Le onde sono una grande fonte di energia rinnovabile, ancora scarsamente utilizzata. Densità energetica estremamente elevata, alta prevedibilità e bassa variabilità le rendono molto promettenti per il futuro, anche per favorire la decarbonizzazione.
Ospite della seconda puntata di #marefuturo è Giuliana Mattiazzo, Vice Rettrice per il trasferimento tecnologico del Politecnico di Torino e fondatrice dello spin off ‘Wave for Energy’ che ha creato insieme a ENI il primo impianto ibrido al mondo di generazione di energia elettrica da fonte solare e da moto ondoso.
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Il mare è una fonte potenzialmente enorme di energia elettrica, ancora praticamente inutilizzata. L’agenzia Internazionale dell’Energia riporta una crescita del 3%nel 2018 dell’energia prodotta dal mare. Ma siamo ancora lontani dallo Scenario di Sviluppo Sostenibile (SDS), che richiederebbe una crescita maggiore, fino al 24% entro il 2030.
Nonostante il suo enorme potenziale, l’energia del mare è ancora poco sfruttata, soprattutto se paragonata a quella che proviene dalle altre fonti rinnovabili, come il sole o il vento.
Una stima sempre dell’Agenzia Internazionale dell’Energia del 2018 stabilisce che dal mare possono arrivare circa 20.000 e i 90.000 TWh di elettricità all’anno
L’ Energia elettrica si può generare in almeno cinque modi diversi
- sfruttamento delle correnti: turbine sono fatte ruotare dalla forza cinetica dell’acqua che viene convertita in energia elettrica;
- dalle maree, dove entra in gioco l’attrazione gravitazionale esercitata dalla luna e per cui vengono utilizzati impianti di grandi dimensioni, come dighe o bacini di accumulo
- gradiente di temperatura, ossia lo sfruttamento della differenza di temperatura tra le acque marine superficiali e le acque marine profonde attraverso la tecnologia OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion)
- Gradienti di salinità: alla foce dei fiumi, dove l’acqua dolce si mescola con l’acqua salata, l’energia associata al gradiente di salinità può essere sfruttata utilizzando il processo di osmosi inversa
- dalle onde: L’energia del moto ondoso è quella studiata da più tempo e una di quelle che conosce il maggior numero di prototipi. Per catturarla, vengono impiegati generalmente tre tipi di impianti: quelli sommersi e composti da cilindri fissati al fondale marino; gli apparati galleggianti che sfruttano l’ampiezza delle onde in mare aperto; e gli impianti costieri che sfruttano il principio della colonna d’acqua oscillante.
Una Relazione speciale sulle fonti energetiche rinnovabili e mitigazione dei cambiamenti climatici dell’IPCC (Il Panel Intergovernativo dell’ONU sul Cambiamento Climatico) stima che negli oceani il potenziale del moto ondoso ammonti a circa29.500 TWh all’anno, rendendo le onde un alleato fondamentale per portare avanti le politiche UE di azzeramento emissioni entro 2050.
Alcuni Paesi negli ultimi anni hanno avviato delle sperimentazioni interessanti e portato a compimento i primi impianti.
In Australia, è attivo da circa tre anni il Perth Wave Energy Project, una centrale interamente sommersa che produce energia elettrica dal moto ondoso e in grado di soddisfare il fabbisogno di circa 2000 famiglie.
In Scozia, nel Pentland Firth, tra le isole Orcadi e Caithness, lo scorso agosto un impianto è riuscito a produrre 700 MWh di elettricità, alimentando le case di circa 2.500 famiglie.
Mentre dal 2016 nelle Hawaii sono in fase di sperimentazione due boe galleggianti ancorate a 1 km di distanza dalla costa che immettono l’elettricità nella rete nazionale e che fungono da test per impianti di dimensioni più grandi.
In Portogallo c’è Pelamis Wave Power, la prima centrale al mondo a moto ondoso.
Tuttavia, uno studio recente ha analizzato gli impatti ambientali degli impianti Pelamis non solo dal punto di vista dell’energia prodotta, ma anche del trasporto, manutenzione e messa in posa. Mentre gli impatti ambientali sono bassi nella generazione di energia, sono invece alti in altre categorie, in particolare per le esigenze di lavorazione dell’acciaio per le operazioni marittime che richiedono per attivazione e manutenzione. Segno che gli impianti di produzione di energie rinnovabili devono essere analizzati tenendo conto di diversi parametri, oltre alla sola produzione di energia.
I costi ambientali possono essere ulteriormente ridotti -afferma l’articolo – studiando strutture diverse, che abbiano anche inferiori esigenze di grandi operazioni marittime durante l’installazione, la manutenzione e la disattivazione.
E in Italia? Con i suoi 8.000 chilometri di costa, il nostro Paese ha a disposizione un grande potenziale di energia.
Di recente, l’Italia ha implementato il primo sistema ibrido di generazione di energia elettrica da solare e da moto ondoso. Il sistema si chiama ISWEC (Inertial Sea Wave Energy Converter), ed è nato da una ricerca del Politecnico di Torino e sviluppato dalla spin-off Wave for Energy; l’impianto ISWEC, recentemente installato da Eni nell’offshore di Ravenna e attualmente in produzione, diventerà un progetto realizzabile su scala industriale grazie a un accordo tra Eni, Cdp, Fincantieri e Terna.
Il primo prototipo del sistema è stato invece sperimentato a Pantelleria
ISWEC è costituito da uno scafo galleggiante a tenuta stagna che ha al suo interno il gruppo di conversione, che in questo modo non viene a contatto diretto con il mare e quindi necessità di meno interventi di manutenzione.
Dentro lo scafo a tenuta stagna si trova un gruppo giroscopico, fissato al fondo del mare da una linea di ormeggio lasco, provvista di un cavo per trasmettere l’energia elettrica prodotta. Le onde colpendo lo scafo, mettono in rotazione il giroscopio per stabilizzarlo, che accumula energia sotto forma di energia cinetica di rotazione. La potenza meccanica è poi trasferita al generatore elettrico, incaricato della trasformazione finale in potenza elettrica.
La quantità di energia prodotta dipende dal posizionamento del sistema, oltre che dalle condizioni del mare. La maggior potenza nel Mediterraneo si trova lungo la costa ovest Sardegna e il Canale Sicilia.
La macchina di Pantelleria a regime è in grado di produrre 100-150 Megawatt ora/anno, rendendo questa tecnologia, e il Mediterraneo, un incubatore di innovazione per poter applicare gli stessi sistemi, in scala, in mari più ampi e “potenti” come gli oceani, per arrivare a una consistente riduzione delle emissioni da carbone.
Il Podcast gratuito con tutte le puntate al link: http://www.radio24.ilsole24ore.com/podcast/mare-futuro.xml
