Energia Rinnovabile: cos’è, quali sono vantaggi e svantaggi

Le energie rinnovabili rappresentano una risorsa inesauribile di energia che deriva da fonti naturali o processi continuamente rigenerati. Tra queste, spiccano l’energia solare, l’eolica, la geotermica e l’idroelettrica. Queste fonti sono virtualmente illimitate nel tempo, sebbene la quantità di energia che possono produrre in un dato momento sia limitata. Comunemente associate ai concetti di “energia verde” e “energia pulita”, è importante notare le sottili distinzioni tra di esse: mentre le energie rinnovabili possono essere considerate riciclabili, l’energia pulita si caratterizza per l’assenza di emissioni inquinanti come l’anidride carbonica; l’energia verde, invece, deriva da fonti naturali. Tuttavia, è essenziale riconoscere che non tutte le forme di energie rinnovabili sono prive di impatto ambientale o ecologico. Ad esempio, alcune centrali idroelettriche possono causare danni agli habitat naturali e contribuire alla deforestazione.

Le fonti di energia rinnovabili

Esistono numerose fonti di energia rinnovabile, ciascuna caratterizzata da vantaggi e ostacoli unici, che dipendono da vari fattori come la localizzazione geografica, le esigenze di utilizzo e persino la stagione dell’anno.

Di seguito vengono elencate le principali fonti di energia rinnovabile.

1. Energia solare

Il potenziale energetico del sole per soddisfare le nostre necessità è vasto e da sempre ci siamo posti la sfida di come sfruttarlo al meglio.

Attualmente, impieghiamo l’energia solare per il riscaldamento degli edifici e dell’acqua, nonché per l’alimentazione dei nostri dispositivi. Quest’energia è catturata attraverso l’uso di celle solari o fotovoltaiche (PV), fabbricate con silicio o altri materiali, che trasformano la luce del sole in elettricità, alimentando una vasta gamma di apparecchi, dalla più modesta lampada da giardino fino a intere comunità. I pannelli solari installati sui tetti possono fornire energia a una singola abitazione, mentre progetti di comunità e fattorie solari, che impiegano specchi per concentrare la luce solare, possono generare forniture su vasta scala.

Oltre alla loro natura rinnovabile, i sistemi di energia solare sono anche fonti di energia pulita, poiché non emettono inquinanti atmosferici o gas serra. Quando posizionati e gestiti responsabilmente, i pannelli solari possono essere considerati anche come energia verde, con un impatto minimo sull’ambiente.

2. Energia eolica

Durante il giorno, la regione terrestre si scalda più rapidamente rispetto alle acque circostanti, generando un aumento di temperatura nell’aria sovrastante. Quest’aria calda, meno densa, ascende mentre quella più fredda e densa dalle zone circostanti affluisce per occupare il suo spazio, creando il fenomeno del vento. Di notte, il processo si inverte poiché la terra perde calore più velocemente rispetto all’acqua, modificando il flusso dei venti.

Allo stesso modo, i sistemi di venti globali che circondano il nostro pianeta derivano dalla differenza di temperatura tra le regioni equatoriali e quelle polari.

Sfruttare il ciclo del vento permette di considerare questa fonte energetica come rinnovabile, rendendola utilizzabile per la produzione di energia.

Il principio di funzionamento dell’energia eolica si basa sull’utilizzo della forza del vento per far muovere le pale di turbine, le quali a loro volta trasmettono il moto a un generatore per la produzione di energia elettrica.

Le turbine eoliche terrestri necessitano di posizionarsi in zone caratterizzate da venti consistenti, come colline, campagne aperte o pianure, e sono soggette alle variazioni climatiche, all’umidità e agli agenti atmosferici.

3. Energia idroelettrica

Attualmente, una delle fonti di energia più ampiamente diffuse è l’energia idroelettrica, anche se l’energia eolica sta guadagnando rapidamente terreno.

I meccanismi per generare energia idroelettrica operano in maniera simile a quelli dell’energia eolica, sfruttando il flusso rapido dell’acqua dei fiumi o delle cascate per far ruotare le pale delle turbine e produrre energia.

Nelle centrali idroelettriche, l’acqua viene convogliata attraverso condotte forzate che spingono le pale delle turbine, mettendo in moto un generatore per la produzione di elettricità.

I sistemi idroelettrici tradizionali includono:

• Sistemi ad acqua fluviale, dove la corrente del fiume agisce direttamente sulla turbina.
• Sistemi di accumulo, dove l’acqua viene trattenuta in serbatoi creati da dighe su torrenti e fiumi, poi rilasciata attraverso idroturbine secondo necessità, per generare elettricità.

Sebbene le centrali idroelettriche rappresentino una fonte di energia rinnovabile, non sono necessariamente “verdi” poiché possono avere impatti sull’ambiente locale e sul microclima, influenzando anche le popolazioni animali e umane.

Tuttavia, le centrali idroelettriche di piccole dimensioni, inferiori ai 40 megawatt, se gestite attentamente, possono avere effetti minimi sull’ambiente circostante.

4. Produzione di energia elettrica da biomassa

L’energia derivante dalla biomassa sfrutta sostanze organiche provenienti da piante e animali, compresi alberi e scarti di legno. Questa materia organica viene bruciata per produrre calore, che alimenta una turbina a vapore generando elettricità.

Nonostante la biomassa possa essere rinnovabile quando proviene da fonti sostenibili, esistono numerosi casi in cui non si qualifica né come energia verde né come energia pulita.

Studi hanno dimostrato che la biomassa ottenuta dalle foreste può generare emissioni di carbonio più elevate rispetto ai combustibili fossili e avere un impatto negativo sulla biodiversità.

Tuttavia, alcune forme di biomassa offrono un’alternativa a basse emissioni di carbonio in specifiche circostanze: ad esempio, la segatura e i trucioli di legno provenienti dalle segherie possono essere impiegati per produrre energia da biomassa, evitando così il rilascio di livelli più elevati di carbonio nell’atmosfera rispetto alla normale decomposizione.

La biomassa viene convertita in energia attraverso diversi processi, tra cui:

• Combustione diretta (ossia la bruciatura) per generare calore
• Conversione termochimica per produrre combustibili solidi, gassosi e liquidi
• Conversione chimica per produrre combustibili liquidi
• Conversione biologica per produrre combustibili liquidi e gassosi

La combustione diretta rappresenta il metodo più diffuso per trasformare la biomassa in energia utile, destinata al riscaldamento di edifici e acqua, al soddisfacimento del fabbisogno termico nei processi industriali e alla generazione di elettricità tramite turbine a vapore.

Gli esperti continuano a lavorare su approcci innovativi volti a ottimizzare la conversione della biomassa in energia.

5. Energia geotermica o geotermia

L’energia geotermica, sfruttando il calore intrappolato nel nucleo terrestre, rappresenta una preziosa fonte di energia rinnovabile. Questo calore, generato dal graduale decadimento delle particelle radioattive nelle rocce al centro della Terra, è una risorsa inesauribile poiché continua a essere prodotta costantemente all’interno del pianeta. Utilizziamo il calore geotermico in molteplici modi: per il riscaldamento delle acque, per la climatizzazione degli edifici e per la produzione di elettricità. Grazie alla perforazione di pozzi, siamo in grado di estrarre in superficie acqua ad alta temperatura, che può essere impiegata come risorsa idrotermale per far funzionare le turbine e generare energia elettrica. Per rendere ancora più sostenibile questa fonte energetica, possiamo adottare tecniche come il reiniettamento di vapore e acqua calda nel sottosuolo, riducendo così le emissioni ambientali associate. Tuttavia, la disponibilità di energia geotermica varia significativamente in base alla posizione geografica: paesi come l’Islanda godono di abbondanti risorse geotermiche facilmente accessibili, mentre altre regioni potrebbero non avere lo stesso livello di disponibilità.

6. Energia Marina e potenza delle maree

L’energia delle maree, una forma potente e costante di energia rinnovabile, deriva dall’influenza gravitazionale della luna sulle acque oceaniche. Questo processo offre una fonte affidabile di energia, anche se non sempre costante nel tempo. Tuttavia, bisogna valutare attentamente l’impatto ambientale delle infrastrutture necessarie per sfruttare questa risorsa, come gli sbarramenti e le dighe, che possono disturbare gli ecosistemi marini.

Le fonti di energia rinnovabile offrono una soluzione essenziale per ridurre la dipendenza dai combustibili fossili e mitigare l’emissione di CO2 nell’atmosfera. Tuttavia, ognuna ha i suoi vantaggi e svantaggi, che possono dipendere dalle condizioni locali e dalle esigenze energetiche specifiche. Di conseguenza, spesso la soluzione migliore consiste nell’integrare diverse fonti rinnovabili per massimizzare i benefici e ridurre gli svantaggi complessivi.

Nei prossimi paragrafi, esamineremo più da vicino i vantaggi e gli svantaggi delle principali fonti rinnovabili, fornendo una panoramica completa delle implicazioni di ciascuna opzione energetica.

Vantaggi e benefici delle energie alternative

Le energie alternative offrono una vasta gamma di benefici che vanno oltre il semplice vantaggio di utilizzare fonti energetiche disponibili gratuitamente. Oltre a rappresentare una risorsa inesauribile, l’evoluzione del settore ha anche portato a una significativa creazione di posti di lavoro dedicati allo sviluppo e all’installazione delle tecnologie energetiche del futuro. Inoltre, queste fonti possono svolgere un ruolo cruciale nell’aumentare l’accessibilità all’energia nei paesi in via di sviluppo, contribuendo così a ridurre il divario energetico globale e ad abbattere i costi delle bollette energetiche. Un altro punto chiave è che molte fonti rinnovabili, come l’energia eolica e solare, sono anche ecologiche e pulite, svolgendo un ruolo fondamentale nel ridurre l’impatto ambientale. Tuttavia, l’efficacia delle energie rinnovabili può variare in base alla risorsa utilizzata; alcune fonti possono essere più facilmente accessibili ed efficienti rispetto ad altre, come nel caso della geotermia, che può essere sfruttata appieno solo in determinate località a causa delle condizioni geologiche. In sintesi, l’adozione su larga scala delle energie rinnovabili ha il potenziale per ridurre drasticamente le emissioni del settore elettrico, contribuendo così in modo significativo agli sforzi globali per combattere il cambiamento climatico.

Gli svantaggi delle energie rinnovabili

L’affidabilità delle fonti di energia rinnovabile può essere limitata dalle condizioni meteorologiche: quando il sole tramonta o è oscurato dalle nuvole, l’energia solare non può essere generata, e quando il vento è assente, la produzione di energia eolica è compromessa. Questa incertezza spinge molti paesi a continuare a fare affidamento sui combustibili fossili per garantire un approvvigionamento costante di energia. Tuttavia, una soluzione promettente è quella di adottare un mix diversificato di tecnologie rinnovabili, creando un sistema di approvvigionamento più flessibile in grado di compensare i cali di produzione di una specifica fonte con altre disponibili. Risorse come l’energia idroelettrica e quella derivata dalla biomassa offrono una maggiore stabilità, poiché non sono soggette alle stesse fluttuazioni climatiche. Tuttavia, entrambe presentano sfide legate all’impatto ambientale che devono essere affrontate. Inoltre, progetti come i parchi solari ed eolici spesso incontrano resistenza da parte delle comunità locali, che possono opporsi alla loro vicinanza per motivi di impatto visivo o ambientale. Superare queste barriere richiede un dialogo aperto e la ricerca di soluzioni che bilancino le esigenze energetiche con il benessere delle comunità e la tutela dell’ambiente.

Conclusioni

Le energie rinnovabili emergono come pilastro fondamentale nella lotta contro le emissioni di gas serra, assumendo un ruolo cruciale nel ridurre la dipendenza dalle importazioni energetiche e dall’uso dei combustibili fossili, principale causa delle emissioni di anidride carbonica. L’energia rinnovabile, insieme a fonti pulite come l’energia nucleare, si configura come un tassello imprescindibile nel futuro del nostro approvvigionamento energetico. Questo cambiamento di paradigma non solo offre vantaggi ambientali, ma anche economici, con la creazione di un numero crescente di posti di lavoro nei settori delle energie rinnovabili, quali il solare e l’eolico. Sebbene il tema dell’approvvigionamento rimanga una sfida da affrontare, mediante l’assicurazione di forniture affidabili e la diversificazione dei combustibili, l’energia rinnovabile si prospetta come una solida risposta alle esigenze energetiche future.