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Energia rinnovabile e non rinnovabile, differenze e opportunità.

Cosa sono le energie rinnovabili?

Si può definire energia rinnovabile qualsiasi fonte di energia che sia alternativa alla produzione tramite combustibile fossile, per cui banalmente anche la dinamo della vostra bicicletta produce energia rinnovabile, basta che pedalate!

Infatti, per rinnovabile si intende quella fonte di energia che non si esaurisce ma è appunto rinnovabile senza sprecare risorse naturali, come lo sono i combustibili fossili quali petrolio e carbone.
Questi tipi di energia, che potremmo anche definire “nuovi”, sono vengono chiamate anche energie eco sostenibili, proprio per il fatto che non consumano risorse del pianeta, combattendo quindi in modo attivo inquinamento e cambiamento climatico conseguente.

Scherzando abbiamo fatto l’esempio della bicicletta, ma in realtà le energie rinnovabili sono documentate e normate, e la normativa in Italia prevede tra le fonti di energia rinnovabile le seguenti tipologie:

  • Energia solare
  • Energia eolica
  • Energia geotermica
  • Energia idroelettrica
  • Biomasse

Ad oggi risulta che in Italia solo una piccola percentuale (sotto il 20%) di energia venga prodotta da fonti rinnovabili, e di queste la maggioranza è data da energia idroelettrica o geotermica, mentre in minor parte viene prodotta da impianti eolici e/o solari.

Fortunatamente questa tendenza è in deciso aumento, portando addirittura l’Italia tra i primi paesi al mondo come produzione di energia solare e addirittura nel 2018 ad essere lo stato in Europa con la maggior produzione di energia eolica.
L’energia eolica tra l’altro può essere prodotta non solo con le grandi installazioni nei parchi eolici ma anche tramite più piccoli impianti di mini eolico.

Fra poco vedremo meglio in dettaglio ogni singolo metodo di produzione energetica sostenibile, ma perché le energie non rinnovabili sono diventate un problema?
Perché è necessario implementare la produzione di energia sostenibile?

Come viene prodotta tradizionalmente l’energia?

Da quando esiste l’energia elettrica uno dei primi metodi per la sua produzione è l’uso dei combustibili fossili, a partire dalle grandi centrali a carbone, e ancora oggi gli idrocarburi sono la fonte energetica più sfruttata ed usata.
Ovviamente quando parliamo di idrocarburi intendiamo petrolio, carbone e gas metano.

La produzione di energia con i combustibili fossili avviene bruciando gli idrocarburi creando calore, che come una sorta di caldaia scalda un grande quantitativo d’acqua.
Grazie all’energia termica l’acqua viene riscaldata a temperature che superano i 300° creando vapore ad alta pressione, il quale a sua volta va ad alimentare una turbina.
la turbina, girando grazie alla forza cinetica impressa dal vapore è collegata ad una alternatore che produce quindi corrente elettrica.
Prima di essere immessa in rete l’energia elettrica passa anche attraverso un trasformatore per innalzare la tensione.

Qual’è il principale problema di questo tipo di produzione di energia elettrica?
Oltre al fatto di consumare risorse naturali, il grande problema è l’immissione nell’atmosfera gli scarti della combustione, cioè grossi quantitativi di polveri sottili e CO2, causa di effetto serra e del cambiamento climatico in atto.

Proprio a causa dell’impatto ambientale, oltre allo scarseggiare di alcune risorse, in molti parti del mondo si sta cercando di aumentare la produzione di energia rinnovabile con l’uso delle fonti sostenibili, quali appunto il sole ed il vento.

Le fonti di energia non rinnovabile non durano per sempre

Siamo proiettati verso il futuro, tutti parlano di energia rinnovabile, che se ogni edificio adottasse pannelli fotovoltaici per produrre energia solare o anche un mini impianto eolico ove possibile, si potrebbero risolvere molti dei problemi del nostro pianeta, ma la realtà è che ancora oggi la stragrande maggioranza dell’energia elettrica è prodotta con mezzi tradizionali.

Tra queste fonti troviamo il petrolio come la fonte più sfruttata, che alcune stime dicono si esaurirà all’incirca nel 2050, poi c’è il carbone che viene consumato ad un ritmo di circa 4 milioni di tonnellate annue con una emissione in atmosfera di CO2 in altissime quantità, ma anche di polveri sottili e ossidi di zolfo.

Tra i combustibili fossili troviamo anche il gas metano, che però vanta dei costi di trasporto esorbitanti, pensate ad esempio ai gasdotti che portano in Europa il gas direttamente dai giacimenti russi, causa anche di tensioni politiche internazionali.

Energia non rinnovabile: il nucleare

Purtroppo un altra fonte di energia non rinnovabile ma largamente usata negli ultimi 50 anni è l’energia nucleare, che sfrutta i combustibili ottenuti dall’uranio.
Nella produzione di energia, una centrale nucleare sfrutta la reazione chiamata “fissione” che risulta avere una capacità produttiva un milione di volte più alta delle normali combustioni di carbone o petrolio, questo ovviamente a parità di combustibile usato.
Il grande problema delle centrali nucleari non è l’immissione in atmosfera di CO2, anzi nell’atmosfera l’inquinamento è quasi nullo, ma la produzione di scorie radioattive che devono essere stoccati per centinaia di anni in depositi di sicurezza, pena l’emissione di radioattività.

Energie Rinnovabili, una breve panoramica

Energie rinnovabili: impianti eolici

L’energia eolica trasforma la forza del vento in elettricità, applicando di fatto il classico metodo dei mulini a vento, i quali servivano per far girare macine ed altri macchinari trasformando l’energia del vento in forza motrice.
Oggi si sfrutta il vento per creare energia elettrica grazie alle turbine eoliche che possono essere alimentate sia da classici generatori eolici orizzontali a pale ma anche dai nuovi e moderni generatori eolici ad asse verticale.

Gli impianti di generazione di energia eolica vengono solitamente chiamati parchi eolici, e si possono distinguere in parchi on-shore e parchi off-shore, a seconda che siano in zone pianeggianti o altopiani piuttosto che in alto mare, dove la forza del vento è più forte e costante.

Ad oggi, i più grandi parchi eolici si trovano in Gran Bretagna ed in Danimarca, ma un po’ in tutto il mondo stanno nascendo nuovi impianti con l’intento di aumentare la produzione di energia sostenibile e rinnovabile.

Energia solare

L’energia solare è sicuramente la fonte di energia alternativa più conosciuta, con installazioni in tutto il mondo anche a livello domestico con impianti in grado di produrre sia energia elettrica che termica.
Infatti l’energia solare può essere usata sia per l’energia elettrica ma anche per generare acqua calda sanitaria per le utenze domestiche e per l’utilizzo negli impianti di riscaldamento, tramite l’uso degli impianti di solare termico.

Il solare termico funziona attraverso particolari pannelli solari con all’interno uno speciale liquido termovettore che passando attraverso uno scambiatore di calore rilascia l’energia termica all’accqua contenuta in un serbatoio. Ovviamente in mancanza di sole interverrà un normale sistema di riscaldamento.

Per la creazione di energia elettrica si usano invece gli impianti fotovoltaici, costituiti da pannelli al silicio che trasformano l’irradiazione solare.
I pannelli fotovoltaici producono energia in corrente continua, per cui sono collegati ad un inverter per la conversione in corrente alternata, da poter immettere quindi in rete.

Energia geotermica:

L’energia geotermica si basa sullo sfruttamento del calore che la terra naturalmente produce, e le fonti si possono dividere in tre categorie:

  • fonti idrotermiche
  • fonti geopresurizzate
  • Fonti petrotermiche

Le sorgenti idrotermiche sono quelle più sfruttate e non solo altro che delle enormi bolle di acqua calda (acqua o vapore) sotto la superficie terrestre.
Le fonti geopresurizzate sono invece delle sacche di gas più profonde caratterizzate da pressione molto alta, mentre le fonti petrotermiche sono rocce ad alta temperature iniettate di acqua fredda che quindi si riscalda.

Energia idroelettrica

Per trasformare il moto dell’acqua in energia elettrica si sfruttano le centrali idroelettriche e come dice il nome stesso, l’energia idroelettrica si ottiene dall’acqua, con la creazione di dighe e sfruttando poi l’energia cinetica data dalla caduta dell’acqua da grandi altezze, oppure sfruttando il movimento lento ma costante di grandi masse di acqua.

Il movimento dell’acqua non fa altro che azionare una turbina che crea quindi energia, un po’ come i vecchi mulini lungo i fiumi che sfruttavano il moto dell’acqua per azionare le macine.

Energia da biomasse

Per biomasse, come da Direttiva Europea, si intendono “la frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti dall’agricoltura, dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, comprese la pesca e l’acquacoltura, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani”.

In pratica si tratta di carburanti di origine biologica e biodegradabili, e per la produzione di energia elettrica vengono usati, o per meglio dire bruciati, in appositi centrali a biomassa.
La centrale a biomassa funziona all’incirca come una normale centrale ad idrocarburi, dove l’acqua viene portata ad altissima temperatura ed il vapore generato alimenta le turbine per la creazione di energia elettrica. La differenza sostanziale sta nella materia prima usata.

Conclusione

Nella prima parte del 2020 in Europa ben il 40% dell’energia è stata creata da fonti rinnovabili, mentre la generazione con combustibili fossili si è fermata al 34%, per cui sembra che finalmente vi sia un inversione di tendenza positiva a favore dell’energia rinnovabile, soprattutto con l’aumento di impianti solari ed eolici.
Questi ultimi infatti hanno avuto una crescita rispettivamente del 16% e del 11%, per cui c’è da ben sperare nel futuro.