Il crescente utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili è il cardine della transizione energetica: grazie alla continua innovazione, queste stanno diventando sempre più efficienti e competitive, mentre nuove tecnologie sono all’orizzonte.

Non solo generano elettricità senza emettere gas serra, ma sono anche praticamente inesauribili. Le energie rinnovabili sono la pietra angolare della transizione energetica. Per la precisione l'energia utilizzata non viene mai effettivamente rinnovata ma bensì trasformata in energia elettrica. Si tratta di fonti energetiche come il vento e la luce solare che si rinnovano indipendentemente dall’uso che ne viene fatto, a differenza, ad esempio, dei combustibili fossili come carbone e petrolio.

Tecnologie mature: energia idroelettrica e geotermica

Il modo più antico di generare elettricità da fonti rinnovabili èidroelettrico(le prime centrali risalgono alla fine del 1800) ed è anche la più grande, con una capacità installata globale superiore a quella di tutte le altre fonti rinnovabili messe assieme. Si tratta di una tecnologia matura che non si presta a rivoluzioni dirompenti, ma le nuove tecnologie possono aumentare l’efficienza degli impianti e prolungarne la vita. Inoltre, in molte nazioni, soprattutto in quelle in via di sviluppo, esiste ancora un sostanziale potenziale di crescita nella capitalizzazione delle risorse idriche del paese.

L’energia geotermica è un’altra tecnologia consolidata, risalente all’inizio del XX secolo. Il primo impianto al mondo, a Larderello in Toscana, è stato inaugurato nel 2011 ma i primi esperimenti risalgono al 1904. L'energia geotermica oggi gioca un ruolo secondario a livello globale, anche perché solo alcune aree del mondo godono di risorse geotermiche significative. Tecnologie innovative, comebassa entalpiagli impianti geotermici, possono però ampliare notevolmente il numero potenziale di Paesi adatti allo sviluppo dell’energia geotermica.

L’enorme crescita dell’energia solare ed eolica

Energia solare fotovoltaica, come l'energia eolica, è protagonista della transizione energetica in atto. Se fino a pochi anni fa il suo ruolo era considerato marginale, oggi è in forte crescita: la capacità fotovoltaica globale è passata da 40 GW nel 2010 a 580 GW nel 2019. Il merito di ciò va soprattutto ai progressi dell’innovazione tecnologica, in particolare nel settore della scienza dei materiali, che hanno reso gli impianti fotovoltaici economicamente competitivi rispetto ai combustibili fossili. Secondo l’Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA), il costo di produzione dell'energia elettrica dal fotovoltaico è diminuito dell'82% nell'ultimo decennio. E le prospettive sono ancora più promettenti: con tecnologie di ultima generazione sarà possibile aumentare l'efficienza dei pannelli solari del 30% rispetto ai livelli attuali e la produttività di oltre il 20%.

La tecnologia ha fatto enormi passi avanti anche nel settore dellaenergia eolica: oggi le turbine eoliche possono estendersi fino a 200 metri di diametro e si prevede che aumenteranno ulteriormente. L’aumento della produttività ha fatto scendere i costi anche in questo caso: dal 2010 al 2019 il costo di produzione dell’eolico onshore è diminuito del 39% e quello offshore del 29%. Il risultato è stato una crescita spettacolare: la capacità complessiva dei parchi eolici onshore è passata da 178 GW nel 2010 a 594 GW nel 2019.Impianti offshorehanno visto un’espansione più lenta con soli 28 GW installati nel 2019, ma il potenziale di crescita è enorme.

Tecnologie emergenti: energia marina, idrogeno e stoccaggio

Tra le fonti di energia rinnovabile più promettenti per il futuro ci sono i nostri mari e oceani, con il loro immenso potenziale: il modo più ovvio per produrre elettricità è utilizzare l’energia generata dal movimento delle onde, ma un altro modo è sfruttare la potenza delle maree, con il vantaggio che queste possono essere previste con precisione. Altri metodi includono quelli basati sulle differenze di temperatura tra acque superficiali e acque profonde o anche basati sulle differenze di salinità di diverse masse d'acqua. La tecnologia per sfruttare queste fonti non è ancora sufficientemente matura per facilitarne un diffuso utilizzo commerciale, ma alcuni impianti sperimentali e prototipi sono già stati realizzati e hanno prodotto risultati positivi, soprattutto quelli riguardanti l'energia del moto ondoso e delle maree. Il potenziale teorico è stimato rispettivamente in 700 GW e 200 GW.

Un'altra risorsa degna di nota èidrogeno, che non è una fonte di energia ma piuttosto un vettore energetico che, se la sua estrazione è alimentata da fonti rinnovabili, è 100% green. Il suo contributo può essere particolarmente prezioso nel rendere sostenibili settori difficili da elettrificare, come l’industria pesante, il trasporto marittimo, l’aviazione e il trasporto su strada. Le tecnologie per l’idrogeno sono ancora in una fase iniziale e non sono ancora pronte per l’uso su scala commerciale, ma rispetto ad altre tecnologie, il tempo necessario per predisporre questa tecnologia per un’implementazione su larga scala è molto più breve.

Accumulo di energiaAnche gli impianti avranno un ruolo decisivo perché necessari per compensare l’intermittenza delle fonti energetiche rinnovabili come il sole e il vento. Storicamente la forma di accumulo più importante erano le centrali idroelettriche con pompaggio, ma l’attuale progresso tecnologico ha visto il sostanziale sviluppo delle batterie, in particolare delle batterie agli ioni di litio, che possono essere collocate indipendentemente in qualsiasi luogo. La diffusione degli impianti di accumulo energetico è ancora limitata ma in rapida crescita grazie, anche in questo caso, ai progressi dell’innovazione tecnologica che migliorano costantemente la qualità e le prestazioni delle batterie e ne riducono i costi di produzione. Quando lo stoccaggio dell’energia sarà pienamente integrato nelle reti elettriche, gli impianti a fonti rinnovabili intermittenti saranno in grado di immettere in rete l’energia prodotta in qualsiasi momento, indipendentemente dalle condizioni atmosferiche: sarà quindi possibile realizzare un mix di generazione elettrica completamente privo di emissioni. Un futuro che non è così lontano.

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