Alimentiamo il nostro pianeta con l’energia rinnovabile per un futuro pulito e sicuro

Le fonti di energia rinnovabile disponibili in abbondanza intorno a noi, fornite dal sole, dal vento, dall’acqua, dai rifiuti e dal calore della Terra, sono reintegrate dalla natura ed emettono poco o nessun gas serra o sostanze inquinanti nell’aria. Questo articolo è una panoramica sui vari tipi di energia rinnovabile disponibili in Cielo e Terra e sulle necessità di una rapida transizione energetica verso un’energia più pulita.

Introduzione

L’energia è al centro della sfida climatica ed è la chiave per la ricerca di una soluzione per un futuro energetico globale sostenibile. Gran parte dei gas serra che ricoprono la Terra e intrappolano il calore del sole vengono generati attraverso la produzione di energia, bruciando combustibili fossili per generare elettricità e calore. I combustibili fossili, come carbone, petrolio e gas, sono di gran lunga quelli che contribuiscono maggiormente al cambiamento climatico globale, rappresentando oltre il 75% delle emissioni globali di gas serra e quasi il 90% di tutte le emissioni di anidride carbonica. La scienza è chiara: per evitare gli impatti peggiori del cambiamento climatico, le emissioni devono essere ridotte di quasi la metà entro il 2030 e raggiungere lo zero netto entro il 2050. Per raggiungere questo obiettivo, dobbiamo porre fine alla nostra dipendenza dai combustibili fossili e investire in fonti di energia alternative che siano pulite, accessibili, convenienti, sostenibili e affidabili.

L’energia rinnovabile è l’energia derivata da fonti naturali che vengono reintegrate ad un ritmo superiore a quello consumato. La luce del sole e il vento, ad esempio, sono fonti che vengono costantemente reintegrate. Le fonti energetiche rinnovabili sono abbondanti e ovunque intorno a noi. I combustibili fossili, carbone, petrolio e gas, invece, sono risorse non rinnovabili che impiegano centinaia di milioni di anni per formarsi. I combustibili fossili, quando bruciati per produrre energia, provocano emissioni nocive di gas serra, come l’anidride carbonica. La produzione di energia rinnovabile crea emissioni molto inferiori rispetto alla combustione di combustibili fossili. La transizione dai combustibili fossili, che attualmente rappresentano la parte più rilevante delle emissioni, alle energie rinnovabili è fondamentale per affrontare la crisi climatica. Le energie rinnovabili sono ora più economiche nella maggior parte dei paesi e generano il triplo di posti di lavoro rispetto ai combustibili fossili.

Fonti di energia rinnovabile

Di seguito, sono descritte le più comuni fonti di energia rinnovabile.

Energia solare

L’energia solare è la più abbondante di tutte le risorse energetiche e può essere sfruttata anche con tempo nuvoloso. La velocità con cui l’energia solare viene intercettata dalla Terra è circa una decina di migliaia di volte maggiore della velocità con cui l’umanità consuma energia. Le tecnologie solari possono fornire calore, raffreddamento, illuminazione naturale, elettricità e combustibili per una serie di applicazioni. Tali tecnologie convertono la luce solare in energia elettrica sia attraverso pannelli fotovoltaici che attraverso specchi che concentrano la radiazione solare.

Anche se non tutti i paesi dispongono della stessa quantità di energia solare, ogni paese può dare un contributo energetico significativo attraverso l’energia solare diretta. Il costo di produzione dei pannelli solari è crollato drasticamente negli ultimi dieci anni, rendendoli non solo accessibili ma spesso la forma di elettricità più economica. I pannelli solari hanno una durata di circa 30 anni e sono disponibili in diverse tonalità, dimensioni e potenza a seconda del tipo di materiale utilizzato nella produzione. In Figura 1 viene mostrato un impianto fotovoltaico residenziale.

Figura 1: Impianto fotovoltaico residenziale

Energia eolica

L'energia eolica sfrutta l'energia cinetica dell'aria in movimento utilizzando grandi turbine eoliche situate sulla terra o nell'acqua marina/dolce. L’energia eolica viene utilizzata da millenni, ma negli ultimi anni le tecnologie eoliche terrestri e acquatiche si sono evolute per massimizzare l’elettricità prodotta, mediante l’utilizzo di turbine più alte e diametri dei rotori più grandi. Sebbene le velocità medie del vento varino considerevolmente in base alla località, il potenziale tecnico mondiale dell’energia eolica supera la produzione globale di elettricità e nella maggior parte delle regioni del mondo esiste un ampio potenziale per consentire un significativo impiego dell’energia eolica. Molte parti del mondo hanno forti velocità del vento, ma i luoghi migliori per generare energia eolica sono talvolta quelli remoti. L’energia eolica acquatica ha un enorme potenziale che è ancora possibile sfruttare per produrre energia rinnovabile. La Figura 2 mostra un impianto eolico marino.

Figura 2: Impianto eolico marino

Energia geotermica

L’energia geotermica utilizza l’energia termica accessibile dall’interno della Terra. Il calore viene estratto dai serbatoi geotermici utilizzando pozzi o altri mezzi. I serbatoi che sono naturalmente sufficientemente caldi e permeabili sono chiamati “serbatoi idrotermali”, mentre i serbatoi che sono sufficientemente caldi ma che vengono migliorati con la stimolazione idraulica sono chiamati “sistemi geotermici potenziati”. Una volta in superficie, fluidi di varie temperature possono essere utilizzati per generare elettricità. La tecnologia per la generazione di elettricità dai serbatoi idrotermali è matura e affidabile, e funziona da più di un centinaio di anni.

Energia idroelettrica

L’energia idroelettrica sfrutta l’energia dell’acqua che si sposta dalle quote più alte a quelle più basse. Può essere generata da bacini artificiali e fiumi. Le centrali idroelettriche a bacino si basano sull'acqua immagazzinata in un serbatoio, mentre le centrali idroelettriche ad acqua fluente sfruttano l'energia cinetica prodotta dal flusso continuo disponibile del fiume. I bacini idroelettrici hanno spesso molteplici usi: fornire acqua potabile, acqua per l’irrigazione, controllo delle inondazioni e della siccità, servizi di navigazione, nonché fornitura di energia.

L’energia idroelettrica è attualmente la principale fonte di energia rinnovabile nel settore elettrico. Si basa su modelli di precipitazioni generalmente stabili e può essere influenzata negativamente da siccità indotte dal clima o da cambiamenti negli ecosistemi che incidono sui modelli di precipitazioni. Anche le infrastrutture necessarie per creare energia idroelettrica possono avere un impatto negativo sugli ecosistemi. Per questo motivo, molti considerano l’idroelettrico su piccola scala un’opzione più rispettosa dell’ambiente e particolarmente adatta per le comunità in località remote.

Energia oceanica

L’energia oceanica deriva da tecnologie che utilizzano l’energia cinetica e termica dell’acqua di mare, come ad esempio onde o correnti, per produrre elettricità o calore. I sistemi energetici oceanici sono ancora in una fase iniziale di sviluppo, con una serie di prototipi di dispositivi per le onde e le correnti di marea in fase di esplorazione. Il potenziale teorico dell’energia oceanica supera facilmente l’attuale fabbisogno energetico umano.

Bioenergia

La bioenergia è una forma di energia prodotta da una varietà di materiali organici, chiamati “biomassa”, come legno, carbone, sterco e altro letame per la produzione di calore ed energia, e colture agricole per biocarburanti liquidi. La maggior parte della biomassa viene utilizzata nelle aree rurali per cucinare, illuminare e riscaldare gli ambienti, generalmente dalle popolazioni più povere dei paesi in via di sviluppo. I moderni sistemi di biomassa includono colture o alberi dedicati, residui dell’agricoltura e della silvicoltura e vari flussi di rifiuti organici. L’energia creata dalla combustione della biomassa crea emissioni di gas serra, ma a livelli inferiori rispetto alla combustione di combustibili fossili come carbone, petrolio o gas. Tuttavia, la bioenergia dovrebbe essere utilizzata solo in applicazioni limitate, dati i potenziali impatti ambientali negativi legati all’aumento su larga scala delle piantagioni forestali e bioenergetiche e alla conseguente deforestazione e cambiamento dell’uso del territorio.

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