Una fonte di energia è rinnovabile quando il suo sfruttamento avviene in un
tempo confrontabile con quello necessario per la sua rigenerazione. A differenza
dei combustibili fossili e nucleari, destinati a esaurirsi in un tempo finito,
le fonti rinnovabili possono essere considerate virtualmente inesauribili.
Il Decreto
Legislativo n. 387 del 2003 definisce all’art 2 lettera a) le
fonti energetiche rinnovabili o fonti rinnovabili come: le fonti energetiche
rinnovabili non fossili (eolica, solare, geotermica, del moto ondoso,
maremotrice, idraulica, biomasse, gas di discarica, gas residuati dai processi
di depurazione e biogas). In particolare, per biomasse si intende: la parte
biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall'agricoltura
(comprendente sostanze vegetali e animali) dalla silvicoltura e dalle industrie
connesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani;
È importante considerare come le forme di energia sul nostro pianeta hanno
origine dall’irraggiamento solare (ad eccezione dell'energia nucleare).
Dall’energia solare derivano: l’energia idroelettrica, che
sfrutta le cadute d’acqua; l’eolica, derivante dal vento
dovuto al disuniforme riscaldamento delle masse d’aria; l’energia delle biomasse
è energia solare immagazzinata chimicamente, attraverso il processo della
fotosintesi clorofilliana.
In Italia poco più del 16% è il consumo interno lordo di energia da fonti
rinnovabili. Si colloca, infatti, nella media europea ma deriva per il 65% da
fonti idroelettriche e geotermiche, per il 30% da biomasse e rifiuti e appena
per il 3% da “nuove rinnovabili”, con un peso dell’eolico pari al 2,1%
solare inferiore allo 0,15%.
Solare
L’energia solare è l’energia raggiante sprigionata dal Sole per effetto
di reazioni nucleari (fusione dell’idrogeno) e trasmessa alla Terra (ed in
tutto lo spazio circostante) sotto forma di radiazione elettromagnetica. Essa è
rinnovabile in quanto la sua fonte (il sole) è inesauribile e ha un impatto
ambientale molto limitato rispetto ai combustibili fossili. Può essere termica
o fotovoltaica.
Termica: comprende le tecnologie in cui la radiazione solare
viene utilizzata per produrre calore. Il maggiore settore di applicazione è
quello per la produzione dell’acqua calda e per il riscaldamento delle
abitazioni private. È anche possibile produrre energia elettrica specialmente
in Paesi a forte irradiazione solare con impianti di dimensioni fino a 200Mw.
Fotovoltaica: si basa sul modulo fotovoltaico che, costituito
da diverse celle, trasforma l’energia contenuta nella radiazione solare in
energia elettrica.
Questa energia può essere accumulata in batterie per renderla sempre
disponibile (e allora si parla di impianti solari autonomi, solitamente
realizzati per alimentare carichi elettrici distanti dalla rete), oppure può
essere immediatamente utilizzata dall’utenza, anche senza l’adozione di
batterie (è il campo degli impianti connessi alla rete).
Eolica
L’energia eolica è l’energia posseduta dal vento soprattutto sotto forma
di energia cinetica, che trasformata in energia meccanica può essere sfruttata
per la generazione di energia elettrica. Essa è rinnovabile in quanto la sua
fonte (il vento) è inesauribile e ha un impatto ambientale estremamente
limitato grazie alla mancanza assoluta di emissioni climalteranti. Attualmente,
con circa 55mila turbine installate nel mondo, l’eolico rappresenta la
sorgente energetica con il maggior tasso di crescita nel mondo grazie all’incessante
sviluppo tecnologico che ha permesso di raggiungere una pressoché totale
silenziosità degli aerogeneratori, una notevole efficienza e l’incremento di
potenza degli stessi.
La tipica configurazione di un aerogeneratore ad asse orizzontale è costituita
dal palo di sostegno che può essere a traliccio o a tubolare al quale è
ancorata sulla sommità la navicella, o gondola, dove sono contenuti l’albero
di trasmissione, il moltiplicatore di giri (quando esistente), il generatore
elettrico e i dispositivi ausiliari. La produzione da fonte eolica permette una
considerevole capacità di generazione elettrica con una emissione pari a zero
di emissioni nocive.
Idrogeno
L’idrogeno, non è una fonte energetica ma un vettore, ed è l’elemento
più abbondante nell’universo e sul pianeta è presente nell’acqua e negli
idrocarburi, tuttavia per ricavarlo da tali sostanze vi è bisogno di energia
elettrica. Esso può essere utilizzato nelle celle a combustibile (FC) per la
produzione di energia, con un impatto ambientale molto ridotto.
Il problema fondamentale è che non è disponibile sulla Terra allo stato
elementare e pertanto è necessario ottenerlo da fonti secondarie, come per
esempio l’acqua e i combustibili fossili. Attualmente lo sviluppo delle FC è
uno dei settori di maggiore interesse da parte dei ricercatori nel campo
energetico.
Idroelettrica
L’energia idroelettrica è un termine usato per definire l’energia
elettrica ottenibile sfruttando una caduta d’acqua. Il sistema consente di
convertire con apposito macchinario l’energia cinetica contenuta nella portata
d’acqua trattata in energia elettrica. Gli impianti idraulici, quindi,
sfruttano l’energia potenziale contenuta in una portata di acqua che si trova
disponibile ad una certa quota rispetto al livello cui sono posizionate le
turbine.
Queste sono macchine motrici, che hanno il compito di trasformare l’energia
potenziale dell’acqua in energia elettrica. L’energia idroelettrica è molto
diffusa nei Paesi in cui vi è una certa abbondanza di corsi d’acqua e di
laghi, come in Canada e negli USA o la stessa Italia. L’energia idroelettrica
fornisce un quinto della produzione mondiale di elettricità (circa 2.700 TWh)
ed è la forma più sfruttata di energia rinnovabile. In Italia si producono
53,9 GWh attraverso 1.913 impianti.
Biomassa
Biomassa è un termine che riunisce una gran quantità di materiali, di natura
estremamente eterogenea. In forma generale, si può dire che è biomassa tutto
ciò che ha matrice organica, con esclusione delle plastiche e dei materiali
fossili.
Le più importanti tipologie di biomassa sono residui forestali, scarti dell’industria
di trasformazione del legno (trucioli, segatura, etc.) scarti delle aziende
zootecniche, gli scarti mercatali ed i rifiuti solidi urbani. Le principali
applicazioni della biomassa sono: produzione di energia (biopower), sintesi di
carburanti (biofuels) e sintesi.
In relazione alla loro natura e composizione, le biomasse possono essere
convertite in combustibili di vario tipo attraverso tre principali sistemi:
la gassificazione, che consiste nel sottoporre le biomasse a processi di
fermentazione anaerobica, dai quali si ottiene il biogas, una miscela di
metano e anidride carbonica;
la conversione biologica ad alcoli: l'amido viene demolito a glucosio e
poi sottoposto all'azione di microrganismi, che operano la fermentazione
alcolica; l'alcol è un ottimo carburante ed è meno inquinante dei derivati
del petrolio;
la combustione diretta: il calore prodotto può essere convertito in
energia elettrica.
Attualmente la biomassa rappresenta una fonte energetica importante solo nei
Paesi in via di sviluppo. Quasi trascurabile è, invece, la funzione che essa
svolge nei Paesi industrializzati.
Energia geotermica
Trova origine dal calore che si sviluppa nelle zone più interne della Terra.
Nelle zone geologicamente attive, come quelle vulcaniche, il gradiente è ancora
maggiore. Quella geotermica è una fonte energetica a erogazione continua e
indipendente da condizionamenti climatici, ma essendo difficilmente
trasportabile, è utilizzata per usi prevalentemente locali.
La risorsa geotermica risulta costituita da acque sotterranee che, venendo a
contatto con rocce ad alte temperature, si riscaldano e in alcuni casi
vaporizzano. A causa dell'esaurimento che, dopo un certo numero di anni, possono
subire i campi geotermici, sono stati avviati esperimenti per tentare operazioni
di ricarica.
Un interessante uso delle acque geotermiche a basse temperature è costituito
dall'innaffiamento delle colture di serra o all'irrigazione a effetto
climatizzante, in grado di garantire le produzioni agricole anche nei Paesi
freddi.
Oggi in tutto il mondo circa 130 impianti utilizzano il vapore acqueo
proveniente dal sottosuolo a fini energetici. L'Islanda è il Paese dove si dà
maggiore importanza alla geotermia, grazie all'abbondanza di questa risorsa. Il
nostro Paese ha investito molto nella ricerca tecnologica in questo campo e
riesce a produrre l’1,5% della produzione elettrica nazionale.
Andamento del costo del petrolio greggio al barile