Un Nuovo Impianto per Energia Elettrica Rinnovabile dalle Onde MarineLe onde sono sempre in movimento e per questo sono un’ottima opportunità per produrre energia rinnovabiledi Marco ArezioA volte le cose le abbiamo sotto gli occhi ma non le vediamo, così come il mare lo abbiamo sempre visto in una chiave un po' ristretta, utilizzato per la navigazione, la pesca, le vacanze, ma quasi mai l’abbiamo visto come fonte di energia. Se l’energia rinnovabile prodotta dal vento o dal sole può avere dei cali produttivi, a causa di periodi di assenza di correnti ventose, o a causa della copertura del cielo, che riduce l’irraggiamento solare, quella del moto ondoso è, tra quelle citate, la più costante e continuativa. Da qualche anno si stanno facendo esperimenti su come poter creare energia rinnovabile elettrica dal mare, minimizzando l’impatto ambientale e dando autonomia energetica anche alle piccole isole, lontane dalla rete elettrica che si produce sulla terraferma.La crisi energetica scaturita, prima dalla pandemia di Covid e successivamente dalla guerra Russo-Ucraina, ha dato una potente accelerazione sullo sfruttamento e sullo studio di nuovi sistemi sostenibili per produrre energie rinnovabili. Infatti, il mare rappresenta una delle principali fonti di energia rinnovabile non valorizzate del Pianeta: ENEA e RSE hanno calcolato che se si riuscisse a sfruttare l’energia fornita dagli oceani (moto ondoso, maree, salinità e gradiente termico) si otterrebbero ben 80 mila TWh, vale a dire circa cinque volte il fabbisogno annuale di energia elettrica del mondo intero. Altre stime pongono questo valore addirittura a 130 mila TWh. La sola componente del moto ondoso, nelle stime più prudenziali, è di circa 2 TW a livello globale, corrispondenti a circa 18 mila TWh all’anno, pari a quasi la domanda annuale di elettricità del pianeta. Il nostro sistema ISWEC (Inertial Sea Wave Energy Converter) fa esattamente questo: converte l’energia delle onde marine in energia elettrica, rendendola immediatamente disponibile per impianti offshore o immettendola nella rete elettrica per dare corrente a comunità costiere e piccole isole. ISWEC è stato sviluppato insieme a Wave for Energy S.r.l., spin-off del Politecnico di Torino. Il sistema è costituito da uno scafo galleggiante sigillato con al suo interno una coppia di sistemi giroscopici collegati ad altrettanti generatori. I giroscopi, grandi volani continuamente in rotazione, tendono a mantenere fisso il proprio asse di rotazione generando una forza perpendicolare all’asse per opporsi a forze esterne che tendono a modificarlo. Questo fenomeno è noto come precessione giroscopica. Le onde provocano il beccheggio dell’unità, ancorata al fondale, ma libera di muoversi e oscillare. Il beccheggio dello scafo viene intercettato dai due sistemi giroscopici: questi sono collegati ad altrettanti generatori che producono energia elettrica. Una soluzione semplice, con un cuore d’alta tecnologia. Dall’impianto pilota all’applicazione di ISWEC per l'isola di Pantelleria ISWEC è perfetto per fornire energia elettrica a isole minori non connesse alla rete elettrica principale, comunità costiere e infrastrutture offshore, come piattaforme Oil&Gas. ll primo impianto pilota è stato installato a Ravenna a marzo 2019, collegato alla nostra piattaforma PC80 e integrato con un impianto fotovoltaico. Al termine della campagna sperimentale, l’impianto è stato poi dismesso a settembre 2022. Questo tipo di applicazioni aumenta l’autosufficienza energetica di strutture situate in ambiente offshore, e magari in contesti geografici in cui l’approvvigionamento elettrico non è scontato. A febbraio 2023 Eni ha completato l’installazione del primo dispositivo ISWEC nel mar Mediterraneo, a 800 metri dalla costa di Pantelleria. I numeri di ISWEC a Pantelleria Il modello ISWEC installato al largo di Pantelleria consiste in uno scafo in acciaio, di dimensioni 8x15m che ospita il sistema di conversione dell’energia, costituito da due unità giroscopiche di più di 2 m di diametro ciascuna. Il dispositivo è mantenuto in posizione, in un fondale di 35 m, da uno speciale ormeggio di tipo autoallineante in base alle condizioni meteo-marine, composto da tre linee di ormeggio e uno swivel (giunto rotante), mentre l’energia elettrica prodotta è portata a terra mediante un cavo elettrico sottomarino. Il dispositivo potrà raggiungere i 260 kW di picco di produzione di energia da moto ondoso e avrà anche lo scopo di acquisire dati per ottimizzare la progettazione di nuovi dispositivi. Oltre che dalle onde, il mare può fornire energia pulita in molti altri modiPer studiare ed utilizzare al meglio il potenziale energetico dei mari e oceani, in collaborazione con il Politecnico di Torino, abbiamo creato MORE – Marine Offshore Renewable Energy Lab: un laboratorio interamente dedicato allo sviluppo di tecnologie per sfruttare il moto ondoso, ma anche le correnti oceaniche, le maree e il gradiente salino, oltre che per migliorare l’eolico e il solare offshore. Il nostro impegno nello sviluppo del settore delle energie rinnovabili marine è stato rafforzato dall’ingresso, come lead partner, nell’Ocean Energy Europe (OEE), la più grande organizzazione europea per lo sviluppo delle energie oceaniche. Un incarico che ci permette di contribuire alla definizione delle linee strategiche per lo sviluppo e la commercializzazione di soluzioni tecnologiche di produzione di energia rinnovabile in ambiente offshore. La sfida tecnica L’energia del moto ondoso è la più costante tra quelle rinnovabili: a differenza del sole e del vento, il mare agisce con continuità. Quest’energia è anche la più “densa” perché concentra quella prodotta dal vento e quella derivante dal riscaldamento dell’atmosfera dovuto al sole. Gli aspetti principali da risolvere associati a ISWEC erano due: la corrosione a causa della salsedine e l’ottimizzazione del funzionamento del dispositivo al variare dell’intensità delle onde. Entrambi sono stati superati poiché le parti mobili e delicate sono all’interno dello scafo sigillato, completamente isolate dall’acqua salata, mentre il funzionamento dei sistemi giroscopici che alimentano i due generatori è ottimizzato mediante un sistema che risponde alle diverse condizioni meteomarine. ISWEC presenta una componente attiva nel processo di cattura dell’energia, che viene regolata dalla velocità di rotazione del volano e dalla coppia del generatore e consente di adattare l’inerzia dello scafo alla lunghezza d’onda marina che lo investe. Questa caratteristica, implementata per la prima volta al mondo da Eni su un prototipo di larga scala, è il vero punto di discontinuità rispetto agli altri sistemi di cattura, infatti, è possibile variare l’inerzia del dispositivo come se ne modificassimo le dimensioni, ottenendo di fatto un sistema a geometria variabile virtuale. Integrazione su larga scala ISWEC è un esempio del lavoro di squadra che genera ogni nostra tecnologia proprietaria. In questo caso, una delle sfide tecnologiche più delicate da risolvere era il dimensionamento del sistema giroscopico per ottimizzarne la risposta alle condizioni locali del mare, passaggio fondamentale per sfruttare quella disponibilità costante che costituisce la caratteristica più interessante del moto ondoso. Si trattava di analizzare e incrociare fra loro grandi quantità di dati da fonti diverse, quelli metereologici e quelli relativi al funzionamento della macchina. L’aiuto è arrivato da HPC4 e HPC5, i nostri supercomputer: grazie alla loro potenza di calcolo utilizziamo modelli matematici avanzati per elaborare formule di risposta adatte a ogni situazione meteomarina. Una ulteriore aggiunta tecnologica ad ISWEC è stata quella dell’installazione di pannelli fotovoltaici sulla coperta dello scafo i quali offrono un’ampia superficie di cattura della risorsa solare. Particolarmente profonda e diversificata, inoltre, è l’integrazione fra le nostre persone e strutture e il MORE Lab. Il laboratorio, infatti, ha sede presso il Politecnico e impiega infrastrutture di ricerca del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale e si interfaccia con il Marine Virtual Lab nel Green Data Center di Ferrera Erbognone, che utilizza il supercomputer HPC5. Il MORE Lab, inoltre, fa rete anche con il sito di Pantelleria, dove ISWEC è collegato alla rete elettrica dell’isola. L’ISWEC di Pantelleria contribuisce all’obiettivo di autonomia energetica dell’isola e all’azzeramento dell’impatto paesaggistico potenzialmente causato da eventuali strutture industriali sull’isola. A pieno regime, il MORE Lab impiega circa 50 ricercatori che collaborano con nostre persone, per una rapida crescita del know-how specifico e per la finalizzazione industriale delle tecnologie. Il centro, inoltre, dispone di una vasca di prova navale e di laboratori all’avanguardia. Il Politecnico di Torino, parallelamente, ha attivato una cattedra specifica sulla “Energia dal Mare” per formare ingegneri specializzati nella progettazione, realizzazione e utilizzo delle nuove tecnologie che saranno sviluppate proprio nel laboratorio. L’impatto sull’ambiente Seppur diversi, tutti gli insediamenti marittimi si assomigliano perché hanno esigenze simili. Una piccola isola abitata non è tanto differente da una piattaforma. Per questo è possibile fornire energia elettrica da fonte rinnovabile a comunità che vivono su piccole isole. Per di più, ISWEC si può integrare perfettamente con altre soluzioni di produzione di energia rinnovabile in ambito offshore, come ad esempio l’eolico, in termini sia di valorizzazione dei sistemi di connessione alla rete elettrica sia di integrazione all’interno di un’area di mare, massimizzando la conversione di energia disponibile. Un ulteriore vantaggio di questa tecnologia è la notevole riduzione dell'impatto paesaggistico in quanto il dispositivo emerge solamente per circa 1 metro sopra il livello dell’acqua.Traduzione automatica. Ci scusiamo per eventuali inesattezze. Articolo originale in ItalianoFonte Eni
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rNEWS: Il Carburante Proveniente dall'Olio di Soia è Sostenibile?La sete di carburante a base di olio di soia in Europa continua ad alimentare la deforestazione in America Latina. La denuncia delle OngLa produzione di biocarburanti basati prima sull'olio di palma e, oggi, anche sull'olio di soia, si scontra con la necessità di incrementare le superfici coltivabili per aumentarne la produzione in base alla crescente richiesta del marcato. Per fare questo, i coltivatori spingono sulla disponibilità di nuovi terreni con la conseguenza di incrementare la deforestazione in varie aree del pianeta. Questo, nonostante i divieti già presenti a livello mondiale, contribuisce in maniera importante ad aumentare l'impronta carbonica del pianeta. l'articolo che segue affronta il problema della sostenibilità di carburanti che si definiscono bio.Messo al bando l’olio di palma come biocombustibile entro il 2030, se non si interviene nuovamente sulla direttiva europea sulle energie rinnovabili, l’olio di soia potrebbe prenderne il posto. Con le stesse drammatiche conseguenze per l’ambiente, le foreste e le emissioni di CO2. Secondo la ricerca commissionata a Cerulogy dalla Ong Transport & Environment, la sete di gasolio di soia in Europa potrebbe aumentare da 2 a 4 volte entro il 2030. Causando la deforestazione in America Latina di un’area stimata tra i 2,4 e 4,2 milioni di ettari. Quanto la superficie di uno Stato europeo come la Slovenia o i Paesi Bassi. Con la possibile emissione in atmosfera di altri 38 milioni di tonnellate di CO2. Il consumo di olio di soia raddoppiato in un solo annoSolo nel 2019, l’Ue ha consumato circa 1,8 milioni di tonnellate di olio di soia in biodiesel, su un totale complessivo di 15 milioni di tonnellate di biocarburanti. Quantità che potrebbe raddoppiare quest’anno, secondo le stime della Ong. «Le importazioni di soia causeranno una deforestazione su scala epica se non cambiamo la legge europea sui carburanti verdi», ha dichiarato Cristina Mestre, responsabile per l’area biofuels di Transport & Environment. «La soluzione c’è ed è molto semplice. La Commissione europea ha già deciso che il diesel di palma non sarà più considerato verde, ora dovrebbe fare lo stesso per il diesel derivato dalla soia» La riforma della direttiva «Renewable Energy – Recast to 2030» ridefinisce la regolamentazione dei biocarburanti ad alto e basso rischio ILUC (Indirect land use change), che provocano cioè un cambiamento indiretto dell’uso del suolo ma ha finora escluso l’olio di soia. La Commissione, a oggi, ha deciso di eliminare gradualmente, tra il 2023 e il 2030, solo l’uso del diesel di palma. I dati elaborati da Cerulogy dimostrano che l’espansione della coltivazione di soia nelle aree del globo in grado di trattenere anidride carbonica potrebbe essere superiore a quanto stimato. Ben il 10,5% rispetto all’8% stimato all’inizio del 2019. Percentuale superiore alla soglia minima del 10% stabilita dalla Commissione UE proprio per definire un «biocarburante ad alto rischio ILUC». Se così fosse, ribadiscono da Transport & Environment, «l’Ue dovrebbe considerare già da ora la soia come materia prima ad alto rischio ILUC ed eliminare il suo uso al più tardi entro il 2030». I dati della Commissione europea sulla deforestazione sono sottostimatiLa normativa europea richiede che le materie prime dei biocarburanti siano certificate come coltivate in aree che non sono state disboscate dal 2008. Tuttavia, l’espansione indiretta, quella che cioè che non prende direttamente il posto di aree boschive e foreste, non è stata presa in considerazione. «Se si considerano anche tutte queste concause, la maggior parte dei biocarburanti utilizzati in Europa ha emissioni di gas serra molto elevate. A volte anche superiori a quelle dei combustibili fossili», affermano da Transport & Environment. La deforestazione in America Latina non si è fermataDati alla mano, a dispetto delle dichiarazioni politiche dei vari governi, la deforestazione in America Latina è ripresa a crescere dal 2014, anche nell’Amazzonia brasiliana. Inoltre, l’espansione dei pascoli che si somma alle coltivazioni agricole a soia si è anche diffusa altrove, in aree ugualmente pregiate, ma meno protette. Come nel Chaco, area geografica compresa tra l’Argentina, Bolivia, Brasile e Paraguay e la grande savana tropicale brasiliana del Cerrado. Area che era stata già sottoposta alla valutazione preliminare della Commissione Europea sulle materie prime ad alto rischio ILUC nel 2019. Eppure proprio nel Cerrado si è concentrato il 60% dell’espansione della soia in Brasile, negli ultimi due anni. «La politica europea sui biocarburanti è un disastro completo e ha un disperato bisogno di un reset – ribadisce Cristina Mestre di Transport & Environment – bruciare le colture alimentari per alimentare i nostri veicoli è in realtà peggio che bruciare il diesel». Rosy Battaglia
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Solare bifacciale e materiali fotovoltaici innovativi: efficienza, durabilità e prospettive per applicazioni su larga scalaAnalisi tecnica sull’evoluzione dei moduli bifacciali e dei nuovi materiali per il fotovoltaico: vantaggi, resistenza nel tempo e impatti sulle installazioni industriali e urbanedi Marco ArezioL’energia solare, negli ultimi due decenni, ha attraversato una rapida evoluzione grazie a un’inarrestabile spinta innovativa sia dal punto di vista dei materiali che delle architetture di sistema. All’interno di questa rivoluzione tecnologica si colloca il fotovoltaico bifacciale, una delle soluzioni più avanzate per incrementare l’efficienza di conversione dell’energia solare. Parallelamente, la ricerca scientifica ha prodotto una serie di nuovi materiali che promettono di superare limiti storici in termini di rendimento, durabilità e versatilità applicativa. L’analisi delle tecnologie bifacciali e dei nuovi materiali fotovoltaici rappresenta quindi un passaggio essenziale per comprendere le reali prospettive di diffusione dell’energia solare su scala industriale e urbana. Cos’è il fotovoltaico bifacciale e come funziona A differenza dei tradizionali moduli fotovoltaici monofacciali, che convertono la radiazione solare incidente solo sulla superficie esposta, i moduli bifacciali sono progettati per catturare energia da entrambi i lati. Questa architettura permette di sfruttare sia la luce diretta sia la componente riflessa dal suolo (albedo) o da altre superfici vicine. La struttura bifacciale comporta l’impiego di celle solari inserite tra due lastre di vetro (glass-glass) o tra un vetro e una pellicola trasparente, con il retro del modulo lasciato libero da materiali opachi. Il risultato è una significativa crescita dell’energia prodotta, soprattutto in contesti dove il fondo riflette molta luce, come deserti, superfici bianche o ambienti urbani pavimentati. In media, l’incremento di produzione energetica si attesta tra il 10% e il 30% rispetto ai moduli tradizionali, con punte che possono superare il 40% in condizioni ottimali. Efficienza: parametri, limiti e fattori di crescita L’efficienza di un modulo fotovoltaico misura la frazione di energia solare convertita in elettricità. Per i moduli bifacciali, il rendimento non dipende soltanto dalla qualità delle celle, ma anche dal grado di riflessione del suolo, dall’altezza di installazione e dall’inclinazione dei pannelli. I moduli bifacciali utilizzano prevalentemente celle in silicio monocristallino PERC (Passivated Emitter and Rear Cell), che garantiscono elevata efficienza frontale e capacità di raccolta posteriore. Recentemente, la tecnologia TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) sta guadagnando terreno grazie a un miglioramento nella passivazione e nella raccolta delle cariche, con incrementi di efficienza anche oltre il 24%. La ricerca si sta inoltre orientando verso materiali compositi e celle a eterogiunzione (HJT), in grado di sfruttare ancora meglio la luce riflessa e di minimizzare le perdite per ricombinazione. A livello pratico, i sistemi bifacciali richiedono una progettazione accurata sia nella scelta dei materiali che nella definizione delle condizioni di installazione. La gestione delle ombre, l’altezza dal suolo, la distanza tra i moduli e la scelta delle superfici riflettenti diventano elementi chiave per massimizzare i rendimenti. Nuovi materiali fotovoltaici: dalla perovskite ai materiali compositi La continua ricerca di efficienza e durabilità ha spinto lo sviluppo di nuovi materiali capaci di risolvere i limiti storici del silicio e di abilitare applicazioni sempre più specifiche. Tra i materiali più promettenti si distinguono: Celle a perovskite Le celle solari a base di perovskite hanno raggiunto in laboratorio rendimenti superiori al 25%, grazie a una struttura cristallina flessibile e facilmente modificabile. Questi materiali, oltre ad essere economici da produrre, permettono la realizzazione di celle sottili, leggere e adattabili a superfici curve o mobili. Tuttavia, le perovskiti soffrono ancora di problemi legati alla stabilità chimica e alla resistenza a lungo termine, soprattutto in condizioni di umidità e temperature elevate. Le ricerche attuali sono focalizzate sulla protezione delle celle mediante incapsulamenti innovativi e sulla sostituzione del piombo con elementi meno tossici. Materiali compositi e celle tandem I materiali compositi uniscono più strati di celle di diverso tipo, come il silicio abbinato a perovskiti o a materiali III-V (come GaAs, InP). Le celle tandem combinano la capacità di assorbimento di vari materiali per catturare una porzione più ampia dello spettro solare. Queste soluzioni consentono di superare il cosiddetto limite di Shockley-Queisser, portando i rendimenti teorici oltre il 30%. Le celle tandem sono già oggi in fase di sperimentazione avanzata in diversi progetti pilota, e si prevede che possano trovare impiego su larga scala nei prossimi 5-10 anni. Silicio nero, CIGS e materiali organici Il silicio nero, ottenuto tramite nanostrutturazione superficiale, aumenta l’assorbimento della luce riducendo le perdite per riflessione. I moduli CIGS (Copper Indium Gallium Selenide) e i materiali organici puntano invece su flessibilità, leggerezza e costi di produzione ridotti, pur restando generalmente meno efficienti del silicio cristallino. Tuttavia, la loro adattabilità li rende ideali per applicazioni mobili, su veicoli o superfici non convenzionali. Durabilità e resistenza nel tempo La durabilità dei nuovi moduli fotovoltaici, in particolare di quelli bifacciali e dei materiali emergenti, rappresenta uno degli aspetti più discussi nel settore. I moduli bifacciali glass-glass, privi di backsheet polimerici, garantiscono una maggiore resistenza agli agenti atmosferici, all’umidità e alle variazioni termiche. I test accelerati condotti sui moduli bifacciali mostrano una degradazione annua inferiore all’0,5%, contro lo 0,7%-1% dei moduli tradizionali. Nel caso delle celle in perovskite e delle soluzioni tandem, la durabilità rappresenta ancora una sfida aperta, soprattutto per quanto riguarda la fotostabilità, la resistenza all’umidità e la degradazione causata dai raggi UV. L’introduzione di barriere protettive e l’uso di substrati avanzati (vetri compositi, polimeri ad alta barriera) sono le principali strategie di mitigazione attualmente in fase di sviluppo. Applicazioni su larga scala: impianti industriali e integrazione urbana Il principale vantaggio dei moduli bifacciali e dei nuovi materiali è la possibilità di progettare impianti su larga scala con un maggiore ritorno sull’investimento e una migliore sostenibilità ambientale. Gli impianti solari bifacciali sono oggi preferiti nei grandi parchi fotovoltaici, soprattutto dove è possibile ottimizzare l’albedo del suolo, ad esempio con ghiaia chiara, superfici erbose o membrane riflettenti. A livello urbano, i nuovi materiali consentono un’integrazione architettonica sempre più avanzata: dalle facciate vetrate con moduli bifacciali trasparenti, ai tetti leggeri e alle pensiline, fino alle applicazioni in mobilità su autobus, automobili o veicoli leggeri. I materiali flessibili e le celle a film sottile permettono di rivestire superfici curve, tessuti tecnici o elementi d’arredo urbano, abilitando un modello di generazione energetica diffusa e capillare. Vantaggi economici, limiti attuali e prospettive future L’adozione dei moduli bifacciali comporta costi di investimento leggermente superiori rispetto ai moduli tradizionali, a fronte però di una maggiore produzione energetica e una vita utile superiore. L’LCOE (Levelized Cost of Energy) dei sistemi bifacciali, secondo le ultime analisi internazionali, può risultare inferiore del 15-20% rispetto ai sistemi convenzionali, soprattutto in contesti favorevoli dal punto di vista dell’irraggiamento e della riflettanza del suolo. I limiti principali restano legati all’ancora relativa scarsità di dati a lungo termine sulle nuove tecnologie (in particolare per le perovskiti), alle sfide di integrazione con gli impianti esistenti e alla necessità di standard tecnici condivisi per misurare l’efficienza bifacciale. Le prospettive future vedono una rapida convergenza tra moduli bifacciali sempre più efficienti, materiali compositi ad alta resistenza e soluzioni di integrazione urbana che favoriscono una generazione energetica decentrata, sostenibile e resiliente. Conclusione: verso un solare intelligente, efficiente e duraturo Il fotovoltaico bifacciale e i nuovi materiali rappresentano una delle più promettenti evoluzioni dell’energia solare, capaci di unire alte performance, resistenza nel tempo e versatilità applicativa. Le ricerche in corso lasciano intravedere un futuro in cui la generazione di energia da fonte solare sarà sempre più integrata negli ambienti urbani, industriali e nelle infrastrutture mobili, contribuendo alla decarbonizzazione e alla transizione verso modelli energetici realmente circolari. La chiave del successo sarà la capacità di combinare innovazione tecnologica, standardizzazione dei processi e strategie di manutenzione predittiva, in modo da garantire al contempo affidabilità, sicurezza e sostenibilità ambientale su scala globale.© Riproduzione Vietata
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Gara di Appalto per la Costruzione di un Parco Eolico Offshore da 70 GW in OlandaCome i paesi si stanno convertendo alle energie rinnovabili spinti dalla crisi Russo-UcrainaLa corsa verso le energie rinnovabili è fortemente sostenuta dalla crisi energetica che si potrebbe verificare se, la Russia, dovesse ridurre ulteriormente o chiudere definitivamente la vendita di gas all'Europa. Ogni paese sta compiendo gli sforzi necessari per dotarsi di strutture di produzione di energie verdi, che siano attraverso il vento, il sole o altri sistemi rinnovabili. Tra questi sistemi ci sono anche quelli misti, tra cui l'idrogeno verde, che sposa la produzione di energia sostenibile per la produzione di idrogeno, il combustibile del futuro.L'idrogeno, ha infatti bisogno di molta energia per essere prodotto e, quindi, sarebbe un paradosso che questa venisse da fonti fossili, così la produzione di idrogeno attraverso l'energia rinnovabile permette di non creare impatti ambientali negativi.TotalEnergies e Ørsted hanno unito le forze per presentare congiuntamente offerte per le due gare eoliche offshore olandesi "Holland Coast West" con l'obiettivo di ottenere un impatto positivo netto sulla biodiversità e sul sistema energetico olandese. I parchi eolici di Holland Coast West si trovano a circa 53 km al largo della costa olandese e hanno una capacità combinata di quasi 1,5 gigawatt (GW). In qualità di leader mondiali nelle energie rinnovabili e nell'eolico offshore, Ørsted e TotalEnergies uniranno i loro punti di forza in queste gare al fine di contribuire all'obiettivo dei Paesi Bassi di sviluppare oltre 70 GW di capacità eolica offshore entro il 2050, per la produzione di energia associata a grandi produzioni di idrogeno. In qualità di più grande sviluppatore di parchi eolici offshore al mondo, Ørsted ha un'esperienza leader del settore nello sviluppo e nella costruzione di parchi eolici offshore, nel modo più sostenibile ed ecologico. Ørsted mira a un impatto netto positivo sulla biodiversità entro il 2030. Inoltre, Ørsted ha una significativa esperienza globale nella fornitura di energia verde su larga scala a comunità e industrie. La realizzazione di successo, nei tempi e nei limiti del budget durante una pandemia mondiale, del parco eolico Borssele 1&2 dimostra che Ørsted è un partner affidabile per la trasformazione verde dei Paesi Bassi. TotalEnergies, da parte sua, sfrutterà la sua comprovata esperienza nelle operazioni offshore e la sua posizione unica come società energetica integrata nei Paesi Bassi, attraverso un ambizioso programma di investimenti di energia verde e produzione di idrogeno per decarbonizzare le sue attività industriali nella provincia della Zelanda. TotalEnergies garantirà inoltre la stabilità della rete elettrica olandese, ponendo allo stesso tempo lo sviluppo sostenibile in tutte le sue dimensioni al centro dei suoi progetti e delle sue operazioni per contribuire al benessere delle persone. Olivier Terneaud, VP Offshore Wind di TotalEnergies, afferma : “La transizione energetica porta nuove sfide, sia in termini di impatto ambientale che di integrazione dell'energia verde nel sistema elettrico. È proprio per affrontare queste sfide che partecipiamo a queste gare, insieme a Ørsted, per sostenere la transizione energetica nei Paesi Bassi, dove attingiamo a oltre mezzo secolo di esperienza operativa offshore olandese per essere un partner energetico affidabile. In qualità di azienda globale multi-energia, che pone lo sviluppo sostenibile al centro della sua strategia, saremmo lieti di realizzare questi progetti innovativi”. Rasmus Errboe, Head of Region Continental Europe di Ørsted, afferma: “Siamo molto soddisfatti della nostra partnership con TotalEnergies per le prossime gare d'appalto olandesi. Con le nostre offerte congiunte vogliamo garantire che i Paesi Bassi possano accelerare la costruzione di impianti eolici offshore verso il 2030 e oltre, in modo ecologico all'avanguardia e come parte di un sistema energetico integrato. Ørsted non vede l'ora di dare un contributo significativo alla transizione energetica nei Paesi Bassi, insieme a TotalEnergies". La Zelanda è il più grande cluster di idrogeno nei Paesi Bassi. Con 600 MW di capacità di elettrolisi, diventerà il più grande cluster di idrogeno verde al mondo entro il 2027, alimentato esclusivamente dal parco eolico Holland Coast West. Integrando, tra le altre cose, il trasporto elettrico, le batterie e l'elettrificazione diretta del settore, raggiungeremo la massima integrazione del sistema. I vincitori delle gare dovrebbero essere annunciati dal governo olandese nell'autunno 2022.Info: TotalEnergy
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Economia Circolare: il Rifiuto del Rifiuto va “in Cenere”?Economia Circolare: il Rifiuto del Rifiuto va “in Cenere”?di Marco ArezioNiente si scarta nei termovalorizzatori moderni. Dopo la produzione di corrente e di calore per il riscaldamento, anche la cenere ha una sua collocazione La cenere che viene prodotta attraverso l’incenerimento dei rifiuti nei termovalorizzatori, può avere una collocazione nell’ambito dell’economia circolare, in base a come si identifica il rifiuto dei forni e in base alle legislazioni nazionali vigenti in materia ambientale e di riutilizzo del materiale. La termovalorizzazione dello scarto non riciclabile dei rifiuti non è mai da vedere come una opzione al sistema di separazione e riciclo dei rifiuti, ma bensì un sistema integrativo al riciclo meccanico che intercetta e gestisce quella parte dei rifiuti non più riutilizzabili. L’incenerimento di questo scarto genera normalmente energia elettrica e calore per il riscaldamento delle nostre abitazioni, oltre ad essere impegnato in altri ambiti industriali come carburante alternativo alle fonti fossili. Quelle che vengono definite “Bottom Ashes” in campo internazionale, riguardano le ceneri residuali del processo di combustione dei rifiuti, che sono rappresentate dagli scarti incombusti delle masse poste nei forni. La composizione delle ceneri incombuste contempla residui di vetro, minerali, metalli ferrosi e non ferrosi e ceramiche, nella misura del 20-25% per ogni tonnellata immessa nel forno, secondo le indicazioni dell’ISWA (International Solid Waste Organization) che si occupa di promuovere e sviluppare la gestione sostenibile e professionale dei rifiuti in tutto il mondo. Le ceneri residuali vengono estratte dai forni attraverso un processo in cui si usa l’acqua per raffreddarle e per evitare che si creino polveri potenzialmente dannose, quindi la loro rimozione dagli impianti avviene sotto forma di agglomerati umidi e compatti. Fino a qualche anno fa, generalmente, le ceneri estratte non avevano una collocazione diversa da quello della discarica, ma con l’avvento dei processi dell’economia circolare, si è iniziato a considerare la possibilità di riutilizzarle. Considerando che i composti chimici contenuti nelle ceneri sono mediamente composti da Sodio, Alluminio, Potassio, Magnesio, Ferro, Calcio e Silicio, possiamo dire che la prevalenza dei componenti è normalmente è costituita da silicio, calcio e ferro. In merito alle analisi chimiche medie che ogni impianto fornisce, molti paesi si sono dotati di una legislazione per classificare queste ceneri e ne hanno consigliato i trattamenti e gli utilizzi. Vediamo quali indicazioni vengono da alcuni paesi: In Italia, in base al decreto n° 22 del 5 Febbraio 1997, le ceneri provenienti dagli impianti di incenerimento possono essere riutilizzate, se non contengono sostanze nocive, come inerte cementizio, ma solo dopo essere state opportunamente trattate. In realtà il loro utilizzo nel paese rimane ancora limitato rispetto alla produzione. L’Olanda regola la gestione delle ceneri all’interno del piano nazionale della gestione dei rifiuti (LAP) in cui compaiono, tra le altre, alcune indicazioni in merito all’uso del materiale di scarto dove trova largo impiego come componente dei terrapieni. In Danimarca, già nel 1987, il governo aveva permesso l’utilizzo delle ceneri prodotte dagli impianti di incenerimento come inerte per la costruzione delle strade, con l’obbiettivo di trovare un impiego per almeno l’85% dello scarto prodotto. Inoltre ne ha permesso l’utilizzo anche nell’edilizia civile abitativa solo a seguito del parere di carattere ambientale dell’Environmental Protecion Act. La Francia ha deciso di classificare le ceneri residuali attraverso analisi che possano identificare tre categorie ben distinte: V, M es S, attribuendo a queste tre categorie la percentuale di ceneri (50%, 30% e 20%) ammesse all’interno dei composti utilizzabili. In Spagna la maggior parte delle ceneri viene ancora inviata alle discariche anche se si sta promuovendo un uso, quale inerte, per la costruzione delle strade. In Finlandia l’uso degli inceneritori non è una priorità per il governo che preferisce seguire la strada dello smaltimento dei rifiuti tramite i gassificatori, quindi, indirizza le basse quantità di ceneri prodotte in discarica. La Germania dal 2006 permette l’utilizzo delle ceneri nella costruzione di strade, sempre che le analisi chimiche non individuino elementi potenzialmente dannosi per l’ambiente. Insieme all’Olanda, la Danimarca e la Francia, la Germania è il paese che riutilizza maggiormente questo scarto. L’impiego delle ceneri che provengono dagli impianti di incenerimento dei rifiuti, ove possibile, costituisce la piena circolarità delle materie prime, utilizzando integralmente ogni parte dei rifiuti attraverso i processi di riciclo, produzione di energia e riutilizzo degli scarti finali.Vedi maggiori informazioni sull'argomento
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Biocombustibili avanzati: la rivoluzione energetica che parte dagli scartiCome la valorizzazione delle biomasse residuali sta trasformando il settore energetico e ambientaledi Marco ArezioIl settore energetico sta vivendo una delle sue più profonde trasformazioni dall’epoca della rivoluzione industriale. Spinto dalle urgenze climatiche, dal Green Deal europeo e dalla progressiva dismissione dei combustibili fossili, il mondo dell’energia guarda oggi con crescente interesse verso le biomasse di scarto come materia prima strategica per la produzione di biocombustibili avanzati. Non si tratta soltanto di una risposta tecnologica, ma di un vero e proprio cambio di paradigma: quello che fino a ieri era considerato rifiuto – residui agricoli, sottoprodotti industriali, fanghi di depurazione, frazione organica dei rifiuti urbani – diventa ora risorsa chiave per la transizione verso sistemi energetici più circolari, resilienti e a basse emissioni. Il dibattito su questi temi, fino a pochi anni fa relegato agli addetti ai lavori, è oggi al centro delle agende politiche, delle strategie industriali e delle riflessioni accademiche. Per orientarsi in questo scenario in rapido cambiamento, sono particolarmente utili testi di riferimento come "Advanced Biofuels and Bioproducts", che offre una panoramica completa e aggiornata sulle tecnologie di conversione e sugli aspetti economici dei biocombustibili di nuova generazione, e "Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS), dedicato alle soluzioni di rimozione della CO₂ integrate con la bioenergia. Le biomasse di scarto: risorsa chiave nell’economia circolare Per comprendere la portata della rivoluzione dei biocombustibili avanzati, è fondamentale partire dalla natura stessa delle biomasse coinvolte. Oggi la ricerca e l’industria puntano sulle biomasse residuali – ovvero tutto ciò che, al termine di un ciclo produttivo primario, non trova più una funzione immediata e rischierebbe di diventare un problema gestionale o ambientale. I principali flussi utilizzati includono: - Residui agricoli: paglia, stocchi di mais, gusci di frutta, vinacce, sansa, sottoprodotti della cerealicoltura. - Scarti forestali: ramaglie, corteccia, residui di segherie e lavorazioni del legno. - Rifiuti organici urbani: frazione umida dei rifiuti solidi urbani (FORSU), scarti alimentari da mense e ristorazione. - Fanghi di depurazione: derivati dagli impianti di trattamento delle acque reflue civili e industriali. - Sottoprodotti industriali: residui dell’industria agroalimentare, cartaria, tessile. Questi materiali sono, in gran parte, a basso o nullo valore commerciale e spesso associati a costi di smaltimento e impatti ambientali. La loro valorizzazione energetica consente di ridurre l’impronta ecologica complessiva dei settori produttivi, chiudere il ciclo dei materiali secondo i principi dell’economia circolare e aprire nuove filiere industriali innovative. Biocombustibili avanzati: definizione, processi e tecnologie Il termine "biocombustibile avanzato" si riferisce a carburanti prodotti da materie prime non convenzionali – scarti, residui, biomasse non destinate all’alimentazione umana – e ottenuti tramite processi tecnologici evoluti. Essi si distinguono dai biocarburanti di prima generazione, spesso criticati per l’impatto sul food-feed balance e la competizione per le risorse agricole. Le tecnologie abilitanti dei biocombustibili avanzati comprendono: - Digestione anaerobica: processo microbico in assenza di ossigeno che trasforma la sostanza organica in biogas (metano + CO₂). Fondamentale per il trattamento della FORSU, dei fanghi e degli scarti agroindustriali. - Gassificazione e pirolisi: conversione termochimica di biomasse lignocellulosiche in syngas e bio-olio, utilizzabili come intermedi per la produzione di bio-metano, idrogeno verde, carburanti liquidi drop-in. - Fermentazione avanzata: utilizzo di enzimi e microrganismi ingegnerizzati per convertire anche matrici complesse (cellulosa, emicellulosa, lignina) in etanolo e altri alcol superiori. - Idrogenazione e upgrading catalitico: processi che trasformano oli e grassi di scarto in HVO (Hydrotreated Vegetable Oil), una delle frontiere più interessanti per l’aviazione e la mobilità pesante.Impatti, opportunità e criticità della filiera L’impiego dei biocombustibili avanzati offre numerosi vantaggi ambientali e socioeconomici: - Riduzione delle emissioni di gas serra, grazie al ciclo chiuso del carbonio e al recupero di materiali destinati al rifiuto. - Sostituzione dei combustibili fossili in settori difficili da decarbonizzare (trasporti pesanti, aviazione, industria ad alta intensità energetica). - Produzione di digestato, utilizzabile come fertilizzante naturale in agricoltura, contribuendo alla chiusura dei cicli dei nutrienti. - Creazione di valore aggiunto per i territori rurali e le imprese agricole, grazie alla diversificazione delle fonti di reddito. Non mancano tuttavia le sfide. La filiera dei biocombustibili avanzati richiede una logistica capillare ed efficiente per la raccolta delle biomasse, investimenti in impianti high-tech e un quadro regolatorio stabile e incentivante. Criticità restano anche sull’accettabilità sociale degli impianti, sulle emissioni di composti indesiderati e sulla concorrenza con altri usi delle biomasse. Molti testi stimolanti su questo argomento che analizzano il bilancio tra benefici e impatti lungo tutto il ciclo di vita delle diverse tipologie di biocombustibili. Scenari futuri e sviluppi innovativi Le prospettive di crescita del settore sono fortemente legate alle strategie di decarbonizzazione dell’Unione Europea (RED III), ai programmi di sostegno alla bioeconomia e alle evoluzioni della ricerca sulle tecnologie di conversione. Si sta assistendo a un progressivo spostamento verso la massima integrazione dei cicli produttivi, il recupero di fonti residue ancora oggi sottoutilizzate (come le microalghe o i rifiuti tessili) e lo sviluppo di bioraffinerie multifunzionali capaci di produrre non solo energia, ma anche bioprodotti a più alto valore aggiunto (polimeri, fertilizzanti, bioplastiche). Per orientarsi tra queste traiettorie, è consigliato un volume come Biofuels for a More Sustainable Future, un riferimento internazionale per tecnici, operatori e policy maker interessati all’implementazione pratica di impianti di digestione anaerobica e alle sfide dell’integrazione energetica. Conclusione: la circolarità come leva per la transizione La rivoluzione dei biocombustibili avanzati non è soltanto una questione di tecnologie, ma di visione sistemica: ripensare gli scarti come risorse, integrare filiere industriali diverse, chiudere i cicli dei materiali e dell’energia, promuovere la resilienza delle comunità. Solo attraverso un approccio integrato e circolare, in cui innovazione tecnologica, economia locale e politiche pubbliche dialogano tra loro, sarà possibile affrontare con successo la sfida della decarbonizzazione e tracciare la strada verso un futuro energetico più equo e sostenibile. © Riproduzione Vietata
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Integrazione tra Rinnovabili e Intelligenza Artificiale: Verso una Produzione Energetica più Efficiente ed IntelligenteL’applicazione dell’intelligenza artificiale nelle fonti rinnovabili consente di migliorare l’efficienza produttiva, prevedere guasti e ottimizzare la gestione degli impiantidi Marco ArezioIl settore delle energie rinnovabili ha conosciuto negli ultimi due decenni un’accelerazione senza precedenti, trainato dalla necessità di ridurre le emissioni di CO₂ e dalla crescente competitività dei costi di tecnologie come fotovoltaico, eolico e idroelettrico. Tuttavia, l’elemento critico rimane la variabilità della produzione: l’intermittenza del sole e del vento rende complessa la programmazione energetica e mette sotto pressione le reti di distribuzione. L’intelligenza artificiale (IA) si inserisce come catalizzatore di questa transizione. Grazie a tecniche di machine learning e deep learning, diventa possibile trasformare l’enorme mole di dati prodotta da sensori, satelliti e sistemi di monitoraggio in informazioni strategiche per prevedere, ottimizzare e bilanciare la produzione. Non si tratta di un supporto marginale: l’IA rappresenta oggi un vero e proprio “cervello digitale” capace di governare l’intero ecosistema energetico. Algoritmi predittivi per l’ottimizzazione della produzione energetica Uno degli ambiti più promettenti riguarda la previsione della generazione. Algoritmi di apprendimento automatico riescono a combinare dati meteorologici in tempo reale, modelli climatici storici e parametri locali degli impianti. Questo consente di stimare con precisione l’energia producibile nelle ore o nei giorni successivi. Nel caso del fotovoltaico urbano, ad esempio, l’IA può prevedere non solo l’irraggiamento solare medio, ma anche l’impatto delle nuvole passeggere o delle isole di calore. Nelle centrali eoliche offshore, invece, le reti neurali ricorrono a dati di boe oceaniche, radar e satelliti per prevedere la velocità del vento e ridurre i margini di errore nella pianificazione. Ciò consente ai gestori di immettere in rete energia in modo più stabile, riducendo la necessità di ricorrere a riserve fossili di bilanciamento. Manutenzione predittiva negli impianti eolici e fotovoltaici Ogni impianto energetico è soggetto a usura. Le pale eoliche, esposte a condizioni atmosferiche estreme, subiscono sollecitazioni meccaniche continue, mentre i pannelli fotovoltaici possono degradarsi a causa di polvere, microfratture o sovratemperature. La manutenzione tradizionale, basata su controlli periodici, è costosa e spesso inefficace perché rileva i problemi solo a posteriori. L’IA introduce il concetto di manutenzione predittiva. Attraverso sensori integrati e analisi dei dati, gli algoritmi identificano anomalie minime — variazioni di vibrazione, rumori impercettibili, oscillazioni di tensione — che possono segnalare un guasto imminente. Nei parchi eolici offshore, questa capacità si traduce in una riduzione drastica dei costi operativi: gli interventi vengono programmati solo quando necessari e con strumenti mirati. Nel fotovoltaico, i sistemi intelligenti rilevano il calo di prestazioni di singoli moduli e ne suggeriscono la sostituzione prima che l’intero impianto perda efficienza. Digital twin e simulazioni intelligenti per il settore energetico Il concetto di digital twin, ovvero il gemello digitale, è diventato un alleato strategico delle rinnovabili. Grazie a modelli virtuali che replicano fedelmente il comportamento di un impianto reale, è possibile simulare scenari di funzionamento, verificare strategie di ottimizzazione e prevedere l’impatto di condizioni straordinarie. Per una centrale solare urbana, un digital twin può simulare l’ombreggiamento dovuto a nuove costruzioni o alla crescita di vegetazione. Nei parchi eolici marini, invece, consente di calcolare come le variazioni delle correnti o la corrosione delle strutture possano influenzare la produzione. L’IA, integrata a questi gemelli digitali, rende il processo dinamico: il modello non è statico ma si aggiorna costantemente grazie ai dati raccolti in tempo reale. Gestione delle reti e bilanciamento della domanda con l’IA Uno dei nodi più complessi della transizione energetica riguarda la stabilità della rete elettrica. Le smart grid, reti intelligenti che integrano fonti decentralizzate e consumatori attivi, necessitano di strumenti di coordinamento avanzati. L’intelligenza artificiale gioca un ruolo chiave nel bilanciamento tra domanda e offerta. Attraverso algoritmi di ottimizzazione, è possibile programmare il carico degli elettrodomestici intelligenti, gestire la ricarica dei veicoli elettrici e regolare il contributo delle microgrid locali. In città come Barcellona e Copenaghen sono già in funzione sistemi che, grazie all’IA, coordinano migliaia di punti di immissione e consumo, garantendo un flusso stabile e riducendo i picchi di tensione. Intelligenza artificiale e accumulo energetico: una sinergia necessaria Le batterie e altre tecnologie di stoccaggio (idrogeno verde, volani, supercondensatori) rappresentano la chiave per superare la discontinuità delle rinnovabili. Tuttavia, il loro utilizzo ottimale dipende dalla capacità di prevedere quando caricare o scaricare l’energia accumulata. Qui l’IA diventa essenziale: algoritmi predittivi analizzano i consumi domestici, i picchi industriali e le condizioni meteorologiche, suggerendo la strategia migliore per massimizzare la durata delle batterie e ridurre i costi. In ambito industriale, l’integrazione tra IA e stoccaggio permette di evitare sovraccarichi di rete e di partecipare ai mercati dell’energia, vendendo surplus nei momenti di alta domanda. Sfide etiche, normative e di sicurezza dei dati nelle smart grid Se da un lato i benefici sono evidenti, dall’altro emergono nuove sfide. L’utilizzo massivo di dati sensibili — provenienti da case, aziende e reti elettriche — pone questioni di privacy e sicurezza informatica. Attacchi mirati a sistemi di controllo intelligenti potrebbero compromettere interi distretti energetici, con conseguenze gravi per la sicurezza nazionale. Inoltre, la trasparenza degli algoritmi rimane un tema centrale: chi controlla i modelli di IA? Con quali criteri vengono prese decisioni automatiche che incidono sui costi dell’energia? La regolamentazione dovrà evolvere per garantire un uso equo e sicuro dell’IA, favorendo la condivisione dei dati senza creare monopoli tecnologici. Prospettive future: verso un ecosistema energetico cognitivo Il futuro dell’energia non sarà soltanto rinnovabile, ma anche cognitivo. Gli impianti non si limiteranno a produrre elettricità, ma impareranno a interagire tra loro, a rispondere ai bisogni dei consumatori e a prevedere gli scenari futuri. Case intelligenti, microgrid locali e centrali rinnovabili saranno parte di un unico sistema integrato, governato dall’IA. Le prospettive sono già visibili: quartieri autosufficienti che utilizzano reti peer-to-peer per scambiarsi energia, comunità energetiche che sfruttano blockchain e IA per gestire le transazioni, impianti offshore capaci di autoregolarsi per massimizzare la resa. Si tratta di un cambio di paradigma che trasforma l’energia da risorsa passiva a infrastruttura dinamica, capace di apprendere e adattarsi. Conclusione L’integrazione tra rinnovabili e intelligenza artificiale non è più un progetto sperimentale, ma una realtà in rapida espansione. Ottimizzare la produzione, prevedere guasti, gestire reti intelligenti e coordinare sistemi di accumulo sono solo alcune delle applicazioni già operative. Per affrontare la transizione energetica con successo, sarà fondamentale non solo sviluppare algoritmi sempre più performanti, ma anche garantire trasparenza, sicurezza e sostenibilità. L’energia del futuro sarà rinnovabile, intelligente e condivisa: una sfida tecnologica e culturale che richiede competenze interdisciplinari, dal campo dell’ingegneria a quello dell’informatica, dall’economia alle scienze sociali.© Riproduzione Vietata
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