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Energie rinnovabili. I modi per produrre energie alternative

di Nicola Fasciano


In tempi di riscaldamento globale e di emissioni eccessive di anidride carbonica, affrontare l’argomento delle energie rinnovabili è di fondamentale importanza, proprio perché non contribuiscono all'aumento dell’effetto serra. Ma siamo a conoscenza di quante e quali siano lemolteplici modalità di produzione e raccolta dell’energia presenti in natura, alternative ai combustibili fossili come il petrolio? Proviamo a fornire una risposta che possa contribuire ad accrescere la nostra coscienza ambientale.
Partendo dalle fonti naturali come il sole, il vento, il mare, possiamo affermare che buona parte degli elementi che ci circondano, possono essere opportunamente “sfruttati” per produrre energia in modo alternativo agli ormai dannosi combustibili fossili.

La nostra disamina non può che avviarsi dalle fonti energetiche il cui sfruttamento è universalmente conosciuto, ovvero l’energia
solare e l'energia eolica.
Nel primo caso, comunque, anche i prodotti commerciali che servono ad immagazzinarne l’energia prodotta ci sono familiari poiché i pannelli solari o i pannelli fotovoltaici che permettono di trasformare direttamente l’energia solare in elettricità, fanno oramai parte integrante del paesaggio circostante. Per quanto riguarda l'energia eolica, ovvero il prodotto della conversione
dell'energia cinetica del vento in altre forme di energia, attualmente i profili delle nostre campagne risultano essere sempre più delineati da impianti eolici o minieolici (ovvero quando si utilizzano di generatori di altezza inferiore a 30 metri).

Prima tra tutte le energie rinnovabili per il rapporto costo/produzione, è stata anche la prima fonte energetica rinnovabile usata dall'uomo e il 2007 è stato l’anno del sorpasso dell’energia eolica su quella nucleare, un sorpasso avvenuto su tutti i fronti, sia in termini di potenza installata che di numero d’installazioni.
Si tratta di dati verificabili su siti quali http://www.legambientelazio.it/0711%20goletta%20dossier%20nucleare.pdf  o
http://www.bioecogeo.com/2008/06/04/leolico-ha-sorpassato-il-nucleare.html
Oltre alle due precedenti fonti energetiche, potremmo citare anche l’idrogeno, la scommessa energetica del futuro, che potrebbe diventare il principale vettore energetico. La ricerca in questo campo sta portando a sempre maggiori applicazioni e risultati che prevedono sin dal 2010-2015 la commercializzazione dei primi prodotti.
Mentre impianti che sfruttano l’energia solare e l’eolico ci sono da tempo familiari perché fanno parte sia del panorama urbano che rurale, altre forme di energie sostenibili come le biomasse sono ampiamente diffuse anche se meno conosciute. Indicando come biomasse tutto ciò che ha natura organica, ad esclusione delle plastiche e dei materiali fossili, e ricordando che gli organismi
vegetali sono in grado di assorbire ed immagazzinare l’energia solare attraverso la fotosintesi clorofilliana, la ragione che consente alle biomasse di rappresentare una fonte di energia rinnovabile e pulita, è costituita dal fatto che ogni anno per effetto dell’attività fotosintetica delle piante viene fissata una quantità di carbonio con un contenuto energetico pari a 70 miliardi di tonnellate di
petrolio.
Le biomasse sono ampiamente disponibili come risorse energetiche locali a basso impatto ambientale e, se gestita correttamente, non destinate all’esaurimento. Inoltre offrono un contributo fondamentale alla riduzione dell’effetto serra poiché hanno dalla loro la capacità di immagazzinare enormi quantitativi di CO2 sottratti all’atmosfera e immobilizzati a lungo all’interno delle fibre che lo costituiscono. A seconda delle loro caratteristiche chimico – fisiche le biomasse possono essere convertite in combustibili solidi, liquidi e gassosi, potendo sostituire i combustibili fossili.

Fanno parte delle biomasse per la riconversione energetica: residui e sottoprodotti lignei, colture zuccherine, quali barbabietola, sorgo zuccherino, topinambur, colture amidacee quali cereali, mais e patate e, infine, colture oleaginose quali colza e girasole. Non dobbiamo inoltre dimenticare le biomasse di scarto derivanti dagli allevamenti zootecnici e dalle industrie agroalimentari, all’interno di sistemi tecnologici finalizzati alla minimizzazione dell’impatto ambientale connesso allo smaltimento dei reflui.

I prodotti energetici derivanti da biomasse possono essere utilizzati come combustibili solidi (legno, cippato, pellets, ecc) per riscaldamento, generazione di energia elettrica, come combustibili liquidi (oli vegetali, esteri, alcoli) per riscaldamento, per autotrazione e infine come combustibili gassosi (biogas da digestione anaerobica) per generazione di energia termica ed elettrica. La via fermentativa a partire da biomasse, porta alla produzione del cosiddetto bioetanolo.
Infine, il mare rappresenta la fonte divenuta oggetto di interesse più di recente e anche se il suo sfruttamento, dal punto di vista energetico, è ancora in fase di studio, avrà in futuro una importanza sempre crescente.

L’energia mareomotrice, ovvero quella energia ricavata dagli spostamenti d'acqua causati dalle maree che in alcune zone del pianeta possono raggiungere anche i
20 metri di ampiezza verticale, è stata oggetto di sfruttamento già nell’antichità mediante la costruzione di "mulini a marea".

Ad oggi esistono diversi progetti di sfruttamento delle maree che comportano metodi diversi di sfruttamento dell’energia e tra questi quello a riempimento di bacini e successivo svuotamento con passaggio in turbine sembra dare i migliori risultati.
Sempre dal mare riportiamo come esempio un paio di soluzioni inconsuete e ingegnose che si ispirano sia ai dinamici movimenti dei pesci che agli oscillamenti delle alghe, adottandone i meccanismi naturali per produrre energia elettrica. I sistemi associati, entrambi originali e particolarmente interessanti, sono pensati per essere collocati sui fondali oceanici in completa
armonia con i sistemi viventi che ispirano il loro design e dovrebbero garantire produzioni energetiche a partire da 250 kW fino ad arrivare ad 2 MW.
Un altro tipo di energia legata al mare è quella a gradiente salino (detta anche energia osmotica) ed è ottenuta dalla differenza nella concentrazione del sale fra l'acqua di mare e l'acqua dolce (per esempio alla foce di un fiume). La quantità di energia ottenibile con questo procedimento è significativa.
Ancora dal mare un’altra forma di energia rinnovabile è l'energia talassotermica (detta altrimenti energia mareotermica) che sfrutta il gradiente termico (ovvero la differenza di temperatura) tra la superficie marine e le profondità oceaniche. Le condizioni ottimali per lo sfruttamento di tale energia si trovano in mari molto profondi e caldi. Impianti sperimentali per la produzione di energia si trovano nelle Hawaii, a Tahiti e a Bali.
Un’altra forma di energia è rappresentata dalla cosiddetta "termovalorizzazione" (cioè l'incenerimento) dei rifiuti trasformati in una forma alternativa di energia, anche se, affinché si possano raggiungere risultati apprezzabili in termini di energia prodotta e non controproducenti per la salute dei cittadini, questa tecnologia deve essere associata ad un elevato livello di
differenziazione dei rifiuti.
Ma l’energia elettrica può anche essere accumulata e prodotta in modi più creativi e inusuali.
Per esempio, a Londra e in Olanda sono state realizzate delle discoteche eco-sostenibili, sostenute da una serie di molle, che oscillando azionano dei generatori a cristalli capaci di produrre una piccola quantità di energia elettrica. Questa viene immagazzinata da batterie ricaricabili e diffusa nella rete, garantendo al locale il 60% del fabbisogno. Voi danzate e la pista da ballo trasforma l'energia cinetica dei passi in energia elettrica pulita attraverso la piezoelettricità che, per intenderci, è il principio che riguarda gli accendigas da cucina: premiamo il cristallo e scocca la scintilla, senza bisogno di presa elettrica. Possiamo anche descrivere la piezoelettricità come la proprietà di alcuni cristalli di generare una differenza di potenziale quando sono soggetti ad una deformazione meccanica.

Tale effetto è reversibile e si verifica su scale nell’ordine dei nanometri.
Queste caratteristiche piezoelettriche si stanno utilizzando di recente anche con l’intento di creare apparati che generano elettricità in qualsiasi condizione metereologica, affrontando il tema comune a tutte le energie rinnovabili, ovvero l’intermittenza.

In particolare in un recente studio dell’Institute for Materials Research and Innovation della Bolton University (Regno Unito)
presentato sulla rivista New Scientist, i ricercatori hanno esposto un progetto riguardante tessuti e dispositivi in grado di gestire e salvaguardare un ambiente sostenibile e che potessero attingere l’energia da diversi elementi.
In conclusione, alla fine di questa breve e sicuramente non esaustiva carrellata, la domanda a cui vorremmo rispondere è: sapendo che il nostro pianeta ha raggiunto un fragile livello di eco sostenibilità a causa dell’utilizzo indiscriminato di fonti altamente inquinanti, abbiamo le risorse per arginare una condotta che altrimenti comporterà conseguenze irreparabili? Dalla semplice disamina fin qui effettuata, non mancano sicuramente né creatività né conoscenze tecnologiche e scientifiche.
Le risorse su cui si dovrà puntare sono essenzialmente lo sviluppo della sensibilità ambientale sia da parte di chi decide insieme alla sensibilità ambientale dei cittadini che attraverso una seria presa di coscienza devono esigere atteggiamenti più responsabili.

 

Nicola Fasciano

 

 


 

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