Cosa sono le Energie Rinnovabili? Come funzionano?
Le energie rinnovabili derivano direttamente da fonti energetiche che fanno parte della struttura fisica del nostro Pianeta e che, quindi, vengono costantemente riprodotte da mezzi presenti in natura. In altri termini, non possono esaurirsi. Le fonti di energie rinnovabili possono essere individuate nel sole, nell’aria, nelle profondità terrestri e negli oceani. Queste fonti vengono spesso definite “alternative”, in quanto si pongono come valide sostitute ai combustibili fossili come il petrolio e il carbone. Questa particolare proprietà non le rende, però, sicure al 100% per l’ambiente. Per esempio, le dighe possono sfruttare la potenza dell’acqua ma, allo stesso tempo, nuocere ai pesci e alla fauna acquatica. Inoltre, le pale eoliche usano la potenza del vento per creare energia elettrica. Ciononostante, l’impatto ambientale derivante dalla loro produzione e dalla loro azione non è trascurabile. Va comunque precisato che le energie rinnovabili producono un’impronta ambientale di gran lunga inferiore ai combustibili fossili. Questo è il motivo principale per cui sono così importanti e, se sfruttate correttamente, possono rendere la Terra un luogo sempre meno inquinato. I cambiamenti climatici sono sotto gli occhi di tutti. Di conseguenza, scegliere una strada più ecologica migliorerà la situazione ambientale globale, garantendo uno stato di salute migliore per tutti gli individui. Ciò che è amico dell’ambiente sta diventando sempre più anche amico dell’economia (sia per i cittadini, sia per le aziende). In molte parti del mondo il solare e l’eolico sono meno costosi dei combustibili fossili. Il loro costo continua a scendere di anno in anno.
Ma come funzionano esattamente le energie rinnovabili? Ecco di seguito alcune fonti di fonti energetiche alternative da cui si può attingere per aiutare il mondo a diventare un posto più verde e per ridurre il surriscaldamento globale. Il sole, come si vedrà, possiede un ruolo importante in molte di queste.
Energia Solare
Tra le energie rinnovabili questa è probabilmente la più conosciuta. Lo sviluppo di molteplici tecnologie ha permesso di sfruttare l’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 si servono di celle 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 può essere considerato una forma particolare di energia solare: l’incostante riscaldamento o raffreddamento dell’atmosfera causa la formazione dei venti, così come la rotazione terrestre e altri fattori topografici. Se per molti catturare il vento può sembrare una chimera, le turbine e le pale eoliche sono state ideate proprio per questo scopo. Grazie alle correnti dei venti riescono a produrre energia elettrica. Se, su grande scala, i sistemi più importanti servono per produrre energia utile a molti enti e organizzazioni, in alcune zone i mulini a vento sono tuttora utilizzati a livello locale per far funzionare i macchinari delle fattorie. Le turbine elettriche possono essere integrate con la rete energetica pubblica. Quando soffia il vento, il sistema compensa la necessità di energia elettrica che, altrimenti, verrebbe fornita dall’ente incaricato.
Energia Geotermica
Tra le energie rinnovabili si può annoverare anche quella geotermica, che sfrutta il calore prodotto internamente dalla Terra. Questo calore viene prelevato in superficie, da rocce calde o da riserve di acqua presenti sotto la superficie terrestre. 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 include: il riscaldamento di impianti manifatturieri, uffici e serre ed essere utilizzato per vari processi industriali (per 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 derivata dallo scorrimento dell’acqua viene sfruttata in modo diverso e convertita in energia elettrica. Il sistema più conosciuto è sicuramente quello delle dighe, dove l’acqua viene raccolta in un bacino e poi rilasciata e fatta passare attraverso delle turbine che, a loro volta, produrranno elettricità. Le centrali che svolgono questo processo vengono denominate 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, termica, deriva dal riscaldamento dell’acqua da parte del sole e, la seconda, dal moto delle onde e delle maree. L’energia “meccanica” dell’oceano sfrutta le onde e il flusso delle maree causati dai venti, dalla rotazione terrestre e dall’influenza gravitazionale prodotta dalla luna.
Mentre le cinque appena analizzate prevedono uno sfruttamento diretto dei processi naturali, le energie rinnovabili che seguono devono essere prodotte per via meccanica.
Bioenergia
La bioenergia è prodotta dalle biomasse, utili per creare calore, elettricità e combustibili liquidi quali l’etanolo e il biodiesel. La biomassa è un residuo organico che deriva da piante o animali. Esistono diversi sistemi che permettono di generare energia elettrica dalle biomasse. Alcuni che le bruciano direttamente e 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. Le cartiere per esempio, bruciando i residui di legno, sono in grado di produrre energia elettrica e calore per il riscaldamento. Le fattorie possono convertire gli scarti prodotti dal bestiame in elettricità servendosi di piccoli sistemi modulari. Le città hanno la possibilità di sfruttare il gas metano creato dalla digestione anaerobica dei rifiuti organici nelle discariche e utilizzarlo 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 viene anche ricavato in determinate situazioni da alcune alghe e batteri usando l’energia del sole. Possiede anche un’elevata potenzialità energetica e produce un livello di inquinamento pressoché nullo quando bruciato. L’idrogeno liquido viene utilizzato dal 1950 per lanciare in orbita Shuttle e altri razzi spaziali. Le celle a combustibile vengono utilizzate per produrre energia elettrica tramite l’energia chimica prodotta dall’unione di ossigeno e idrogeno per la produzione di acqua. Va precisato che la commercializzazione di tali celle è ancora limitata dati i costi elevati.
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.