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Il Capitale Terra: Le Energie Rinnovabili

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Il Capitale Terra
Le Energie Rinnovabili
Cosa Sono, Quali Sono,
e Perchè Sono Importanti

Circa otto anni fa è stato avviato un progetto pilota cheì prevede l’utilizzo geotermico “senza spreco di risorsa di acqua termale-minerale” e l’attivazione di un impianto con scambiatori di calore che, attraverso il fluido termale, sopperirà al fabbisogno termico di stabili attualmente riscaldati con combustibile.

“Quest’anno è stato l’8 agosto il giorno in cui si è intaccato il capitale delle risorse rinnovabili ed inizia in anticipo di 5 giorni rispetto al 2015. L’Italia vive 4 volte al di sopra delle proprie capacità ecologiche, dalle foreste ai pesci, riduciamo il tesoro delle generazioni future. Questo è l’Overshoot Day, il giorno del sovra sfruttamento calcolato dal Global Footprint Network”. L’allarme è stato rilanciato da Luca Mercalli in un articolo sul quotidiano La Stampa. Come già ribadito nell’esclusiva intervista dello scorso numero, uno dei rimedi che possiamo mettere in pratica per limitare gli effetti dei cambiamenti climatici ed evitare di intaccare “il capitale Terra” è la transizione alle energie rinnovabili. Vedremo dunque cosa sono, quali sono, alcuni pro e contro e faremo degli esempi virtuosi.
LE ENERGIE RINNOVABILI
 Con il termine energie rinnovabili si intendono forme di energia che si rigenerano in tempi brevi se confrontati con i tempi caratteristici della storia umana. Le fonti di tali forme di energia sono dette risorse energetiche rinnovabili e in generale sono risorse naturali. Grazie alla loro capacità di rigenerarsi, molte risorse energetiche rinnovabili sono considerate “inesauribili”, nel senso che si rigenerano almeno alla stessa velocità con cui vengono consumate. Sono dunque “energie pulite”, ovvero non immettono nell’atmosfera sostanze inquinanti e/o climalteranti (quali ad esempio la CO2). Per tale motivo, sono alla base della cosiddetta “politica verde”. Inoltre le energie rinnovabili permettono l’uso di metodi sostenibili per il loro sfruttamento; in tal caso, il loro utilizzo non pregiudica le stesse risorse naturali per le generazioni future.
QUALI SONO: SUDDIVISIONI, DESCRIZIONE, PRO E CONTRO 
Possiamo suddividere le energie rinnovabili considerando come vengono “create”. Avremmo così due raggruppamenti principali ovvero le energie cosiddette “solari” e quelle “non solari”. Le prime a loro volta si suddividono in “solari dirette”, che sfruttano direttamente l’energia del sole; fotovoltaica e solare termica, e le “solari indirette”, che sfruttano indirettamente l’energia del sole: l’energia idroelettrica in cui il sole è il motore del ciclo dell’acqua, l’energia eolica in cui il sole è il responsabile dei moti convettivi che creano i venti, le energie delle biomasse e delle agroenergie in cui il sole è il responsabile della fotosintesi clorofilliana. Le “energie non solari” non hanno il sole come elemento “generante” e sono l’energia geotermica che deriva dal calore del nucleo terrestre, l’energia delle maree le quali derivano dall’attrazione lunare e l’energia delle onde.
ENERGIA FOTOVOLTAICA
L’energia fotovoltaica è quella che deriva dalla trasformazione dell’energia che proviene dalle radiazioni solari (cioè la luce) in energia elettrica. Sfrutta l’effetto fotoelettrico, ovvero il fenomeno fisico caratterizzato dall’emissione di elettroni da una superficie metallica quando questa viene colpita dai fotoni. Questa proprietà fu compresa da A. Einstein (Nobel per la Fisica 1921) riprendendo la precedente teoria di M. Planck. Lo “strumento” usato per la “produzione” di tale energia è il “pannello fotovoltaico”. Una serie di celle di silicio (opportunamente trattate), collegate in serie e in parallelo e poste sotto un vetro di protezione, captano l’energia solare “producendo” corrente di tipo continuo che, tramite uno strumento chiamato “inverter” viene immessa sulla rete come corrente alternata (quella che sfruttiamo comunemente in casa). In alcuni casi, se non si è connessi alla rete elettrica come nelle baite di montagna, si può creare un impianto “stand alone” ovvero si collegano i pannelli solari ad una batteria e si utilizza direttamente la corrente continua prodotta e stoccata. In quest’ambito la tecnologia sta facendo passi da gigante, infatti si stanno ideando svariati tipi di pannelli solari, come quelli sui coppi o sulle veneziane oltre che i classici pannelli da posizionare sui tetti o quelli posti su strutture mobili ad inseguimento. Anche dal punto di vista dell’efficienza si sono fatti dei passi avanti passando da un 16% fino a circa il 20% di efficienza. Non mancano le criticità, come ad esempio l’istallazione di grandi impianti su suolo agricolo anziché sui tetti delle costruzioni esistenti diminuendo, di fatto, la superficie agricola già abbondantemente a rischio cementificazione. Un’altra nota dolente è il riciclaggio, non tanto in termini di materiali, infatti circa il 99% dei componenti del pannello e riciclabile, ma in termini di tempistiche e quantità; considerando l’esponenziale aumento delle istallazione all’inizio del secolo e constatando l’efficienza degli stessi attorno ai vent’anni, ci troveremo a dover affrontare questa problematica a breve e forse sarebbe opportuna un’attenta analisi e programmazione.

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ENERGIA SOLARE TERMICA
Questa forma di energia sfrutta il semplice effetto serra. Un liquido che si riscalda facilmente viene fatto scorrere tramite una pompa in una serie di tubi in vetro oscurati posti al sole. Quest’ultimo scalda il liquido che giunge in uno scambiatore di calore dove riscalda l’acqua ad uso sanitario che giunge sino ai rubinetti. L’efficienza di questi impianti è abbastanza elevata, andiamo da circa il 42% in inverno fino ad oltre il 60-70% d’estate, ciò fa si che la bolletta del gas e le conseguenti emissioni si riducano sensibilmente. Anche per questo tipo di impianto la durata stimata è attorno ai 20 anni.
ENERGIA IDROELETTRICA
Questo tipo di energia è stato ampiamente utilizzato, soprattutto in Italia, dove si è sfruttata esponenzialmente fino agli anni ‘60 quando il disastro del Vajont fece decrescere gli investimenti sulle opere necessarie per la “produzione”. Il meccanismo è semplice: una diga od uno sbarramento fa si che vi sia un serbatoio d’acqua in quota che al bisogno viene rilasciata lungo ripide condutture che terminano in una turbina che collegata ad un alternatore (una sorta di grande dinamo) sfrutta il fenomeno dell’induzione elettromagnetica (legge di Faraday, la variazione del campo magnetico all’interno di una spira in rame produce un flusso di elettroni) per “produrre” energia elettrica di tipo continuo che viene convertita in corrente alternata per essere immessa in rete.
ENERGIA EOLICA
Questo tipo di energia sfrutta il vento. Questo viene a crearsi grazie a moti convettivi generati da zone a diversa temperatura. In una zona più calda, l’aria tende ad espandersi e salire, mentre in una più fredda tende a scendere, si crea così un moto convettivo, cioè il vento. Per sfruttare tale energia utilizziamo gli aerogeneratori (una sorta di grande ventilatore che funziona in maniera opposta) comunemente chiamati “pale eoliche”. Ve ne sono di diversi tipi, grandi o piccoli, ad asse verticale od orizzontale. Concentrandoci sui più classici “tripala” possiamo dire che sono formati da un basamento, un pilastro, dalla navicella che contiene tutti gli strumenti e dalle pale. Le pale intercettano il vento e ruotano collegate ad una alternatore che grazie alla legge di Faraday consente la “produzione” dell’energia elettrica continua che una volta convertita in alternata può essere immessa in rete. La produzione di questa energia desta numerosi dubbi nel nostro paese. Uno dei più gravi problemi è l’impatto paesaggistico, al quale dobbiamo aggiungere la discontinuità di produzione causata dai venti non costanti, il rumore delle pale che sferzano il vento e la quantità di superficie occupata.

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ENERGIA DELLE BIOMASSE E AGROENERGIE
È la forma di energia che da sempre sfruttiamo. La legna e gli scarti delle produzioni agricole una volta bruciati riemettono nell’aria la stessa quantità di CO2 che hanno assorbito durante la loro vita. Ma possiamo davvero definirle energie rinnovabili? Sì, a patto che si ripiantino gli alberi tagliati! Ma oltre alla legna possiamo parlare anche delle SRC (Short Rotation Coppice, ovvero i boschi cedui a turno breve), le siepi campestri, gli stocchi del mais, gli scarti della frutta a guscio, il biodiesel e il bioetanolo prodotti con l’olio delle colture oleaginose come girasole e colza, o zuccheri del mais e della barbabietola da zucchero. Questi ultimi, però, destano alcune preoccupazioni sia in termini di efficienza sia in termini di concorrenza con le colture da cibo.
ENERGIA GEOTERMICA
Questa forma di energia non dipende dal sole, bensì dal calore interno della terra. Il funzionamento è abbastanza semplice. Una sonda viene spinta fino a circa 100 metri di profondità fino a creare un circuito chiuso con all’interno un liquido che si scalda rapidamente e fatto circolare da una pompa. Vista la minima differenza di temperatura tra mandata e ritorno (circa 2 – 4 °C) si utilizza una pompa di calore. Un compressore, comprimendo il fluido caldo che risale, fa si che la temperatura raggiunga circa 40 – 60° e che attraverso uno scambiatore di calore scaldi l’acqua che giunge sino ai rubinetti. Il fluido leggermente più freddo viene fatto passare attraverso una valvola di espansione che riporta la temperatura ai valori iniziali così che il ciclo possa riprendere. Uno degli svantaggi di questo sistema è che la pompa di calore consuma parecchia energia elettrica. Questo sistema è adatto a impianti di riscaldamento a pavimento ed uno dei vantaggi è che, durante l’estate, invertendo il ciclo si può refrigerare la casa. Ovviamente questo sistema rende di più laddove ci siano le terme o fenomeni simili, come a Larderello in Toscana dove si sfrutta il vapore naturale per la produzione sia di energia termica sia di energia elettrica. La geotermia sui Colli Euganei è stata finora bene utilizzata per il funzionamento degli stabilimenti termali euganei che sono più di cento, spesso all’interno degli hotel stessi, e sono specializzati in balneoterapia, fangoterapia, idrokinesiterapia. Lo sfruttamento di questa risorsa è infatti disciplinato dalle Leggi Regionali 40/1989 e 28/1996 che stabiliscono che l’acqua termale deve essere utilizzata unicamente per usi curativo terapeutici. Nel 2008 è stato avviato un progetto pilota che prevede l’utilizzo geotermico “senza spreco di risorsa di acqua termale-minerale” e l’attivazione di un impianto con scambiatori di calore che, attraverso il fluido termale, sopperirà al fabbisogno termico di stabili attualmente riscaldati con combustibile.

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ENERGIA DELLE MAREE E DELLE ONDE Queste forme di energia sono ancora in via di sperimentazione. La prima sfrutta le correnti che si generano con l’alternarsi delle maree. Questi spostamenti d’acqua azionano delle turbine che collegate ad alternatori “producono energia elettrica. Le seconde possono “produrre” energia tramite delle pale o eliche sottomarine oppure attraverso delle grandi boe contenenti liquidi particolari che oscillando producono energia.
PERCHÉ INCENTIVARLE
Perché sono già divenute obbligatorie per le nuove costruzioni che devono essere in classe energetica A e supplire per il 50% del loro fabbisogno energetico termico ed elettrico attraverso solare termico e fotovoltaico. Per diminuire le emissioni di CO2 e rientrare nella Direttiva Europea 20 – 20 – 20 che impone ai paesi firmatari di ridurre le emissioni di CO2 del 20%, aumentare del 20% le energie rinnovabili e ridurre del 20% l’uso di energia entro il 2020. Per evitare di svuotare il portafoglio con le bollette a causa dal nostro patrimonio immobiliare che è un colabrodo energetico con la maggior parte degli immobili in classe E. Ridurre le problematiche ambientali date dai cambiamenti climatici. Tutti i paesi iniziano ad essere sensibili alle problematiche ambientali e stanno rettificando gli accordi internazionali di riduzione dei gas climalteranti, come l’accordo COP 21 di Parigi rettificato alla vigilia del G20 dello scorso settembre dai presidenti di Cina e USA. L’Italia, già firmataria dell’accordo, attende a breve la legge di rettifica.
ALCUNI ESEMPI VIRTUOSI SUI COLLI EUGANEI
Sui Colli Euganei si stanno sempre più diffondendo le energie rinnovabili. Di seguito riportiamo alcuni esempi virtuosi.
Impianto fotovoltaico a Casa Marina;
Impianto fotovoltaico a Teolo presso la scuola elementare con il progetto 1000 tetti fotovoltaici su 1000 scuole;
L’arcostruttura dei campi di pallavolo di Abano Terme e pallacanestro dell’Istituto Alberti che utilizza il gradiente termico dell’acqua termale per il riscaldamento;
Impianto fotovoltaico presso la scuola elementare di Este. Impianto fotovoltaico e di teleriscaldamento gestito dalla Sesa spa;
Impianto pubblico di produzione di energia da fotovoltaico installato sulla copertura della palestra comunale di Battaglia Terme;
Cogeneratore ad olio vegetale con teleriscaldamento esteso alla palestra ed al plesso scolastico di Arquà Petrarca;
Centrale di Teleriscaldamento a biomasse presso l’Istituto “Kennedy” di Monselice

Filippo Rossato