In questa guida parliamo di energie rinnovabili. In contrapposizione alle energie non rinnovabili tradizionali, ovvero le energie che vengono da fonti fossili, sono anche dette energie alternative.
La loro caratteristica consiste nell’utilizzare fonti che non sono limitate. Le energie da combustibili fossili infatti necessitano di migliaia di anni per riformarsi. Pensiamo per esempio al petrolio o al carbon fossile.
Le energie rinnovabili al contrario usano fonti che non sono soggette a impoverimento come per esempio l’energia solare.
Non tutte le energie rinnovabili sono però anche energie pulite. Rispondono infatti ai dettami della sostenibilità nella misura in cui utilizzandole garantiamo alle generazioni future le stesse possibilità di quelle presenti. Possono però essere più o meno inquinanti e contribuire in diverso grado all’effetto serra o alla distruzione degli habitat.
In questa guida vediamo attentamente pro e contro delle principali fonti di energia rinnovabile e vediamo quali sono i nuovi settori della ricerca nel campo delle rinnovabili.
Il passaggio verso le energie rinnovabili è cruciale a causa dell’esaurimento delle fonti non rinnovabili e dei danni ambientali associati al loro utilizzo eccessivo. Le energie rinnovabili spesso offrono benefici ambientali e garantiscono un approvvigionamento sostenibile, riducendo la dipendenza da fornitori esterni e contribuendo allo sviluppo socio-economico. Il G20 a Napoli ha sottolineato l’importanza della transizione energetica verso le rinnovabili, riconoscendo il legame tra clima ed energia.
L’ONA – Osservatorio Nazionale Amianto si occupa di diritto alla salute e, consapevole che non esiste tutela della salute senza salvaguardia ambientale, si impegna a promuovere la transizione ecologica.
Cosa sono le energie rinnovabili? Una definizione
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Ma andiamo con ordine. Qual è la definizione di energia rinnovabile e quali sono le sue caratteristiche distintive? Le energie rinnovabili sono fonti inesauribili che non si esauriscono con l’uso, a differenza delle fonti di energia non rinnovabile che dipendono da combustibili fossili come carbone, petrolio e gas naturale, soggetti ad esaurimento.
La rigenerazione di queste ultime richiede tempi lunghi, soprattutto in confronto ai cicli biologici umani, e spesso è associata a fenomeni di inquinamento ambientale.
Quali sono le principali fonti di energia rinnovabile?
Le principali fonti energetiche rinnovabili includono il vento, il sole, le risorse idriche e geotermiche, le maree e le biomasse, che rappresentano una trasformazione di prodotti organici in energia elettrica. È importante notare che mentre tutte queste fonti sono rinnovabili, non tutte sono considerate energie pulite.
Energia eolica: come funziona, pro e contro
L’energia eolica, generata dalle correnti dei venti, è utilizzata localmente in abitazioni e fattorie tramite turbine e pale eoliche. Tuttavia, ci sono problematiche connesse, come il danno paesaggistico e agli uccelli, richiedendo uno studio approfondito prima dell’installazione di impianti eolici.
Le turbine eoliche infatti possono causare danni significativi alla fauna aviaria, contribuendo a numerosi decessi. Tuttavia, una pianificazione accurata dei parchi eolici in termini di localizzazione e estensione può mitigare questi impatti negativi. Come per esempio ridurre le mortalità nelle specie di interesse dal punto di vista conservazionistico.
L’espansione incontrollata di impianti privati senza una pianificazione accurata a livello regionale o nazionale non contribuisce a risolvere il problema dell’impatto paesaggistico e dei danni alla fauna. Questa scelta è purtroppo sempre più diffusa. L’energia eolica, sebbene relativamente stabile nel corso degli anni, può subire variazioni a breve termine a causa della natura intermittente dei venti.
Come funziona l’energia eolica?
L’eolico ha una storia antica, risalente a oltre 4000 anni fa, quando le navi in mare sfruttavano l’energia del vento grazie alle vele.
Successivamente, il vento fu utilizzato per far girare le pale dei mulini a vento, consentendo la macinazione di quantità di grano altrimenti inaccessibili alle sole forze umane. Oggi, l’energia generata dalle correnti di vento è stata ampiamente catturata ed è prodotta in quantità sempre crescenti, nonostante la natura intermittente delle correnti d’aria, grazie all’uso di tecnologie avanzate.
Questo non rappresenta un problema fino a quando l’energia eolica soddisfa fino al 20% della domanda complessiva di energia elettrica. Tuttavia, superato questo livello, diventano necessarie misure specifiche per affrontare la sfida, come l’implementazione di sistemi di stoccaggio e una distribuzione strategica delle turbine eoliche. La Danimarca, ad esempio, è il leader mondiale nell’utilizzo dell’energia eolica, coprendo il 43,4% del suo consumo elettrico totale tramite le pale eoliche.
A livello globale, l’energia eolica contribuisce a circa il 5% della produzione totale di energia, registrando quasi un raddoppio nell’ultimo decennio.
Energia solare: come funziona, pro e contro
L’energia solare, suddivisa in solare termico o termodinamico e solare fotovoltaico, sfrutta la luce solare per produrre calore ed elettricità. Sebbene le batterie per l’immagazzinamento dell’energia solare stiano diventando più efficienti, ci sono ancora sfide legate al rendimento e allo smaltimento dei materiali di scarto altamente tossici.
Gli svantaggi dell’eolico nel dettaglio
Prima di tutto, la sua produzione è influenzata dall’intermittenza e dalle condizioni meteorologiche. Inoltre, i costi iniziali per l’installazione di sistemi solari rimangono elevati, potenzialmente scoraggiando alcuni investitori.
La necessità di uno spazio fisico ampio per ottenere una produzione significativa è un altro svantaggio, specialmente in aree con limitate disponibilità di spazio. La sfida dello stoccaggio dell’energia è evidente, poiché l’energia solare non è facilmente accumulabile senza costosi sistemi di stoccaggio come le batterie.
Inoltre, la produzione di pannelli solari può comportare l’uso di sostanze chimiche tossiche e il consumo di risorse naturali, contribuendo all’impatto ambientale nella fase di produzione.
Lo smaltimento dei pannelli solari usati rappresenta un’ulteriore sfida, con costi e problemi ambientali associati.
Infine, esiste il rischio di obsolescenza tecnologica e inquinamento ambientale durante la fase di smaltimento inappropriato dei pannelli solari.
Energia geotermica: come funziona, pro e contro
L’energia geotermica, che sfrutta il calore della Terra, può essere utilizzata su piccola o grande scala per soddisfare i fabbisogni energetici degli edifici. Tuttavia, è importante considerare anche gli impatti sulla salute e sull’ambiente, come evidenziato dalle esperienze nelle Centrali geotermoelettriche di Larderello e del Monte Amiata. Oltre all’impatto paesaggistico ci sono state gravi conseguenze per gli operai della centrale, in cui era usato largamente l’amianto con numerose morti per mesotelioma.
Secondo uno studio condotto dal Massachusetts Institute of Technology, il potenziale energetico geotermico del nostro pianeta è di circa 12.600.000 Zettajoule (ZJ), ma con le attuali tecnologie sarebbe possibile sfruttarne solo 2000 ZJ. Considerando che il consumo mondiale di energia è di circa 0,5 ZJ all’anno, l’utilizzo esclusivo dell’energia geotermica potrebbe teoricamente soddisfare il fabbisogno energetico globale per i prossimi 4000 anni.
Energia geotermica: gli svantaggi e l’impatto ambientale nel dettaglio
Nonostante sia considerata una fonte energetica ecologica, l’energia geotermica può provocare l’emissione di sostanze nocive nell’atmosfera. I liquidi geotermici possono infatti contenere elementi come zolfo, mercurio e arsenico, rilasciati durante il processo di generazione di energia. Essi richiedono monitoraggi ambientali regolari nelle zone geotermiche.
L’utilizzo dell’energia geotermica può altresì influire sul cambiamento climatico. Durante la produzione di energia, si verificano emissioni di gas quali anidride carbonica (CO2), metano (CH4) e altri inquinanti che contribuiscono all’effetto serra. Nonostante le emissioni di anidride carbonica siano generalmente inferiori rispetto a quelle derivanti dai combustibili fossili, l’effetto cumulativo può comunque contribuire al riscaldamento globale.
Inoltre l’estrazione dei liquidi geotermici può influenzare la disponibilità d’acqua. Anche la vegetazione circostante può subire danni, e l’attività estrattiva e di reiniezione dei fluidi nel serbatoio geotermico può innescare microsismicità.
L’impatto visivo delle centrali geotermiche può essere rilevante, ma può essere mitigato attraverso una pianificazione architettonica oculata, così come l’inquinamento sonoro,
In ultimo l’estrazione di notevoli quantità di fluidi geotermici dai serbatoi sotterranei può portare alla subsidenza del suolo, un abbassamento graduale e irreversibile. In determinate circostanze, l’estrazione o la reiniezione dei fluidi geotermici può anche aumentare la frequenza degli eventi sismici in specifiche aree.
La bioenergia: cos’è e come funziona?
La bioenergia, derivante dalle biomasse, utilizza vari materiali organici per produrre calore, elettricità e combustibili liquidi. Le biomasse sono ampiamente impiegate nell’industria manifatturiera e nei trasporti, contribuendo all’approvvigionamento energetico.
Gli svantaggi delle biomasse nel dettaglio: quali sono?
I materiali utilizzati per generare energia non sono sempre completamente naturali, come nel caso del combustibile solido secondario proveniente dalla plastica.
Per ottenere quantità significative di energia, è necessario un considerevole volume di materiale. Così le attività agricole potrebbero essere incentivare a convertire la produzione verso materiali biologici destinati alle biomasse, poiché ciò potrebbe risultare più redditizio rispetto alla coltivazione di prodotti agricoli convenzionali.
Inoltre, al fine di minimizzare l’inquinamento e i costi di trasporto, è essenziale che le centrali siano localizzate in prossimità dei luoghi di produzione delle biomasse. Questo si traduce nella realizzazione di impianti di dimensioni ridotte, con conseguenti minori economie di scala ed efficienza.
L’energia idroelettrica: come funziona, pro e contro
L’energia idroelettrica, prodotta principalmente dalle dighe, è legata al ciclo dell’acqua e influenzata dalla quantità di piogge. Specialmente in tempi di stravolgimenti climatici è sempre più difficile fare previsioni. Anche l’idroelettrico omporta danni paesaggistici e ambientali, come l’inquinamento termico e l’alterazione degli ecosistemi fluviali.
Come funziona? L’energia cinetica dell’acqua viene convertita in elettricità attraverso un sistema composto da alternatori e turbine nelle centrali idroelettriche. L’acqua dei fiumi o dei laghi viene convogliata verso le turbine attraverso dighe e condotte forzate, aumentando la sua energia potenziale. Le turbine trasformano quindi l’energia meccanica in elettricità attraverso generatori elettrici.
Gli svantaggi dell’idroelettrico: quali sono?
Parlando degli aspetti negativi legati all’energia idroelettrica, è importante considerare diversi fattori. In primo luogo, la costruzione di dighe e condotte forzate può avere impatti ambientali significativi, influenzando negativamente la flora e la fauna, oltre a modificare la dinamica delle coste sabbiose.
Da un punto di vista acustico, le centrali idroelettriche possono generare rumori che disturbano la fauna circostante, contribuendo così a creare disordini negli ecosistemi. Altro elemento da considerare è l’inquinamento idrico, con la possibilità che le centrali alterino l’equilibrio chimico degli ecosistemi acquatici.
Energia oceanica: cos’è e utilizzo e ricerca
L’energia oceanica sfrutta il moto delle onde, il riscaldamento dell’acqua e le correnti marine per generare elettricità. Anche se gli impianti sono costosi e il rendimento è ancora limitato, rappresentano una prospettiva futura nelle energie rinnovabili.
L’Italia, con la sua vasta costa, ha un potenziale significativo per l’energia marina. Attualmente, sono presenti alcune centrali mareomotrici in Toscana, come a Punta Righini e Marina di Pisa, che sfruttano le correnti marine e le onde del mare per produrre energia. Inoltre, l’Italia è uno dei principali finanziatori pubblici europei nel settore dell’energia oceanica.
Tutti gli svantaggi dell’energia oceanica: quali sono?
Sebbene l’energia marina presenti diversi vantaggi, è importante considerare anche gli svantaggi associati a questa forma di generazione energetica. Uno degli aspetti critici riguarda gli effetti sull’ecosistema marino. Nonostante sia considerata una fonte energetica pulita, l’utilizzo di macchinari per l’estrazione di energia può generare rumore che disturba le specie marine e altera gli habitat acquatici. Inoltre, l’impiego di sostanze chimiche tossiche nelle piattaforme può contribuire all’inquinamento delle acque, rappresentando un rischio ambientale.
Un altro elemento da considerare è il disturbo causato alle attività marittime. Le centrali elettriche che sfruttano l’energia delle onde devono essere posizionate in prossimità delle coste e delle città per massimizzare l’efficienza, ma ciò può interferire con le operazioni delle navi commerciali e private. Questo richiede un equilibrio accurato tra le esigenze energetiche e le attività marittime.
Inoltre, la produzione di energia dalle onde può subire una significativa diminuzione in condizioni meteorologiche avverse, come piogge intense, limitando le prestazioni complessive. L’inquinamento acustico causato dalle centrali elettriche può impattare sulle comunità costiere. Inoltre, la costruzione delle centrali può alterare il paesaggio costiero, influenzando l’aspetto visivo dell’area.
Da un punto di vista economico, i costi di produzione sono un altro aspetto critico. La forza delle onde può danneggiare gli impianti e l’attrezzatura, comportando costi elevati per la riparazione, la manutenzione e l’acquisto di nuovi macchinari. Tuttavia, è importante notare che con l’aumento dell’utilizzo e il progresso della tecnologia, è possibile prevedere una potenziale riduzione dei costi in futuro.
Fusione nucleare: una nuova frontiera delle rinnovabili
La fusione nucleare, una delle nuove frontiere, mira a riprodurre la fusione termonucleare avvenuta nel Sole. Nonostante gli alti investimenti nella ricerca, è ancora lontana dall’uso commerciale su larga scala.
Uno dei progetti più noti è il progetto ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), una collaborazione internazionale che mira a dimostrare la fattibilità tecnica e la sostenibilità economica della fusione nucleare come fonte di energia. ITER è costruito a Cadarache, in Francia, e coinvolge la partecipazione di 35 paesi.
Energie rinnovabili in Italia e l’uso del biogas
In Italia, le energie rinnovabili riconosciute includono l’energia eolica, solare, aerotermica, geotermica, idrotermica e oceanica, idraulica, biomassa, gas di discarica e biogas. Tuttavia, nonostante il progresso, ci sono ancora sfide nella pianificazione e manutenzione degli impianti, specialmente per il solare ed eolico a livello privato e abitativo.
Il G20 a Napoli ha sottolineato l’impegno per la transizione energetica verso le rinnovabili, riconoscendo l’idrogeno come elemento chiave e impegnandosi a ridurre le emissioni di metano. L’Italia ha aderito a iniziative globali per eliminare gradualmente petrolio e gas, evidenziando l’importanza di investire nelle tecnologie rinnovabili e ridurre la povertà energetica.
L’ENEA ha inaugurato un nuovo impianto sperimentale dedicato alla produzione di biogas, fonte identificata dall’Unione Europea come parte delle risorse energetiche rinnovabili non fossili più pulite.
L’impianto è progettato per migliorare l’efficienza del processo di digestione anaerobica, aumentando la resa e il contenuto di metano di oltre il 70%. Ciò si traduce in una significativa riduzione di volumi, tempi e costi di produzione energetica rispetto agli impianti convenzionali.
Realizzato nell’ambito del Programma Industria 2015, questo apparato sperimentale utilizza biomasse “povere”, come canne, paglia, residui agricoli o rifiuti organici.
La transizione energetica in Italia
Durante il G20 e a Glasgow l’Italia si è impegnata nel rafforzamento della leadership sui temi della transizione energetica.
A Glasgow con il COP26 si è impegnata a ridurre le emissioni fuggitive di metano del 30% entro la fine del decennio insieme ad altri 80 Paesi. Nell’ultima COP, quella in Egitto, non sono stati invece fatti passi avanti e anzi molte scelte sono apparse paralizzate.
L’Italia risulta tra i firmatari di una dichiarazione a supporto della transizione verso energie pulite e rinnovabili e per lo stop a sussidi, garanzie e altri strumenti di supporto alle fonti fossili entro la fine del 2022. In aggiunta ha aderito alla Breakthrogh Agenda per rendere le tecnologie pulite e le soluzioni sostenibili più convenienti, accessibili e attraenti in ogni settore emissivo a livello globale prima del 2030. Ha inoltre aderito alla “Boga”, l’alleanza di Paesi impegnati per la graduale eliminazione di petrolio e gas.
