Energie rinnovabili
Oggi, oltre l'80% dell'energia utilizzata nel
mondo viene prodotta bruciando combustibili fossili (petrolio,
carbone, metano); è ormai accertato che gli impianti
che utilizzano combustibili fossili generano gas inquinanti
i quali, una volta immessi nell'atmosfera, danneggiano
l'ambiente. Ma anche gli impianti di riscaldamento, le
centrali termoelettriche, gli inceneritori e le industrie
in generale emettono nell'atmosfera elevate quantità
di gas inquinanti, generando, nelle città e nelle
zone industriali, fenomeni come lo smog fotochimico e
le piogge acide , e contribuendo allo stesso tempo allo
sviluppo di fenomeni che si ripercuotono su tutto il pianeta,
come l'aumento dell'effetto serra e i possibili cambiamenti
climatici .
Negli ultimi anni molto è stato fatto per fronteggiare
questi problemi: dall'impegno a perseguire un modello
di sviluppo sostenibile , alla ricerca degli strumenti
più adeguati per conciliare la crescente domanda
di energia con la salvaguardia dell'ambiente.
In particolare, con l’obiettivo di fronteggiare
i cambiamenti climatici dovuti all'aumento dell'effetto
serra , nel 1997 i paesi industrializzati responsabili
di oltre il 70% delle emissioni di gas serra hanno definito
un protocollo, il protocollo di Kyoto, che stabilisce
tempi ed entità della riduzione delle emissioni
di gas serra ed individua politiche ed azioni operative
utili a raggiungere questi risultati.
Il protocollo di Kyoto individua la necessità di
ridurre soprattutto le emissioni di anidride carbonica,
prodotta dall'impiego dei combustibili fossili in tutte
le attività generiche industriali oltre che nei
trasporti, e indica alcune politiche ed azioni operative
in relazione a questi obiettivi, tra cui:
migliorare l'efficienza tecnologica e ridurre i consumi
energetici nel settore termoelettrico, nel settore dei
trasporti e in quello abitativo e industriale;
incentivare la ricerca, lo sviluppo e l'uso di nuove fonti
di energie rinnovabili, in grado di garantire un impatto
ambientale più contenuto di quello prodotto dalle
fonti fossili.
Le fonti rinnovabili di energia
Le fonti rinnovabili di energia sono quelle fonti che,
a differenza dei combustibili fossili e nucleari destinati
ad esaurirsi in un tempo definito, possono essere considerate
inesauribili.
Sono fonti rinnovabili di energia l'energia solare , l'energia
idraulica , del vento, delle biomasse , delle onde e delle
correnti, ma anche l'energia geotermica , l'energia dissipata
sulle coste dalle maree e quella prodotta dai rifiuti
industriali e urbani.
Le caratteristiche
Le fonti rinnovabili di energia possiedono due caratteristiche
fondamentali che rendono auspicabile un loro maggior impiego:
rinnovano la loro disponibilità in tempi estremamente
brevi (si va dalla disponibilità continua nel caso
dell'uso dell'energia solare ad alcuni anni nel caso delle
biomasse) e il loro utilizzo inoltre produce un inquinamento
ambientale del tutto trascurabile.
Con opportune tecnologie è possibile convertire
queste fonti in energia termica, elettrica, meccanica
o chimica.
Possiamo infatti ricorrere alle fonti rinnovabili:
installando impianti solari per soddisfare le nostre esigenze
di acqua calda;
installando impianti fotovoltaici per la produzione di
energia elettrica;
installando caldaie a biomasse;
installando piccoli aerogeneratori per sfruttare il vento.
Solare Termico
Il solare termico è la tecnologia che consente
di utilizzare l'energia solare per produrre calore. E’
considerato oggi uno dei metodi più razionali,
economici e puliti di fornire energia, principalmente
per scaldare l'acqua o l'aria.
L'impiego della radiazione solare per la produzione di
acqua calda è molto diffuso in diversi Paesi europei,
come la Germania, la Grecia e Cipro.
Il nostro paese, pur favorito da un ottimo livello di
radiazione solare, non ne ha ancora adeguatamente sviluppato
l'uso.
Vantaggi • Riduzione delle emissioni in
atmosfera legate al riscaldamento dell’acqua al
70% rispetto ad un sistema tradizionale;
• Grande
disponibilità (l'energia solare che raggiunge la
terra supera di 15.000 volte il consumo totale di energia
del pianeta).
• Impatto visivo degli impianti
(risolvibile programmandone l'installazione in fase di
progettazione degli edifici);
• Bassa intensità per unità di superficie
(massimo di 1 kW/mq). Se non si ricorre alla concentrazione
con lenti o specchi la temperatura che si può raggiungere
è inferiore ai 100° C.
Fotovoltaico La parola fotovoltaico
deriva da photo (luce) e voltaico (elettricità)
e significa elettricità prodotta attraverso la
luce.
Un sistema fotovoltaico è in grado di trasformare,
direttamente ed istantaneamente, l'energia solare in
energia elettrica senza l'uso di alcun combustibile.
All'interno del sole, infatti, a temperature di alcuni
milioni di gradi centigradi, avvengono incessantemente
reazioni termonucleari di fusione che sprigionano enormi
quantità di energia sotto forma di radiazioni
elettromagnetiche.
L'energia irradiata si propaga nello spazio e, dopo
aver attraversato l'atmosfera, arriva al suolo con una
intensità pari a circa 1.000 W/mq: questo enorme
flusso di energia che arriva sulla Terra è pari
a circa 15.000 volte l'attuale consumo energetico mondiale.
Esso sfrutta il cosiddetto effetto fotovoltaico, cioè
la capacità che hanno alcuni materiali semiconduttori
opportunamente trattati di generare elettricità
se esposti alla radiazione luminosa.
Vantaggi
• Costo nullo del combustibile;
• Risparmio per ogni kWh prodotto di circa 250
grammi di olio combustibile;
• Risparmio di circa 700 grammi di emissioni di
anidride carbonica (CO2) nonché di altri gas
responsabili dell'effetto serra ;
• Una volta raggiunto il recupero dell'investimento
si dispone di energia praticamente a costo zero;
• Nessun limite alla produzione di potenza da
sistemi fotovoltaici.
• Quantità non costante di energia elettrica
prodotta;
• Completa autonomia all'utenza realizzabile solo
collegando gli impianti alla rete elettrica di distribuzione
nazionale o utilizzare dei sistemi di accumulo dell'energia
elettrica;
Minieolico
L'energia eolica è l'energia prodotta
dal vento ed è legata al movimento di masse d'aria
che si spostano da aree ad alta pressione atmosferica
verso aree adiacenti di bassa pressione: utilizzare
l'energia eolica significa sfruttare l'energia cinetica
derivante dalle masse d'aria in movimento.
Solo da pochi decenni l'energia eolica viene utilizzata
per produrre elettricità, attraverso gli aerogeneratori.
Il principio di funzionamento degli aerogeneratori è
lo stesso dei mulini a vento: il vento che spinge le
pale. Tuttavia nel caso degli aerogeneratori il movimento
di rotazione delle pale viene trasmesso ad un generatore
che produce elettricità.
La potenza eolica mondiale installata al 31/12/2007
ammonta a 151.248 MW. Di questi circa 57.136,3 MW sono
prodotti in Europa, soprattutto in Germania, Spagna
e Danimarca (fonte ANEV). In Italia a Dicembre 2007
risultano installati 2.726 MW eolici (fonte ANEV).
Vantaggi
• L'energia eolica è una fonte rinnovabile
e pulita;
• L'energia eolica è una delle fonti rinnovabili
più convenienti;
• Le miniturbine eoliche hanno un impatto visivo
quasi nullo e sono in grado di produrre energia anche
con flussi ventosi modesti;
• Il minieolico inoltre non necessita di grandi
infrastrutture per il trasporto dell'energia elettrica
presso le utenze;
• I sistemi eolici di piccola taglia godono inoltre
di grande disponibilità di siti utilizzabili,
ridotti spazi di installazione, modeste infrastrutture
per l'installazione, basso impatto sul territorio;
• Nel caso delle wind-farm la parte del territorio
non occupata dalle macchine può essere impiegata
per agricoltura e pastorizia.
Miniidroelettrico
Varie sono le forme con le quali l'acqua ci
offre energia: è possibile sfruttare l'energia
delle onde, delle maree, delle correnti marine.
Tuttavia una sola forma di energia dell'acqua ha assunto
sinora rilievo: l'energia cinetica delle acque della
superficie terrestre che può essere convertita
in energia elettrica mediante apposite turbine idrauliche
(energia idroelettrica).
Gli impianti idroelettrici producono energia elettrica
sfruttando l'energia potenziale posseduta da una corrente
d'acqua tra un dislivello, detto salto, esistente tra
le due sezioni di pelo libero superiore (a monte) e
inferiore (a valle).
Questa energia potenziale conferisce all'acqua energia
cinetica, che viene convertita in energia meccanica
per mezzo di turbine, messe in rotazione dalla massa
d'acqua che transita al loro interno. L'energia meccanica
si trasforma in elettricità attraverso una macchina
elettrica detta alternatore.
Oggi l'energia idraulica è la principale fonte
nazionale per la produzione di elettricità, con
una potenza installata di circa 17.000 Megawatt e una
produzione annua che oscilla intorno ai 45 miliardi
di kilowattora.
Il primo impianto idroelettrico italiano è stato
costruito alla fine del 1800, in Liguria, località
Isoverde; fino al 1960 l'acqua è stata la principale
fonte per la produzione di elettricità, superata
poi dai combustibili fossili resisi necessari a seguito
del boom economico.
Vantaggi
• E’ una risorsa largamente disponibile
(e sfruttata) nel territorio nazionale, gestibile dalle
comunità locali senza bisogno di grosse reti
di distribuzione, con un conseguente vantaggio paesaggistico;
• Il suo sfruttamento tramite impianti di piccola
taglia non produce impatti ambientali negativi integrandosi
in modo equilibrato negli ecosistemi locali e non diminuendo
la quantità di risorsa disponibile;
• L’energia idroelettrica ha raggiunto un
livello tecnologico maturo in termini di sicurezza,
manutenzione e durata;
• Nel caso di impianti idroelettrici “mini
e micro”:
- Installazione semplice e con brevi tempi di cantiere;
- Necessitano di una limitata risorsa idrica per produrre
energia elettrica;
- Attuano una generazione distribuita vicina alle utenze,
così da minimizzare le perdite dovute al trasporto
dell'energia elettrica;
- Non provocano emissioni gassose o liquide inquinanti
per l'aria o l'acqua;
- Evitano l'immissione in atmosfera di anidride carbonica
(16.000 tonnellate in un anno per un impianto mini-idro
di 5 MW di potenza).
Biomasse
Biomassa è un termine che riunisce una gran quantità
di materiali di origine vegetale e animale di natura
estremamente eterogenea; la biomassa utilizzabile ai
fini energetici comprende tutte quelle sostanze organiche
che possono essere utilizzate direttamente come combustibili
o che possono essere trasformate in bio-combustibili
solidi, liquidi o gassosi.
La biomassa rappresenta una forma naturale di accumulo
di energia solare: questa infatti consente alle piante
di convertire, durante la loro crescita, l'anidride
carbonica atmosferica in materia organica, tramite il
processo di fotosintesi.
Con il termine biomassa si può distinguere tra
colture dedicate a scopo energetico e residui provenienti
da attività agro-industriali (settore alimentare:
vinacce, noccioli, ecc.), alimentari, forestali (industria
del legno) ed urbane (rifiuti solidi urbani di tipo
“umido”).
Vantaggi/Svantaggi
• La biomassa è una risorsa ampiamente
disponibile, pulita e rinnovabile;
• Lo sfruttamento a fini energetici delle biomasse
non contribuisce all'aumento dell'anidride carbonica
nell'atmosfera (la quantità di anidride carbonica
rilasciata nella conversione energetica della biomassa
è pari a quella assorbita nella crescita della
biomassa stessa);
• Incentiva della manutenzione dei boschi attraverso
la valorizzazione di residui agroforestali;
• Crea nuove opportunità di sviluppo per
zone marginali e la riduzione di surplus agricoli, con
sostituzione di colture tradizionali con “colture
energetiche” dedicate;
• Permette l’utilizzo di residui di lavorazione
di prodotti agricoli;
• Il costo della biomassa risulta circa del 50%
inferiore rispetto ai combustibili fossili impiegati
per il riscaldamento.
Geotermia
Lo sfruttamento del calore del sottosuolo (calore geotermico)
è noto dall'antichità; l'uso del calore
geotermico per la produzione di elettricità e
calore ha avuto inizio ai primi del 1900.
L'Italia ha avuto un ruolo pionieristico con la realizzazione
dei primi impianti in Toscana; ancora oggi il nostro
paese è all'avanguardia con una potenza installata
di circa 700 Megawatt e una produzione annua che rasenta
i 5 miliardi di kilowattora.
In alcune aree, ove la temperatura del fluido proveniente
dal sottosuolo è troppo bassa per produrre elettricità,
lo stesso fluido viene impiegato per riscaldare case
ed ambienti, tipicamente attraverso l’utilizzo
di pompe di calore.
Vantaggi/Svantaggi
• La geotermia è una fonte rinnovabile,
• E’ facile da usare;
• Ha costi di estrazione limitati;
• Il rumore prodotto sia dalle perforazioni sia
dai macchinari (può essere ridotto adottando
sistemi di isolamento acustico);
• Il problema dello smaltimento dei reflui (risolvibile
con l'utilizzo di pozzi di reiniezione)
