Scopri come l’eolico flottante sta rivoluzionando la produzione di energia rinnovabile in mare aperto grazie a tecnologie innovative, ancoraggi avanzati e grandi potenzialità nelle acque profonde

di Orizio Luca

Negli ultimi anni il settore delle energie rinnovabili ha visto una rapida crescita delle installazioni eoliche, sia onshore che offshore. Tuttavia, mentre i tradizionali impianti eolici offshore sono stati installati principalmente su fondali bassi, spesso inferiori ai 60 metri di profondità, la domanda di nuovi siti e la scarsità di superfici disponibili vicino alle coste hanno spinto l’industria a esplorare soluzioni innovative per le acque più profonde. In questo scenario si inserisce l’eolico flottante, una tecnologia in rapida evoluzione capace di aprire nuovi orizzonti per la produzione energetica in mare aperto, dove il vento è più forte, costante e lo spazio virtualmente illimitato.

Ma cos’è realmente l’eolico flottante? Come funzionano le piattaforme galleggianti e quali sono le sfide tecniche legate agli ancoraggi? Quali prospettive si aprono per questa tecnologia in termini di potenzialità energetiche e impatto ambientale? Questo articolo si propone di fornire una panoramica tecnica approfondita sullo stato dell’arte dell’eolico flottante, analizzando le principali tecnologie oggi disponibili, i sistemi di ancoraggio e le enormi potenzialità offerte dalle acque profonde offshore.

Eolico flottante: principi, differenze e motivazioni

L’eolico flottante rappresenta una soluzione ingegneristica concepita per installare turbine eoliche su piattaforme galleggianti ancorate al fondale marino, in opposizione ai più diffusi impianti “fixed-bottom”, dove le torri sono fissate a strutture poggiate direttamente sul fondo. Questa differenza progettuale consente agli impianti flottanti di essere collocati in acque molto più profonde, generalmente tra i 60 e i 1000 metri, superando i limiti tecnici ed economici delle fondazioni tradizionali.

Il ricorso all’eolico flottante nasce dall’esigenza di sfruttare aree marine più lontane dalla costa, dove la potenza e la costanza del vento sono maggiori, ma i fondali diventano rapidamente troppo profondi per i sistemi convenzionali. Ad esempio, nei mari del Nord Europa, in Giappone, nella costa occidentale degli Stati Uniti e, più recentemente, nel Mediterraneo e in alcune zone dell’Atlantico, la disponibilità di fondali profondi e l’esigenza di decarbonizzazione hanno accelerato l’interesse verso il floating wind.

Questa tecnologia promette di ridurre sensibilmente il costo livellato dell’energia (LCOE), aumentare la competitività dell’eolico rispetto alle fonti fossili e abilitare la produzione industriale di idrogeno verde offshore, grazie all’integrazione diretta con sistemi di elettrolisi.

Le principali tecnologie delle piattaforme galleggianti

Il cuore dell’eolico flottante è rappresentato dalle piattaforme galleggianti che sostengono le turbine. Negli ultimi anni si sono affermate principalmente tre tipologie di piattaforme, ognuna con specifiche caratteristiche tecniche e applicative.

Spar-Buoy (o piattaforme a palo galleggiante)

La tecnologia spar si basa su un lungo cilindro cavo, zavorrato nella parte inferiore, che conferisce stabilità alla struttura sfruttando il principio del baricentro basso. La piattaforma viene parzialmente immersa (anche per decine di metri), consentendo un’ottima resistenza ai moti ondosi e una limitata escursione verticale della turbina. Tuttavia, il grande pescaggio rende queste piattaforme adatte solo a siti con fondali molto profondi e con la possibilità di assemblaggio in bacini portuali adeguati. L’esempio più noto di questa tecnologia è la Hywind di Equinor, installata in Scozia.

Semi-submersible (semisommergibile)

Le piattaforme semisommergibili sono costituite da più elementi galleggianti, disposti a geometria triangolare o quadrata, collegati tra loro tramite strutture reticolari e zavorrati in modo distribuito. Questa soluzione offre una buona stabilità anche in presenza di onde e permette l’assemblaggio e la messa in opera in porti con profondità contenute. Sono attualmente la tipologia più diffusa nei progetti pilota e commerciali, come dimostra il progetto WindFloat in Portogallo.

Tension Leg Platform (TLP)

Le TLP utilizzano cavi tesi verticalmente (tension leg) ancorati sul fondale, che mantengono la piattaforma in posizione e riducono al minimo i movimenti verticali dovuti al moto ondoso. Grazie alla tensione permanente dei cavi, queste piattaforme risultano molto stabili e possono ospitare turbine di grande potenza. Tuttavia, la complessità ingegneristica degli ancoraggi ne limita, al momento, la diffusione commerciale, sebbene siano promettenti per siti molto ventosi e con profondità elevate.

Oltre a queste soluzioni, la ricerca sta sviluppando varianti ibride e modelli sperimentali, spesso adattando tecnologie già utilizzate nell’industria oil & gas offshore, con l’obiettivo di ridurre costi, semplificare l’assemblaggio e migliorare la resistenza alle condizioni estreme del mare aperto.

Sistemi di ancoraggio e cavi: una sfida ingegneristica

Uno degli aspetti tecnici più critici dell’eolico flottante è rappresentato dai sistemi di ancoraggio. Le piattaforme galleggianti devono essere saldamente fissate al fondale per resistere a venti, onde, correnti e mareggiate, ma anche abbastanza “flessibili” da assorbire i movimenti indotti dalla dinamica marina, evitando sollecitazioni eccessive sulla turbina e sulla struttura stessa.

I principali sistemi di ancoraggio utilizzati sono:

- Catene e cavi catenari: il sistema più semplice, che sfrutta il peso della catena/cavo e la sua forma curva (catenaria) per assorbire le forze orizzontali. È adatto per fondali morbidi e profondi, ma richiede ampie aree di rispetto attorno alla piattaforma.

- Cavi tesi (Taut leg): i cavi sono tesi tra la piattaforma e il fondale con l’ausilio di ancore o pali infissi. Permettono una maggiore precisione nel posizionamento e riducono l’impronta sul fondale, ma richiedono materiali ad alta resistenza e complessi sistemi di tensionamento.

- Ancore a suzione o a elica: utilizzate per fissare i cavi o le catene al fondale, sono scelte in base alla natura geotecnica del sito (sabbia, argilla, roccia, ecc.) e alle caratteristiche meteo-marine.

Particolare attenzione va riservata anche ai cavi elettrici sottomarini, chiamati a trasportare l’energia prodotta dalla turbina alla terraferma o a una stazione di raccolta offshore. Questi devono essere flessibili e resistenti, capaci di seguire i movimenti della piattaforma senza subire danneggiamenti, e spesso sono dotati di protezioni speciali contro abrasioni, correnti e corrosione.

Potenzialità e vantaggi dell’eolico flottante in acque profonde

L’eolico flottante consente di superare numerosi limiti delle installazioni offshore tradizionali, offrendo benefici tecnici, economici e ambientali:

- Accesso a siti più ventosi e meno sfruttati: le piattaforme galleggianti possono essere collocate in aree lontane dalla costa, dove i venti sono più forti e costanti, aumentando significativamente il rendimento medio annuo delle turbine.

- Riduzione dell’impatto visivo e paesaggistico: la distanza dalla costa permette di minimizzare l’effetto sul paesaggio e le interferenze con le attività turistiche, ittiche e marittime.

- Espansione del potenziale installabile: le acque profonde rappresentano una superficie potenzialmente sterminata. Secondo alcune stime, il solo Mediterraneo potrebbe ospitare impianti flottanti capaci di generare oltre 500 GW di potenza, una cifra superiore al fabbisogno elettrico di diversi Paesi europei.

- Innovazione e creazione di filiere industriali: la nascita di una nuova industria attorno alle piattaforme flottanti può generare sviluppo economico, innovazione e posti di lavoro, soprattutto in ambito navale, ingegneristico e manifatturiero.

I vantaggi non si limitano alla produzione energetica. L’eolico flottante può facilitare la decarbonizzazione di settori industriali offshore (petrolio, gas, estrazione mineraria), abilitare la produzione di idrogeno verde direttamente in mare e, in prospettiva, integrarsi con sistemi di accumulo e reti intelligenti.

Criticità e sfide tecnologiche

Nonostante le grandi potenzialità, l’eolico flottante deve ancora affrontare sfide significative prima di diventare una tecnologia mainstream:

- Costi di investimento ancora elevati: anche se in rapido calo, i costi delle piattaforme, degli ancoraggi e dei cavi restano superiori rispetto agli impianti fissi.

- Affidabilità e durata dei materiali: l’ambiente marino, specie in acque profonde, è estremamente corrosivo e soggetto a eventi climatici estremi. Serve una costante innovazione nei materiali e nei sistemi di manutenzione.

- Gestione della manutenzione e dell’accessibilità: operare su piattaforme galleggianti lontane dalla costa comporta nuove sfide logistiche, dalla sorveglianza remota alle tecniche di riparazione con droni e robot subacquei.

- Impatto ambientale da valutare con attenzione: occorre monitorare le interazioni tra i sistemi di ancoraggio e gli ecosistemi bentonici, così come gli effetti sui mammiferi marini e sulle rotte migratorie degli uccelli.

Un ulteriore nodo cruciale riguarda la standardizzazione normativa e le autorizzazioni, oggi molto differenziate da Paese a Paese e spesso poco adeguate a questa nuova tecnologia.

Stato dell’arte e casi di studio internazionali

Oggi sono operativi diversi parchi eolici flottanti pilota e pre-commerciali, soprattutto in Europa e Asia. Tra i principali casi di studio si possono citare:

Hywind Scotland (Regno Unito): il primo parco eolico flottante commerciale al mondo, con 30 MW di potenza installata, basato su tecnologia spar-buoy.

WindFloat Atlantic (Portogallo): piattaforme semisommergibili con turbine da 8,4 MW ciascuna, che hanno dimostrato l’affidabilità della tecnologia anche in condizioni meteo-marine avverse.

Kincardine (Scozia): uno dei più grandi parchi flottanti, con una capacità di 50 MW e piattaforme semisommergibili.

Progetti in Giappone, Corea del Sud e Stati Uniti: dove l’elevata profondità dei fondali vicino alla costa rende il flottante spesso l’unica opzione praticabile.

Anche il Mediterraneo si sta affacciando su questa tecnologia, con progetti pilota in Italia, Spagna e Francia. L’Italia, in particolare, sta promuovendo diverse iniziative tra Adriatico, Tirreno e Canale di Sicilia, coinvolgendo grandi player dell’energia e realtà industriali locali.

Prospettive future: verso una rivoluzione energetica in mare aperto

Gli scenari a medio e lungo termine per l’eolico flottante sono estremamente promettenti. Secondo l’IEA (International Energy Agency), il potenziale tecnico globale dell’eolico flottante supera i 10.000 GW, abbastanza da coprire più volte il fabbisogno elettrico mondiale attuale. La crescita esponenziale delle installazioni, favorita dalla riduzione dei costi e dall’innovazione continua, potrebbe portare questa tecnologia a rappresentare una quota significativa del mix energetico di molti Paesi costieri.

La competitività rispetto alle fonti fossili e all’eolico tradizionale dipenderà dalla capacità dell’industria di standardizzare le piattaforme, automatizzare l’assemblaggio e migliorare l’efficienza dei sistemi di ancoraggio e trasmissione. Altrettanto importante sarà lo sviluppo di porti industriali adatti, di filiere di produzione locali e di partnership tra aziende energetiche, navali e startup innovative.

Un’altra frontiera è rappresentata dalla sinergia tra eolico flottante e altre tecnologie marine, come il solare galleggiante, la produzione offshore di idrogeno e i sistemi di accumulo energetico sottomarino, per creare vere e proprie “isole energetiche” autosufficienti e resilienti.

Conclusione: il ruolo dell’eolico flottante nella transizione ecologica

L’eolico flottante rappresenta una delle più affascinanti sfide tecnologiche della transizione energetica, capace di rivoluzionare la produzione di energia rinnovabile nelle acque profonde di tutto il mondo. Le sue potenzialità sono immense, così come le opportunità di sviluppo industriale, innovazione e creazione di nuovi posti di lavoro.

Affinché questa tecnologia possa diventare protagonista nel panorama energetico globale, sarà fondamentale investire in ricerca, sperimentazione e formazione di competenze, oltre a favorire un quadro normativo stabile e trasparente. L’Italia, con la sua posizione geografica strategica e una lunga tradizione industriale marittima, può giocare un ruolo di primo piano nello sviluppo dell’eolico flottante nel Mediterraneo.

La strada è ancora lunga, ma il vento dell’innovazione soffia sempre più forte verso il futuro dell’energia pulita in mare aperto.

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