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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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