Energia eolica: tutto ciò che bisogna sapere sull’energia del futuro

Con la continua evoluzione del nostro Pianeta, siamo costretti a fare i conti con il cambiamento climatico: le energie rinnovabili, come l’energia eolica, dunque non rappresentano più solo un’alternativa, ma l’unica soluzione credibile all’eccessivo utilizzo dei combustibili fossili.

L’energia eolica sta diventando sempre più importante. Essa è alla base dello sviluppo di un futuro carbon neutral, con zero emissioni di CO2. A dirsi sembra un’utopia, ma se si continua con un trend in crescita, entro il 2030, questo tipo di energia verde dovrebbe arrivare a coprire il 20% della domanda elettrica globale.

Leggi questa breve guida per avere tutte le informazioni sull’energia eolica.

La definizione della Treccani

L’energia ricavata dalla conversione della forza cinetica del vento in energia meccanica o elettrica.

Energia eolica: cos’è e come funziona. Alcune caratteristiche

L’energia eolica viene ricavata dalla forza del vento, che viene trasformata in forza-lavoro. Questa tecnologia eolica viene utilizzata fin dall’antichità, pensate per esempio alla barca a vela o al mulino, due strumenti piuttosto datati che utilizzano la forza del vento per muoversi.

Ha avuto un grande sviluppo durante gli anni ’70 quando i costi dell’energia derivata dai combustibili fossili ebbero un’impennata: fu necessario quindi trovare nuove modalità per l’approvvigionamento dell’energia.

A seguito di numerosi studi portati a termine nel corso del ‘900 si capì che per trasformare l’energia eolica in elettricità era necessario uno strumento: la pala eolica.

Le pale eoliche, dette anche areogeneratori, ruotano grazie alla forza del vento producendo energia cinetica che viene trasmessa ad un rotore collegato alle pale stesse.

Il rotore conduce l’energia della rotazione all’albero della pala che la porta direttamente al generatore che a sua volta la trasforma in energia elettrica.

Le pale fanno generalmente parte di parchi eolici, più tecnicamente detti wind farm, ossia ”fattorie del vento”, proprio perché ospitano diverse pale eoliche interconnesse tra loro attraverso un collegamento a tensione media e vengono controllate da remoto.

On-shore, near-shore e off-shore: le differenze

In ingegneria energetica si definisce parco eolico o centrale eolica un insieme di aerogeneratori, più comunemente detti turbine, interconnessi tra di loro e situati in un territorio delimitato con lo scopo di produrre energia elettrica sfruttando quella del vento.

Esistono tre tipologie di parchi eolici (on-shore, near-shore e off-shore) vediamo le differenze.

On-shore

Le wind Farm on-shore sono collocate sulla terraferma in luoghi normalmente molto ventosi, come le zone costiere, montuose oppure pianure interne, in modo da sfruttare appieno tutto il vento disponibile per creare elettricità.

Un vantaggio da non sottovalutare dell’eolico on-shore è che si tratta di una fonte molto economica per la produzione di energia in moltissimi paesi europei.

I parchi eolici ben progettati e gestiti hanno inoltre un impatto davvero minimo sul territorio e sull’ecosistema.
Collocandosi sulla terraferma, l’eolico porta con sé diversi benefici, anche in termini economici, alle comunità che vivono negli immediati dintorni dell’impianto, creando posti di lavoro e aumentando il tasso di occupazione.
Il settore eolico infatti, impiega circa 300 mila persone in tutta Europa, principalmente abitanti di zone rurali e decentrate dove sono solitamente posizionate le pale.

Near-shore

Gli impianti eolici near-shore sono costruiti ad una distanza massima di 10 km dalla costa. Hanno caratteristiche molto simili ai parchi on-shore, anche in termini di produzione.
Il vantaggio è che il rumore dovuto al movimento delle pale giunge meno intensamente ai villaggi costieri, disturbando in misura minore la tranquillità degli abitanti.

Off-shore

I parchi off-shore vengono costruiti in mare aperto, lontano dalla costa e consentono di ottenere energia eolica in grande quantità. I costi di realizzazione e manutenzione sono più elevati rispetto a quelli degli impianti on-shore.

La principale differenza tra l’eolico terrestre e l’off-shore è che per realizzare quest’ultimo sono necessari dei cavi sottomarini, che devono essere costruiti sul fondale, per garantire la trasmissione alla terraferma dell’energia prodotta dalle pale eoliche situate al largo.
La produzione di energia eolica ormai è in qualsiasi caso cotrollata da software in grado di monitorare costantemente la produzione e l’impianto stesso.

Eolico domestico

La consapevolezza che il cambiamento climatico è una questione drammatica che riguarda tutti noi sempre più da vicino, ci spinge a trovare delle soluzioni anche nel quotidiano, in particolar modo nell’ambito domestico.

Una soluzione sostenibile è la transizione alle energie rinnovabili anche nelle singole abitazioni. Il mercato ci offre diverse alternative per la produzione ecosostenibile di energia, una delle quali è rappresentata dagli impianti mini o micro eolici ad uso domestico.

Gli impianti micro-eolici, a differenza dei grandi parchi eolici che sono in grado di soddisfare più grandi fabbisogni di energia, sono semplicemente impianti eolici di piccole dimensioni, talmente piccole da poter essere installati nelle singole abitazioni.

La differenza tra il micro eolico e il mini eolico è solo in termini di potenza: il micro eolico raggiunge al massimo i 20 Kw, mentre il mini eolico raggiunge una potenza compresa tra i 20 Kw e i 200 Kw.

Il vantaggio? Oltre a rappresentare un aiuto per il nostro Pianeta, consente anche di risparmiare sulla bolletta. È vero che i costi di installazione e il materiale può essere costoso, ma è anche vero che dura nel tempo.

Vantaggi e svantaggi dell’energia eolica

Senza dubbio l’energia eolica arreca numerosi vantaggi all’ambiente e alle persone (vedi https://www.wwf.ch/it/i-nostri-obiettivi/energia-eolica), vediamoli insieme:

  • è una fonte rinnovabile e facilmente reperibile (il vento non si esaurisce mai!);
  • zero emissioni di CO2, dunque non inquina e non produce rifiuti;
  • i materiali utilizzati per le pale eoliche si riciclano più facilmente rispetto a quelli delle centrali geotermiche, inoltre durano nel tempo (fino a 25 anni);
  • produzione di energia a basso costo nelle aree del Pianeta ventose.

Visti gli effetti positivi, una domanda sorge però spontanea: se l’eolico da una parte rappresenta una soluzione concreta per minimizzare le emissioni di carbonio, dall’altra ci si chiede che cosa potrebbe comportare una sua espansione.
Visti gli effetti positivi dell’energia eolica non solo sull’ambiente, ma anche in termini di costi, non si può però negare che vi siano anche dei fattori sfavorevoli:

  • l’impatto negativo che le pale eoliche hanno sul panorama;
  • inquinamento acustico, dovuto al movimento delle pale nei loro immediati dintorni. Alcuni esperti hanno dichiarato che il rumore generato dalle turbine causerebbe danni neurologici da non sottovalutare. La soluzione a questo problema sarebbe far prevalere gli impianti off-shore in modo da non fare arrivare sulla costa il suono sgradevole del movimento delle pale;
  • in alcune zone del pianeta possono causare un danno ai volatili, in particolar modo agli uccelli migratori e ai pipistrelli, che potrebbero impigliarsi nelle pale eoliche.

Dove si produce l’energia eolica nel Mondo

Nel panorama mondiale, i più grandi produttori di energia eolica sono la Cina e gli Stati Uniti, ma in questi ultimi anni anche i paesi situati nel Nord Europa si stanno muovendo per sfruttare la ventosità del Mare del Nord aumentando la presenza di aereogeneratori eolici. Per esempio, nel 2017 in Danimarca il 43,3% del consumo elettrico derivava dallo sfruttamento dei venti.

Un’altra nazione che sa come sfruttare il vento è la Grecia, dove l’impianto eolico di Kafireas ha un peso molto importante per l’economia del paese.
Il parco eolico è situato nel comune di Karystos sull’isola di Evia e, con le sue 67 turbine eoliche, è il più grande di tutta la Grecia. Per realizzarlo sono stati spesi ben 300 milioni di euro.
Enel Green Power è l’addetta alla gestione dell’impianto nonché alla sua costruzione. Per edificarlo si è usato il riferimento del cantiere sostenibile, energicamente indipendente e ad emissioni zero, grazie all’installazione di pannelli solari.

Altri 83 paesi del mondo sono soliti ad utilizzare l’energia eolica, infatti nel 2018 la capacità di generare energia eolica nel mondo è aumentata del 9,6%. Sempre nel 2017 il 4,4% del fabbisogno energetico planetario era coperto dall’energia eolica.

La situazione in Italia

In Italia, gli impianti eolici sono maggiormente concentrati al Sud e nelle Isole, essendo i luoghi più ventosi dello Stivale: essi soddisfano circa il 6% della domanda energetica nazionale.

L’Italia è attualmente il quinto paese in Europa per la quantità di impianti eolici installati: la maggior parte di essi fu installata durante lo scorso decennio, quando furono messi a disposizione degli incentivi per la costruzione degli impianti.

Ora, anche a causa del lockdown, la costruzione di nuovi impianti ha subito un drastico rallentamento.

Secondo il PNIEC (Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima),entro il 2030 l’Italia dovrebbe arrivare a produrre, grazie allo sfruttamento eolico, circa il 10% lordo del consumo elettrico nazionale.

Gli interventi di repowering (sostituzione delle componenti obsolete degli impianti) e di reblading (installazione di nuove pale più potenti, a seguito dello smantellamento delle vecchie) potrebbero rappresentare una componente importante nella crescita dell’eolico.

Ottime notizie

Il più grande parco eolico del mondo é una novità: si chiama Dogger Bank e verrà costruito entro la fine del 2024 su un altopiano sabbioso situato nel Mare del Nord, dove l’acqua non supera l’altezza di 15/30 metri (basta pensare che questo altopiano, circa 10.000 anni fa era un’isolotto!).

Il campo eolico off-shore ospiterà una serie innumerevole di turbine alte almeno 200 metri, che andranno a soddisfare il 5% della domanda di elettricità proveniente dall’Inghilterra, ossia coprirà il fabbisogno di circa 6 milioni di famiglie.

Il Regno Unito si sta dando da fare per dimostrare il suo reale interesse per l’ambiente ed raggiungere l’obiettivo che si era prefissato per il 2050 di emissioni zero.

Un’altra novità recente è la Baltic Sea Offshore Wind Declaration, un patto siglato nel 2020 da Danimarca, Finlandia, Polonia, Svezia, Germania, Estonia, Lettonia e Lituania.

L’accordo prevede di aumentare la costruzione degli impianti eolici off-shore, sfruttando al massimo la ventosità del mar Baltico fino a produrre 93,5GW di energia.

Verso un futuro ecosostenibile

In questi ultimi anni le classi dirigenti si stanno muovendo in una direzione ecosostenibile. D’altra parte era inevitabile non farlo: il tempo che ci rimane a disposizione per salvare il nostro Pianeta sta diminuendo sempre di più e non abbiamo tempo per le chiacchiere.

È importante che ognuno di noi si adoperi nel suo piccolo per compensare le proprie emissioni di CO2 e per diminuire quindi la propria impronta di carbonio. Solo collaborando si arriverà a quel tanto ambito futuro ad emissioni zero.



Fotovoltaico galleggiante: la nuova frontiera dell’energia

fotovoltaico offshore

Ha preso romanticamente il soprannome di Blue Economy e non è altro che il nuovo sistema di rifornimento energetico che viene dal mare. Per poter raggiungere gli obiettivi del Green New Deal, infatti, l’Unione Europea sta investendo su nuove tecnologie per produrre energia pulita. Tra queste si distinguono il fotovoltaico offshore e le pale eoliche galleggianti, che permetterebbero di utilizzare l’enorme spazio marino per ottenere molta più energia green di quanta ne produciamo ora.

Dal fotovoltaico offshore al moto ondoso

Le nuove tecnologie sulle quali si vuole investire sono molte e talvolta anche interdipendenti. Il fotovoltaico offshore, per esempio, prevede di installare enormi complessi di pannelli solari galleggianti in mezzo al mare. Non dimentichiamoci però delle sue sorelle, le pale eoliche. Per queste sono state riservate due modalità costruttive: in condizioni di acqua bassa si utilizza la tecnologia a “fondazione fissa”. Ci si può invece muovere verso fondali marini più profondi mediante l’utilizzo di tecnologie a piattaforma galleggiante.

Il mare poi offre un’energia intrinseca, anch’essa sfruttabile. Si parla quindi, in questo caso, di impianti che trasformano l’energia cinetica del moto ondoso, delle maree e delle correnti, in energia elettrica. Talvolta si sfruttano, specialmente per le navi, anche i gradienti termici e salini delle differenti profondità. Questo tipo di energia è chiamata “talassotermica”.

I vantaggi energetici della Blue Economy

Secondo l’IEA (Agenzia Internazionale per l’Energia) l’energia potenzialmente ottenibile dalle fonti marine potrebbe eccedere abbondantemente il fabbisogno energetico mondiale. Una grande parte di questa energia proverrebbe dall’eolico offshore. Contando che l’Europa avrà bisogno di una capacità compresa tra i 230 e i 450 GW di offshore entro il 2050 per raggiungere gli obiettivi del Green Deal, dagli attuali 12 GW sarà necessario passare ad almeno 60 GW entro il 2030, e a 300 GW entro il 2050.

A supportare questo grande impegno entreranno in gioco anche le altre fonti di energia marina sopra nominate. Secondo la World Bank, la capacità potenziale di solare galleggiante che potrebbe venire installata a livello globale è di ben 400 GW. Questa somma corrisponde alla capacità di generazione di tutti i pannelli solari fotovoltaici installati nel mondo fino al 2017. Inoltre, i 100 GW provenienti da onde e maree potrebbero coprire il 10% della domanda di potenza dell’Unione Europea al 2050, evitando l’equivalente di 276 miliardi di tonnellate di emissioni annuali di CO2. Sostanzialmente, quindi, è ragionevole pensare che un’Europa a emissioni zero potrebbe non essere un obiettivo tanto irraggiungibile.

Fotovoltaico offshore: risparmio di suolo e posti di lavoro

Il fatto che i pannelli solari e le pale eoliche offshore siano enormi serbatoi di energia totalmente green non è il loro unico vantaggio. La prima grande conquista sarebbe il consumo-zero di suolo, anche rispetto agli impianti eolici e fotovoltaici terrestri. Queste tecnologie infatti darebbero respiro alle aree più densamente popolate e libererebbe enormi aree riservate ad altri settori altrettanto importanti come l’agricoltura. Per quanto riguarda le turbine eoliche, poi, queste sarebbero più efficienti in mare in quanto il vento più forte unitamente al movimento delle onde contribuirebbe a un incremento della potenza delle pale. Per i pannelli solari, invece, il vantaggio aggiunto dell’acqua e della maggiore ventilazione aiuterebbero a raffreddare le celle e a dissipare il calore sviluppato, migliorandone l’efficienza e la produttività. Si eviterebbero poi fenomeni di surriscaldamento e, quindi, guasti.

La superficie dell’acqua, poi, riflette i raggi solari, comportandosi come una sorta di concentratore a specchio. In questo modo i moduli possono catturare anche la luce riflessa, aumentando ulteriormente la produzione. Nel contempo si riduce il rischio di ombre dovute a piante o palazzi, così come quello legato alla presenza di polvere, terra o sabbia.

Non è da sottovalutare inoltre la creazione di nuove occupazioni. Nel 2017 il settore dell’eolico ha fornito 356.700 posti di lavoro a tempo pieno nell’UE, su una stima di 1,45 milioni di persone che lavorano nel settore delle energie rinnovabili. Secondo Cambridge Econometrics nel Regno Unito, che solo dieci anni fa ha intrapreso con decisione la strada dell’eolico offshore, si stima che l’industria dell’eolico offshore nel 2032 impiegherà circa 60 mila lavoratori diretti e indiretti.

Il problema estetico e acustico, infine, è chiaramente superato. Gli impianti offshore sono molto lontani dalla terraferma, in quanto necessitano di una sostanziale profondità. Sono quindi quasi totalmente invisibili e non comprometteranno la valenza turistica delle nostre meravigliose coste.

Le problematiche dell’energia offshore

Il costo delle nuove tecnologie

Come in tutte le cose esistono due facce della stessa medaglia. Quello più oscuro delle rinnovabili offshore è, in primo luogo, l’alto costo iniziale degli impianti. Il Rapporto annuale “Global Landscape of Renewable Energy Finance” dell’Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (IRENA) ha constatato che per raggiungere globalmente la neutralità climatica al 2050, gli investimenti nelle energie rinnovabili dovrebbero quasi triplicare ogni anno. In questo modo si raggiungerebbero gli 800 miliardi di dollari entro il 2050. L’Unione Europea ha poi deciso di triplicare al 2030 la capacità dell’eolico offshore e di aumentarla di altre 25 volte entro il 2050. Per farlo sono quindi necessari grossi investimenti.

I soldi, però, sembrano esserci. La Banca Europea per gli Investimenti (BEI) ha dato il via libera al programma della Banca del Clima. Questa metterà a disposizione 1.000 miliardi di euro, da spendere entro il 2030, per progetti incentrati su climabiodiversità sostenibilità. Inoltre, in teoria, tutte le attività di finanziamento saranno allineate all’Accordo di Parigi sul clima. Infatti dal 2022 non saranno più finanziati progetti che coinvolgono combustibili fossili. Soltanto le tecnologie a basse emissioni di carbonio avranno accesso ai finanziamenti. 

Ricordiamo inoltre che ogni investimento in energia pulita assicura un risparmio notevole di denaro e risorse sul lungo periodo. Leggi qui quanto si può risparmiare scegliendo l’energia green per la tua casa.

Il mare: un ecosistema fragile

Gli impianti energetici offshore possono, come tutti gli elementi artificiali ed estranei all’ambiente naturale, danneggiare l’ecosistema marino. Per esempio la conversione di energia dalle onde può modificare le dimensioni e la frequenza delle onde stesse, delle maree e delle correnti. La fase di installazione degli impianti può anche avere un impatto “locale” per l’ambiente marino in quanto è possibile che vengano liberate alcune particelle che possono influenzare il comportamento alimentare dei pesci. In più, uova, alghe e organismi che vivono sul fondo possono venire sepolti e repressi dalla deposizione degli impianti.

Leggi anche: “Ecosistema: che cos’è e perché è importante”

I nuovi dispositivi potranno poi diventare nuovi habitat per diverse specie marine. Se da un lato questo rappresenta un aspetto positivo, dall’altro diventa un onere tecnico, pagato in termini di manutenzione e quindi di efficienza degli impianti stessi. Alcuni convertitori sembrano inoltre essere molto rumorosi, soprattutto in condizioni di mare mosso, il che contribuirebbe al fenomeno dell’inquinamento acustico marino.

Infine le pale eoliche potrebbero intralciare il percorso di alcuni volatili o rappresentare un rischio di collisione, così come per le navi. Alla luce di questo, quindi, è necessaria una ricerca seria e approfondita su queste nuove tecnologie. Serve pertanto una particolare attenzione alle regole delineate dal programma UE sulla biodiversità (di cui parliamo qui). Fermo restando che i rischi sopra elencati non sono neanche lontanamente paragonabili ai danni ambientali e sociali che sino ad ora hanno causato le industrie del fossile.

A che punto è l’Italia con fotovoltaico e l’eolico offshore?

L’Italia, con oltre 7 mila km di costa possiede una grande potenzialità per uno sviluppo ecosostenibile dell’eolico e del fotovoltaico offshore. Per quest’ultimo, se considerassimo anche solo il 4% dell’area disponibile (circa 2000 kmq), potremo arrivare a una potenza di circa 13 GW, che è l’attuale potenza dell’eolico offshore installata nella Ue. L’elevata profondità dell’offshore e quindi la mancanza di una tecnologia pronta per tali sfide, spiega, almeno in parte, l’assenza di parchi eolici marini nel Mar Mediterraneo. L’associazione Owemes, però, sostiene che l’Italia abbia tutte le carte in regola per partecipare da protagonista allo sviluppo di tali tecnologie. Già coinvolti in alcuni progetti troviamo 133 partner nazionali, tra cui 29 università e centri di ricerca (Cnr, Ogs, Ingv, Infn, Enea, Szn, Ispra), distretti regionali e grandi industrie (Fincantieri, Saipem, E-Geos, Tecnomare).

fotovoltaico offshore
Fonte: www.saipem.com

Nel PNIEC (Piano nazionale integrato energia e clima) il governo italiano si è impegnato a dotare il paese di 1000 megawatt di capacità eolica offshore entro il 2030, contro i 21mila MW previsti per l’eolico su terra. Al momento, però, in Italia è stato approvato soltanto il progetto del parco eolico near-shore nei mari di Taranto. Grande speranza è quindi infusa nella società italiana Saipem che si sta impegnando nello sviluppo non solo dell’eolico, ma anche del fotovoltaico galleggiante.

Quest’ultimo progetto prevede enormi piattaforme di pannelli solari galleggianti caratterizzati da una buona flessibilità. Questa, insieme alla struttura flottante, conferiscono maggiore adattabilità e resistenza alle condizioni dell’acqua. Consentono inoltre l’installazione anche in zone esposte a venti e a moto ondoso come, appunto, il mare e gli oceani. I moduli flottanti sono poi sopraelevati rispetto al livello del mare, favorendo la ventilazione e il raffreddamento dei pannelli. Infine possono essere combinati per realizzare impianti di varie dimensioni, a seconda delle esigenze.