Riprendendo il discorso dell’articolo precedente (qui il link per leggerlo), ci sposteremo ora a parlare di tecnologie di minore impatto ambientale che diventeranno dominanti nel nostro immediato futuro.
Le fonti “green” nell'Unione Europea
Il fotovoltaico e l’eolico possono essere considerate rinnovabili da fonte illimitata: il sole vanta una vita di circa 5000 miliardi di anni e il vento è anche più “anziano”.
I più diffusi sono sicuramente i pannelli fotovoltaici, i quali - sia per impianti domestici che industriali - sono fondamentalmente composti da alluminio, vetro, silicio e componenti elettriche. Componenti che possono essere riciclate al 95%, [1] secondo il processo di riciclo e gestione RAEE ai sensi del D.lgs. n. 49/2014 (Attuazione della Direttiva 2012/19/UE). La loro efficienza decresce nell’arco di circa 25 anni durante i quali la manutenzione consiste principalmente nella pulizia superficiale dei pannelli dalla polvere, che intacca l’efficienza di accumulo delle sue celle.
Se il silicio è il secondo degli elementi maggiormente presenti sulla Terra a livello di quantità, è anche vero che il suo maggiore distributore è la Cina, totalmente dominante sul mercato con un’estrazione proveniente prevalentemente dai paesi africani suoi partner [2] praticamente 10 volte superiore a Russia e USA, comunque considerati grandi estrattori.
Il discorso sull’ indipendenza energetica allora rischierebbe ancora una volta di non sussistere, se non fosse che, in questo caso, le forniture sono talmente ampie che trovare degli accordi economici con altre nazioni sarebbe molto più fattibile che con il gas. Inoltre, il silicio viene utilizzato per la fabbricazione dell’impianto e non per il consumo diretto, permettendo, in caso di mancata fornitura, una modifica al piano di approvvigionamento più dilazionata e gestibile nel tempo, non andando ad influire direttamente sul costo dell’energia.
L’indice EROI del fotovoltaico (8) non è molto alto dato che la sua tecnologia di accumulo dell’energia può essere ancora considerata “in via di sviluppo”.
Le pale eoliche di uso industriale, famose allo stesso modo del fotovoltaico, sono un composto tecnologico di alta complessità: enormi quantità di rame e altri metalli rari, combinati tramite fibra di vetro e racchiusi da un involucro di acciaio. La natura mista che compone le pale permette un’efficienza durante il suo utilizzo molto alta, determinata da leggerezza e alta resistenza, che però si traduce in un riciclo totalmente assente. [3] Questo è un problema enorme che ci dovrebbe portare a riflettere su un effettivo utilizzo di questa tecnologia fino a che non saremo in grado di sviluppare delle pale che possano poi essere riciclate al termine del loro utilizzo, anche se perché questo accada dovremo aspettare almeno altri 20 anni. Il suo indice EROI (14) è più alto del fotovoltaico perché la produzione energetica è enormemente più alta, anche se questo tipo di pale può essere installato solo in determinate condizioni ventose mentre il fotovoltaico non ha particolari condizioni da rispettare.
Fotovoltaico e pale eoliche sono comunque efficienti a tal punto che basterebbe la copertura di una minima parte del deserto del Sahara per garantire l’intero fabbisogno mondiale. [4] Sebbene la produzione potrebbe già avere dei problemi legati alle alte temperature, l’impossibilità dell’idea è determinata dalla distribuzione e l’eventuale gestione dell’accumulo di così tanta energia in un solo punto.
L’idroelettrico ed i biocarburanti sono altre rinnovabili da fonte illimitata ma presentano dei limiti: di tipo logistico, visto che sfruttano specifiche condizioni naturali che non sono presenti ovunque, e tecnologico, dato che ancora non riescono a garantire un grado di energia sufficiente. L’indice EROI dell’idroelettrico (80) è molto alto, e infatti principi idroelettrici vengono utilizzati anche per conservare energia piuttosto che per produrla, ma destinato a rimanere tale. Mentre per i biocarburanti è variabile (1,5 – 4) a seconda della fonte primaria ma comunque in forte crescita e garantirà probabilmente un’alternativa valida in futuro soprattutto per alimentare le automobili, vista la sua praticità di utilizzo. [5]
I numeri indicati per tutte le fonti sono frutto dello studio delle fonti selezionate e non sono assoluti, ma frutto dello studio incrociato di percezioni differenti basate sulla crescita dei nostri fabbisogni energetici, sulla scelta del futuro sviluppo di nuove tecnologie rispetto ad altre e sul mantenimento della temperatura mondiale secondo gli standard per evitare catastrofi climatiche (+2 C°), e adattato alle condizioni climatiche del territorio dell’Unione Europea [6] [7]
Comunità energetiche ed edifici nZEB
Come Italia, abbiamo scelto di non puntare sul nucleare e sul gas, e, vista la nostra posizione geografica, probabilmente ci converrebbe sviluppare maggiormente l’idroelettrico, l’eolico e soprattutto il fotovoltaico, che nel nostro Paese garantisce una rendita ottimale, dettata da temperature non eccessivamente elevate ma da un irraggiamento quasi costante durante tutto l’anno.
Constatato con l’esempio del Sahara che la soluzione del grande centro di produzione non funzionerebbe così bene, potrebbe funzionare meglio il concetto di produzione diffusa in comunità energetiche, così come promosso in Sardegna da Nicola Armaroli e Fabrizio Pilo. [8] Una soluzione in grado di garantire un’autonomia energetica locale e stabilizzare il prezzo dell’energia, ai cui dovrebbe conseguire un’elettrificazione totale in primis di abitazioni e mezzi di trasporto e poi anche delle industrie.
L’importanza delle scelte del singolo cittadino sarebbe nuovamente alta dovendo trasferire la produzione energetica dal piano industriale a quello individuale. Quello che noi di solito facciamo è approvvigionarci di un bene che non saremmo in grado di produrre, diventandone così subordinati, cioè dipendenti dal fatto che se il suo prezzo aumenta non possiamo fare niente se non lamentarci (e imprecare). Questo discorso include tutte quelle materie prime che non siamo in grado di autoprodurre ma che abitualmente usiamo, come per esempio il gas per riscaldare le nostre abitazioni o la benzina per le nostre auto.
Sono proprio le nostre abitazioni che dovrebbero non essere più la nostra spesa primaria ma una nostra fonte di guadagno, diventando edifici nZEB cioè "nearly Zero Energy Building", ovvero edifici a consumo energetico quasi zero. In maniera molto semplice: migliorare l’involucro dell'abitazione, inserendo l’ormai famoso “cappotto”, e alimentare gli impianti non più con fonti esterne ma tramite l’elettricità prodotta da pannelli fotovoltaici installati sulla copertura e pannelli solari per il riscaldamento dell'acqua.
Questa produzione, essendo soggetta alle variazioni climatiche e ai cambi di stagione, nei periodi invernali non garantisce un accumulo pari alla spesa energetica, mentre in quelli estivi c’è addirittura una sovrapproduzione di energia che verrebbe venduta a prezzi troppo bassi per quanto costa produrla. Ogni qual volta le batterie di accumulo sono cariche, il produttore di energia è costretto a vendere l’energia prodotta ai fornitori nazionali. Questi non offrono un prezzo alto perché per conservare quell’energia devono rilocalizzarla in altri posti remoti rispetto all’abitazione con alte probabilità di dispersione.
Le comunità energetiche garantiscono una maggiore efficienza del sistema: il produttore di energia locale vende ad un prezzo inferiore del fornitore nazionale, l’acquirente risparmia rispetto all’acquisto da rete nazionale e l’energia non ha bisogno di essere trasportata in luoghi remoti.
Questa non è di certo la soluzione finale per avere energia infinita a costo zero: le batterie di accumulo, la manutenzione degli impianti, la sostituzione di tutti i macchinari in dispositivi elettrici e l’eventuale sostituzione dopo circa 25-30 anni degli impianti di produzione si tramutano in spese non indifferenti, che andrebbero comunque sempre supportate da finanziamenti pubblici. Il risparmio, tuttavia, sarebbe enorme.
Con questo sistema, infatti, saremo meno preoccupati di un eventuale fluttuazione del costo del gas e della benzina, che comunque saranno sempre in costante aumento, perché saremo coperti dalla nostra autoproduzione che non si esaurirà mai da un giorno all’altro.
Il nostro futuro energetico dipende quindi anche dalle nostre scelte e dalla pianificazione in favore di un nuovo sistema che favorisca sia la nostra salute che il nostro benessere economico.
Fonti:
[1] Ing. Vito La Forgia, Lo smaltimento ed il riciclo dei pannelli fotovoltaici in Italia, 15 aprile 2016, Lavori Pubblici, https://www.lavoripubblici.it/news/
[2] Tommaso Ceccarelli, Nuovi e vecchi asset Geopolitici: Terre rare, Litio, Silicio, Iari, https://iari.site/2020/04/22/
[3] Redazione, Un nuovo processo per riciclare le vecchie pale eoliche, 27 aprile 2021, Rinnovabili.it, https://www.rinnovabili.it/energia/eolico/
[4] Roberto Mammi, Quanta energia solare potrebbe produrre il Sahara?, 14 aprile 2020, Focus sez. Energia, https://www.focus.it/scienza/energia/
[5] Lorenzo Corsani, Un prototipo per il futuro: è il SUV a idrogeno, 18 Febbraio 2022, Quattroruote, https://www.quattroruote.it/news/concept
[6] King and van den Bergh, Implications of net EROI for low-carbon transition, 2018, Nature Energy, FILE PDF
[7] Redazione, Energy Return on Investment, marzo 2020, World nuclear association, https://world-nuclear.org/
[8] Giampiero Vargiu, Verso le Comunità Energetiche. La cittadinanza Energetica, 28 gennaio 2022, Oristano e Oltre, https://www.elettricitafutura.it/