LA GEOTERMIA
L’energia geotermica è una forma di energia che utilizza le sorgenti di calore, che provengono dalle zone più interne della Terra, nel sottosuolo. E’ naturalmente legata a quei territori dove vi sono fenomeni geotermici (in Italia si evidenziano come “zone calde” la Toscana, il Lazio, la Sardegna, la Sicilia e alcune zone del Veneto, dell’Emilia Romagna e della Lombardia) dove il calore che si propaga fi no alle rocce prossime alla superfi cie può essere sfruttato per produrre energia elettrica attraverso una turbina a vapore, oppure utilizzato per il riscaldamento per gli usi residenziali ed industriali. In Italia lo sfruttamento della risorsa geotermica è per il momento limitato alla Toscana ed all’alto Lazio con una capacità totale installata a fi ne 2007 di 723 MW, ed una produzione di elettricità di 5.248 GWh pari all’1,74% della produzione elettrica nazionale.
IL MINI-IDROELETTRICO
Con mini-idroelettrico ci si riferisce abitualmente ad impianti idroelettrici di potenza inferiore a 10 MW, di ridotta dimensione e con un basso impatto ambientale. L’energia viene ottenuta attraverso impianti idraulici che sfruttano la portata dell’acqua per muovere le turbine. Il mini-idroelettrico può rappresentare una importante risorsa in molti territori agricoli e montani, sfruttabile sia recuperando strutture esistenti lungo i fi umi (condotte, depuratori, acquedotti), sia, laddove ci siano portate interessanti, realizzando salti e interventi di limitato impatto nei confronti dei bacini idrografi ci. In Italia la potenza mini-idroelettrica installata a fi ne 2007 era di 2.522 MW
MARE E MOTO ONDOSO
Le onde del mare sono un accumulo di energia presa dal vento. Più sono lunghe le distanze e più vi è la possibilità di accumulo. Vista la vastità del mare e l’energia contenuta in un’unica onda, abbiamo un immenso serbatoio di energia rinnovabile che può essere usato. Il totale medio annuo di energia contenuta nel moto ondoso (che viaggia per centinaia di km anche senza vento e con poca dispersione) al largo delle coste degli Stati Uniti (inclusi Alaska e Hawaii), calcolato con acqua di una profondità di 60 m (l’energia inizia a dissiparsi intorno ai 200 metri e a 20 metri diventa un terzo) è stato stimato intorno ai 2.100 terawattora (TWh/yr) (2100×10¹² Wh) (1TWh=1.000.000.000KWh). La produzione di energia da moto ondoso è già una realtà che suscita notevole interesse. Le tecnologie in fase di sperimentazione e quelle già utilizzate (Pelamis, WAC, AquaBuOY, Wave Dragon, ecc…) sono varie e numerose. Sono stati realizzati dispositivi galleggianti ancorati con un cavo che si srotola e si avvolge, tappetini piezoelettrici, contenitori che si riempiono e si svuotano d’acqua, sistemi di galleggianti di varia natura e sistemi fissi sia sulla costa che sul fondo del mare che ottengono energia in tanti di quei modi da farci capire che la fantasia e l’inventiva in questo settore non sono sicuramente mancate.

Sebbene “non fossile”, l’energia nucleare non è tradizionalmente considerata rinnovabile in quanto, il suo utilizzo dipende comunque da riserve limitate di materiali. L’uranio-235 infatti costituisce solo lo 0,7% del totale dell’uranio presente in natura, e in base alle riserve di uranio fi no ad oggi accertate si prevede che al consumo attuale, ma a prezzi di estrazione via via sempre più elevati, non ne resti che per 200 anni, secondo l’ipotesi più riduttiva. In realtà sono noti non meno di 150 minerali contenenti uranio in percentuali ritenute sfruttabili commercialmente (> 0.5%) e solo alcuni fra questi vengono attualmente utilizzati.