Energie rinnovabili: facciamo il punto!

Le energie rinnovabili sono tutte le fonti di energia alternative a quelle derivate da combustibili fossili, quali petrolio, carbone e gas naturali.

A differenza di quest’ultime, le energie rinnovabili non si esauriscono e, soprattutto, hanno un minor impatto ambientale.
Il loro impiego è fondamentale nella lotta al cambiamento climatico, per salvaguardare la nostra salute e quella del nostro Pianeta.

Vediamo insieme quali sono le principali e come funzionano!

Le principali fonti di energia rinnovabile

• Energia eolica: gli impianti eolici sono composti da due elementi: una meccanica, ovvero la pala eolica, e una elettromagnetica, ossia il generatore.
  Grazie all’aria spostata dalle pale eoliche, la capacità cinetica del vento viene trasformata in energia meccanica, a sua volta trasformata in energia elettrica dal generatore.
  I generatori si dividono in due categorie: ad asse orizzontale e ad asse verticale.
  Gli impianti si dividono in on-shore (sulla terraferma), near-shore (sulla costa) e off-shore (su piattaforme galleggianti in mezzo al mare o all’oceano).
• Energia da bioenergie: vari componenti di origine biologica vengono trasformati in calore ed elettricità all’interno di centrali.
  Le biomasse comprendono legna da ardere, scarti dall’industria alimentare, ramaglie e scarti da attività agricole e forestali, acque reflue da allevamenti, alghe marine e rifiuti organici urbani.
  Possono essere utilizzate per produrre biocarburanti, energia elettrica e termica e composti chimici.
  Il processo di trasformazione dalla materia prima all’energia dipende dal prodotto che si desidera ottenere: i biocarburanti vengono ottenuti da processi di fermentazione, spremitura o altri processi chimici; l’energia termica viene ottenuta bruciando la legna o in caldaie ad alto rendimento o in impianti di cogenerazione (i quali producono anche energia elettrica); il biogas viene invece ricavato da un processo di digestione anaerobica, e viene a sua volta utilizzato per produrre energia o combustibile.
• Energia geotermica: il calore presente sulla superficie terrestre o nelle riserve d’acqua nel sottosuolo viene trasformato, attraverso delle centrali geotermiche, in energia elettrica o termica.
  Il calore viene a sua volta prodotto da processi di decadimento di uranio, torio e potassio che avvengono all’interno del nucleo, del mantello e della crosta terrestre. Le fonti di energia geotermica sono le fonti idrotermiche, geopressurizzate e petrotermiche, mentre i tipi di centrale geotermica sono a vapore secco, flash e binarie.
  Tra tutte le fonti rinnovabili, quella geotermica è la più efficiente per la produzione di energia elettrica.
• Energia idroelettrica: viene ottenuta costruendo dighe per controllare i flussi d’acqua, per produrre energia elettrica. In Italia, essa ha acquisito particolare importanza grazie alla presenza di numerosi corsi d’acqua e alla proverbiale carenza di carbone da utilizzare come fonte energetica.
  Esistono diversi tipi di centrali idroelettriche: con impianti di accumulazione, ad acqua fluente e a bacino: al momento attuale, i primi risultano essere il miglior sistema di accumulo di energia.
  Due possibilità ancora da perfezionare sono gli impianti inseriti in un canale o in condotti idrici e il micro-idroelettrico: in particolare, quest’ultimo permetterebbe di sfruttare anche la corrente dei piccoli corsi d’acqua, senza necessità di autorizzazione a prelevarne e con un impatto ambientale praticamente nullo.
• Energia solare: la luce solare, tramite impianti fotovoltaici e solari termici, viene trasformata in energia elettrica e termica, rispettivamente, utilizzate per illuminare o riscaldare gli edifici.
  In particolare, i pannelli solari fotovoltaici sono formati dall’unione di celle (10-15 cm²), e il loro insieme prende il nome di campo fotovoltaico.
  Ogni pannello è composto da 30-100 celle: 10-15 pannelli sono sufficienti a fornire circa 3 kW, più che sufficienti a soddisfare il fabbisogno energetico di una famiglia italiana media!
  Il loro meccanismo di funzionamento prende il nome di effetto fotovoltaico: quando un fotone (anche chiamato quanto di luce) colpisce la superficie della cella, la sua energia eccita gli elettroni presenti in essa, e iniziano a fluire nel circuito producendo corrente elettrica.
  Le celle, collegate in serie, producono una corrente continua: quest’ultima viene trasformata da un convertitore in corrente alternata, utilizzabile dagli elettrodomestici e dagli impianti industriali.
  L’energia prodotta, inoltre, può essere immagazzinata da batterie di accumulo, in modo tale da essere utilizzata nei periodi in cui l’energia solare è insufficiente.
  In ultimo, l’impianto è connesso a un sistema di controllo elettronico che monitora la produzione di energia elettrica.
• Energia oceanica: attraverso diversi sistemi di estrazione, dal movimento dell’acqua si ricava energia meccanica. I diversi tipi di energia comprendono l’energia delle correnti marine, l’energia mareomotrice, l’energia del moto ondoso, l’energia talassotermica e l’energia a gradiente salino.
  L’energia delle correnti marine viene ottenuta da pale simili a quelle eoliche, le quali usano generatori ad asse orizzontali o verticali a seconda della direzione delle correnti; l’energia mareomotrice, ovvero generata dalle maree, viene ottenuta attraverso il passaggio dell’acqua all’interno di turbine; l’energia del moto ondoso sfrutta l’energia cinetica delle onde; l’energia talassotermica sfrutta la differenza di temperatura tra la superficie e le profondità dell’acqua; infine, l’energia a gradiente salino utilizza la differenza di salinità tra acque dolci e di mare. Purtroppo, uno dei principali svantaggi di questo tipo di energia è il costo elevato di realizzazione e manutenzione degli impianti, pertanto non viene particolarmente utilizzata, nonostante il bassissimo impatto ambientale.

Come si posiziona l’Italia nella corsa alle energie rinnovabili?

La tep (tonnellata equivalente di petrolio) viene definita come l’unità di misura corrispondente alla quantità di energia sprigionata dalla combustione di una tonnellata di petrolio grezzo; la Mtep (Megatep) corrisponde a 1 milione di tep. 1 tep = 0,01163 GWh (gigawatt-ora). 1000 GWh = 1 TWh (terawatt-ora).
Secondo l’ultimo rapporto GSE, nel 2019 le fonti di energia rinnovabile hanno trovato impiego nella produzione di energia elettrica, di energia termica e come biocarburante per i trasporti.
In Italia, i consumi finali lordi da fonti di energie rinnovabili risultano essere pari a 21,9 Mtep, equivalenti al 18,2% della quota totale (+1,3% rispetto al 2018) e superiore all’obiettivo del 17% assegnato all’Italia dalla Direttiva 2009/28/CE per il 2020.

• Nel settore elettrico, la potenza lorda degli impianti per la produzione di energie rinnovabili ammonta a 55,5 GWh e la produzione lorda a 115,8 TWh, equivalente al 39,4% della produzione nazionale.
  Rispetto all’anno precedente, l’energia prodotta dal settore eolico, solare e bioenergie risulta in aumento, mentre il settore geotermico e idroelettrico sono in calo.
  Tuttavia, l’idroelettrico si conferma come la fonte principale di energia elettrica prodotta da energie rinnovabili, cui seguono solare, eolico, bioenergie e geotermica.
• Nel settore termico, invece, la situazione non sembra altrettanto promettente: solo il 19,7% dei consumi proviene da fonti rinnovabili, che corrispondono a 10,64 Mtep, in calo rispetto all’anno precedente.
  La principale fonte è rappresentata dalle biomasse solide, seguita dalle pompe di calore, mentre una quota trascurabile è costituita da tutte le altre fonti.
• Infine, dall’analisi del settore dei trasporti, l’immissione di biocarburanti in atmosfera nel 2019 corrisponde a poco meno di 1,5 milioni di tonnellate, equivalente a 1,32 Mtep di energia, in aumento rispetto al 2018.

Quali sono i prossimi obiettivi?

Dopo aver raggiunto l’obiettivo del 17% di consumi finali lordi prodotti da fonti da energie rinnovabili previsto per il 2020, i progetti per il 2030 sono molto ambiziosi:

• ridurre l’emissione di gas serra del 40% rispetto al 1990;
• ottenere il 32% dell’energia prodotta da fonti di energie rinnovabili;
• raggiungere quota 32,5% in termini di efficienza energetica.

Questi obiettivi sono comuni per tutti gli stati membri dell’Unione Europea: sono indirizzati non solo al settore termico, elettrico e dei trasporti, ma a tutti quei settori che potranno contribuire al raggiungimento degli obiettivi riducendo le emissioni in atmosfera e aumentane l’assorbimento.
Il raggiungimento dei tre obiettivi contribuirà a ridurre le emissioni di gas serra del 55%: una proposta concreta da parte della Commissione Europea è prevista per giugno 2021.

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