Intervista a Domenico Coiante, esperto di energie rinnovabili
di Marta Zarelli
Sono rinnovabili quelle fonti energetiche alimentate da flussi naturali che
hanno la comune caratteristica di rigenerarsi. Originate in prevalenza dalla
radiazione solare, sono potenzialmente inesauribili ed hanno un impatto
ambientale minimo durante il ciclo previsto per la produzione di energia.
La promozione per l’utilizzo di queste fonti comporterebbe un giusto
equilibrio tra produzione energetica e impatto ambientale, consentendo
di ridurre il ricorso ai combustibili fossili che emettono inquinanti.
Iniziamo questo percorso con il solare, dedicando questa sezione alla
produzione di energia da impianti fotovoltaici.
La tecnologia fotovoltaica consente di trasformare l’energia solare
in energia elettrica, sfruttando l’effetto fotovoltaico. Il processo di
conversione è assicurato dalle proprietà di materiali semiconduttori
(come il silicio) che, opportunamente trattati sono in grado di generare
elettricità se colpiti dalla radiazione solare, senza l’uso di alcun
combustibile.
E’ possibile installare un impianto fotovoltaico di piccole dimensioni
direttamente sul tetto della propria abitazione. Tale impianto, connesso
alla rete di distribuzione dell’energia elettrica, si compone di campi
fotovoltaici, che producono corrente continua, e di un inverter, necessario
per trasformare la corrente continua in alternata, che è quella utilizzabile
dalla rete. La rete supporta l’impianto nei periodi in cui le richieste
dell’utenza eccedono la produzione da fonte solare ed acquista l’energia
nel caso in cui la produzione dell’impianto è eccedente al fabbisogno
dell’utente.
Approfondiamo l’argomento con Domenico Coiante, Responsabile del
Settore Fonti Rinnovabili dell’ENEA per oltre dieci anni e esperto in
ricerca e gestione dei programmi nel campo del fotovoltaico e dell’eolico
del CNEN e dell’ENEA.
E’ conveniente, considerati gli elevati costi, investire nel
fotovoltaico con le tecnologie a disposizione?
Il prezzo degli impianti fotovoltaici di piccola taglia è oggi ad un livello tale
che il costo del kWh prodotto, considerate le condizioni medie
d’insolazione annuale disponibili sul territorio italiano (circa 1500 ore) e un
ammortamento dell’investimento al 5% d’interesse per la vita dell’impianto
di 25 anni, si aggira intorno agli 0.4 € contro gli 0.07 € dell’elettricità
convenzionale. Sul piano economico, è evidente che, a queste condizioni,
non è conveniente investire. Tuttavia, riconoscere le grandi qualità
ambientali dell’energia fotovoltaica può essere tradotto in termini
economici, in modo da compensare il deficit, come ad esempio ha fatto
la Germania con una legge che riconosce al kWh fotovoltaico un valore di
0.48 € a carico della collettività e come, in parte, si sta facendo in Italia.
Si tratta soltanto di assumere una corretta e responsabile posizione
ufficiale del governo in relazione alla necessità e all’urgenza di contrastare
realmente la crisi climatica incombente.
Vantaggi e svantaggi della tecnologia fotovoltaica.
I principali vantaggi risiedono nell’estrema pulizia della produzione di
elettricità. Infatti, non vengono rilasciati effluenti, non ci sono parti
meccaniche in movimento e pertanto non si produce alcun rumore. Inoltre
l’elettricità viene prodotta in modo decentrato vicino alle utenze, limitando
in tal modo la presenza delle linee di distribuzione e realizzando
un modello produttivo diffuso, alternativo a quello delle grosse centrali,
in linea di principio, molto più affidabile. Un ulteriore vantaggio consiste nell’elevato grado d’affidabilità ormai raggiunto dai generatori fotovoltaici:
i costruttori garantiscono i moduli per 25 anni, pari all’intera durata di vita.
In commercio non esiste alcun altro prodotto industriale che offra tale
garanzia.
Ai vantaggi già esaminati sopra occorre aggiungere una visione strategica
sulle prospettive della tecnologia fotovoltaica. I costi così alti del kWh
fotovoltaico dipendono da due fattori: il volume di mercato troppo piccolo
e il basso valore dell’efficienza di trasformazione della radiazione solare in
elettricità. Però, se si guarda al passato, si scopre che i costi di
produzione sono passati da 70 €/Watt del 1979 ai 5 €/Watt attuali.
Nello stesso tempo l’efficienza di conversione dei moduli è passata dal
5% al 15% odierno.
Sono in corso di sperimentazione nuovi materiali fotovoltaici e nuove
tecnologie, che hanno dimostrato efficienze di conversione situate nella
fascia dal 18 al 39%. Questi risultati della ricerca autorizzano a prevedere
nel breve un ulteriore miglioramento del valore dell’efficienza dei prodotti
commerciali attuali con il conseguente abbattimento del costo del kWh
prodotto dagl'impianti. L’effetto di scala sul mercato porterà l’energia
fotovoltaica alla concorrenzialità in tempi compatibili con lo sviluppo di
questo modo nuovo di produrre energia solare. L’emergenza ambientale
potrebbe imprimere un’accelerazione a questo processo, portando
nell’arco di una ventina d’anni alla svolta energetica verso il solare.
I principali svantaggi sono di natura tecnica, collegati alla intermittenza
della produzione di elettricità conseguente all’alternarsi del giorno e della
notte, al variare della durata dell’intensità solare con le stagioni ed infine al
verificarsi dei fenomeni climatici. E’ evidente che in mancanza della luce
solare non esiste produzione d’elettricità. Pertanto non è pensabile un
sistema elettrico basato interamente sul fotovoltaico senza dotare gli
impianti di un adeguato sistema d’accumulo dell’energia solare, che deve
consentire il superamento dei periodi di assenza di produzione diretta.
Di fronte ad un continuo aumento del fabbisogno energetico
mondiale, che ruolo potrà avere il solare come soluzione per
ridurre la dipendenza dei combustibili fossili e come potrà
contribuire al raggiungimento di una migliore qualità ambientale?
Le dimensioni del fabbisogno energetico dell’umanità sono talmente
grandi che la produzione d’energia fotovoltaica sui tetti e sulle facciate
degli edifici può arrivare a ricoprire una frazione molto piccola di tale
fabbisogno. Per incidere significativamente sulla sostituzione dei
combustibili fossili, e quindi sulla qualità ambientale, sono necessari ben
altre dimensioni della superficie complessiva degli impianti. Questo tipo
d’interventi va comunque incoraggiato ed il suo significato deve essere
ricercato nell’opportunità offerta dalla tecnologia di dimostrare all’opinione
pubblica allargata l’effettiva capacità a produrre significative quantità
d’elettricità.
Ormai anche l’organizzazione più conservatrice in fatto d’energia, come
è il World Energy Council, ha riconosciuto nei documenti conclusivi degli
ultimi congressi mondiali che il ruolo dell’energia solare dovrà passare dal
contributo attuale di circa il 12-15%, quasi per intero dovuto alle
biomasse, ad un contributo progressivamente più significativo per due motivi.
Il primo è collegato all’inevitabile esaurimento della disponibilità di
combustibili fossili a basso costo ed il secondo, divenuto ormai sempre
più urgente, è connesso alla necessità di contrastare la crisi climatica
globale, la cui causa è riconosciuta nella crescita abnorme della
concentrazione atmosferica di anidride carbonica.
Qual è il futuro del fotovoltaico?
Il futuro del fotovoltaico è collegato strettamente, oltre che al
raggiungimento degli obiettivi economici, anche e soprattutto al
superamento dello svantaggio tecnico dovuto alla intermittenza della fonte
solare. Si deve trovare il modo ed il mezzo per accumulare l’energia
elettrica generata dai moduli fotovoltaici ed erogarla con continuità
temporale agli utenti. Il fatto di produrre direttamente, senza altre
trasformazioni fisiche, l’energia elettrica dalla conversione della radiazione
solare costituisce l’opportunità per inviare tale elettricità agli apparecchi
per l’elettrolisi dell’acqua, con i quali generare corrispondenti quantità
d’idrogeno. L’idrogeno può essere accumulato, conservato e riutilizzato
successivamente per alimentare le celle a combustibile, da cui si può
riottenere l’elettricità in tempi e luoghi differiti. In tal modo è garantita la
continuità dell’erogazione d’elettricità verso gli utenti. Quindi la produzione
e l’accumulo dell’idrogeno può permettere il superamento
dell’intermittenza della produzione degli impianti fotovoltaici. Concludendo,
si può affermare che il fotovoltaico può avere un futuro molto significativo
soltanto nell’ambito di una strategia energetica ed ambientale che
comprenda la produzione elettrolitica dell’idrogeno e la sua diffusione
in tutti gli usi.
