Cosa sono le Energie Rinnovabili e come funzionano?
Le energie rinnovabili derivano direttamente da fonti energetiche che fanno parte della struttura fisica del nostro pianeta, e che quindi, si producono costantemente in natura. In altri termini, non possono esaurirsi. Le fonti di energie rinnovabili annoverano quindi il sole, l’aria, le profondità terrestri e gli oceani. Queste forme di energia (che si definiscono a volte in maniera un po’ semplicistica “alternative”), dimostrano di essere valide sostitute ai combustibili fossili come il petrolio e il carbone. Questa particolare caratteristica tuttavia, non determina un loro impatto neutro sull’ambiente. Prendiamo ad esempio le dighe, che possono sfruttare la potenza dell’acqua, ma allo stesso tempo, nuocere a flora e fauna acquatica. Altro esempio può essere l’impatto ambientale delle pale eoliche, derivante dalla loro produzione e messa in funzione. È necessario comunque precisare che le energie rinnovabili producono un’impronta ambientale di gran lunga inferiore ai combustibili fossili. Ecco perchè, grazie ad un loro corretto utilizzo, possono contribuire a rendere il nostro pianeta un luogo meno inquinato.
I cambiamenti climatici sono sotto gli occhi di tutti. Di conseguenza, scegliere una strada che tenda ai principi dell’ecologia non potrà che influire positivamente sulla situazione ambientale globale, migliorando anche la salute di tutti gli individui. Ciò che è amico dell’ambiente sta diventando sempre più anche amico dell’economia (sia per i cittadini, che per le aziende). In molte parti del mondo il solare e l’eolico sono meno costosi dei combustibili fossili, ed il loro costo continua a scendere di anno in anno.
Ma come funzionano esattamente le energie rinnovabili? Ecco di seguito un’analisi di alcune fonti energetiche alternative, già in uso per aiutare il mondo a diventare un posto più verde, e per ridurre il surriscaldamento globale. Il sole, come si vedrà, riveste un ruolo importante in molte di queste.
Energia Solare
Energia Solare
Tra le energie rinnovabili questa è probabilmente la più conosciuta. Lo sviluppo di molteplici tecnologie ha permesso lo sfruttamento dell’energia solare per produrre elettricità e calore. Alcuni esempi sono l’illuminazione, l’acqua calda e, anche se può sembrare paradossale, i sistemi di raffreddamento per le industrie. Gli impianti fotovoltaici utilizzano speciali celle in silicio per catturare l’energia solare e per convertirla in energia elettrica. Gli impianti solari termici, inoltre, permettono di riscaldare l’acqua in edifici e aziende. Infine, i progetti architettonici all’avanguardia sfruttano passivamente il sole come fonte di luce, per il riscaldamento e per il raffreddamento. I proprietari delle case, delle aziende e gli enti governativi possono trarre vantaggi dell’energia solare in molti modi: installando, per esempio, sul tetto un sistema fotovoltaico domestico o dei pannelli solari commerciali.
Energia Eolica
Il vento produce una forma particolare di energia. L’incostante riscaldamento e raffreddamento dell’atmosfera unito alla rotazione terrestre e ad altri fattori topografici, rappresenta la causa della formazione dei venti. L’obiettivo di catturare il potere di questi flussi in passato, sembrava quasi una chimera. Nel corso degli anni, lo sviluppo di tecnologie come le turbine e le pale eoliche ha permesso di produrre energia elettrica a partire dai flussi eolici. Se i sistemi più importanti servono per produrre energia su grande scala (per enti, imprese e organizzazioni), in alcune zone i mulini a vento sono tuttora una valida alternativa. Ad esempio si utilizzano a livello locale per permettere il funzionamento dei macchinari delle fattorie. Le turbine elettriche inoltre, hanno la capacità di integrarsi con la rete energetica pubblica. Quando soffia il vento quindi, il sistema compensa la necessità di energia elettrica che, altrimenti, giungerebbe tramite la rete dall’ente incaricato.
Energia Geotermica
Tra le energie rinnovabili annoveriamo anche quella geotermica, che sfrutta il calore delle profondità del nostro pianeta. Questo si preleva da rocce calde o da riserve di acqua presenti nel sottosuolo. Gli impianti geotermici sfruttano queste fonti di calore per generare energia elettrica. L’uso dell’energia geotermica può avvenire su larga scala per riscaldare edifici commerciali. Il suo sfruttamento diretto permette il riscaldamento di impianti manifatturieri, uffici e serre. Inoltre risulta utile per alimentare diversi processi industriali (ne è un esempio la pastorizzazione del latte).
Energia Idroelettrica
La sua scoperta risale a molti secoli fa, quando l’energia dell’acqua veniva utilizzata per il funzionamento di mulini e segherie.
Oggi, l’energia cinetica derivante dallo scorrimento dell’acqua si sfrutta in modo diverso convertendola in energia elettrica. Il sistema più conosciuto è sicuramente quello delle dighe. In questi casi, l’acqua raccolta in un bacino viene rilasciata ad intervalli predeterminati. Passando quindi attraverso delle turbine, ne permette il movimento che si traduce in elettricità. Le centrali che svolgono questo processo si definiscono centrali con impianti di accumulazione, in cui l’acqua viene riciclata tra i bacini inferiori e quelli superiori per controllare la produzione di elettricità tra i periodi di bassa e massima domanda. Un secondo sistema idroelettrico può essere individuato nelle centrali ad acqua fluente, in cui una porzione di fiume viene deviata in un canale e fatta scorrere attraverso delle turbine che ruotano grazie alla velocità dell’acqua. Un terzo sistema è quello delle centrali a bacino. In questo caso l’acqua viene accumulata in un bacino o lago artificiale grazie a una diga per poi essere fatta scendere in condotte forzate che, a loro volta, conducono l’acqua attraverso delle turbine responsabili per la produzione di elettricità. Alla fine del percorso l’acqua viene reimmessa nel flusso del fiume, a differenza del primo sistema in cui l’acqua viene riportata nel bacino superiore.
Energia degli Oceani
Le energie rinnovabili prodotte dagli oceani sono due: la prima di natura termica, deriva dal riscaldamento dell’acqua, determinato dall’azione del sole. La seconda, deriva dal moto delle onde e dalle maree. L’energia “meccanica” dell’oceano è rappresentata questi flussi causati dai venti, dalla rotazione terrestre e dall’influenza gravitazionale prodotta dalla luna.
Se le tipologie analizzate fin qui prevedono uno sfruttamento diretto dei processi naturali, le energie rinnovabili che seguono si generano invece per via meccanica.
Bioenergia
La bioenergia si produce dalle cosiddette biomasse; composti di scarto utili per creare calore, elettricità e combustibili liquidi, quali l’etanolo e il biodiesel. La biomassa è un residuo organico derivante da piante o animali. Esistono diversi sistemi che permettono di generare energia elettrica dalle biomasse. Alcuni le bruciano direttamente, mentre altri sfruttano il metano prodotto dalla naturale decomposizione della materia organica.
Le aziende e le organizzazioni che si occupano del trasporto di persone o merci, possono convertire i loro mezzi in veicoli che utilizzano biocarburanti.
Le industrie manifatturiere, bruciando la biomassa, riescono a produrre il calore incanalato nelle turbine per produrre energia elettrica. In alcuni casi, il processo può avere un doppio scopo: produrre elettricità e riscaldare la struttura. Ne sono un esempio le cartiere, che possono produrre energia elettrica e calore per il riscaldamento degli ambienti, bruciando i residui di legno. Le fattorie invece, possono convertire liquami e altri scarti prodotti dal bestiame in elettricità, servendosi di piccoli sistemi modulari. Le città hanno poi la possibilità di sfruttare il gas metano creato dalla digestione anaerobica dei rifiuti organici, utilizzandolo come combustibile per generare elettricità.
Idrogeno: elevata energia, basso inquinamento
L’idrogeno è l’elemento più semplice e più abbondante sulla Terra, anche se non è presente in natura sotto forma di gas. Si può trovare in composti organici quali gli idrocarburi (benzina, gas naturale, metano e propano) e l’acqua (H2O). L’idrogeno inoltre, si ricava, in determinate situazioni, da alcune alghe e batteri usando l’energia del sole. Possiede poi un’elevata potenzialità energetica e produce un livello di inquinamento pressoché nullo dopo la sua combustione. L’idrogeno liquido viene utilizzato dal 1950 per lanciare in orbita tutta una serie di vettori spaziali. Le celle a combustibile si utilizzano per produrre energia elettrica partendo dall’energia chimica (prodotta dall’unione di ossigeno e idrogeno). Va precisato che la commercializzazione di tali celle è ancora limitata, dati i costi elevati.
Preziosi alleati per il futuro
Le energie rinnovabili costituiscono una valida alternativa ai combustibili fossili. Molte compagnie private ed enti pubblici sono alla ricerca di fonti di energia pulite per sostenere i loro bisogni energetici. Le motivazioni sono varie: finanziarie, regolamentari o riguardanti la responsabilità ecologica. Le energie rinnovabili derivano direttamente da aria, acqua e sottosuolo. La proprietà più importante è la loro potenziale esistenza continua e ininterrotta.
In conclusione, le energie rinnovabili rappresentano una risorsa essenziale per affrontare le sfide globali legate al cambiamento climatico e alla sostenibilità energetica. Investire in queste fonti pulite non solo aiuta a ridurre le emissioni di gas serra e l’inquinamento atmosferico, ma promuove anche la creazione di nuovi posti di lavoro e contribuisce a una maggiore indipendenza energetica. Sfruttare appieno il potenziale delle energie rinnovabili richiede impegno, innovazione e cooperazione internazionale. È fondamentale che governi, aziende e cittadini continuino a lavorare insieme per accelerare la transizione verso un futuro energetico sostenibile e basato su fonti pulite e inesauribili.