Potenzialità globali per l’energia eolica

Energia eolica - Foto di Andrea Kratzenberg

Lo sfruttamento dell’energia eolica su scala globale potrebbe soddisfare e superare il fabbisogno mondiale attuale di energia elettrica. Le simulazioni effettuate da un team di scienziati americani mettono in luce le reali potenzialità dell’energia prodotta dal vento.

Le potenzialità dell’eolico come fonte globale per la produzione di energia elettrica sono valutabili grazie all’impiego dei dati meteorologici in un sistema di simulazione.

Le analisi di questi dati indicano che un network di turbine da 2,5 MW (megawatt), posto in aree non urbane, su suoli non forestali e liberi da coperture nevose o ghiacciai, operanti almeno al 20% delle loro potenzialità, potrebbero coprire più di 40 volte il consumo elettrico mondiale e più di 5 volte il consumo mondiale totale di energia in tutte le sue forme.
Tali stime sono state effettuate considerando anche i quantitativi di elettricità che potrebbero essere ottenuti usando una rete di turbine più grosse (da 3,6 MW) poste in acque oceaniche costiere.

E’ quanto afferma un team di ricercatori della Harvard University che ha pubblicato i risultati dello studio sulla rivista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

In Europa come negli Stati Uniti e nel resto del mondo l’energia eolica rappresenta attualmente solo una piccola frazione rispetto al totale di energia prodotta.
The Global Wind Energy Council ha pianificato un possibile incremento mondiale della produzione di energia eolica pari a 17 volte quella attuale entro il 2030 e Short et al., usando il modello elaborato dal National Renewable Energy Laboratory, ha valutato che l’energia prodotta dal vento potrebbe arrivare a coprire il 25% del fabbisogno elettrico americano entro il 2050.

In uno studio precedente erano stati raccolti dati provenienti da 7753 stazioni meteorologiche distribuite negli Stati Uniti, in Europa e in Asia situate in aree dove la velocità del vento aveva una media annuale pari a 6,9 m/s.

I risultati stimarono che il 20% del potenziale globale totale dell’energia eolica prodotta poteva fornire 7 volte l’energia elettrica consumata al mondo.

Lo studio dei ricercatori di Harvard si basa sulla simulazione dei venti ottenuta da un sistema di modellizzazione elaborato dalla NASA, il Goddard Earth Observing System Data Assimilation System (GEOS-5 DAS) unita ai dati meteorologici provenienti sia da stazioni meteorologiche a terra sia da una combinazione di dati provenienti da voli aerei, palloni, navi, sonde e satelliti.
Lo scopo è di lavorare su un insieme di dati che possa fornire le migliori stime globali possibili.

Gli scienziati hanno ipotizzato un network di turbine con una capacità pari a 2,5 MW e una serie di turbine più grandi (da 3,6 MW) poste in acque costiere.
Nella distribuzione simulata delle turbine hanno anche tenuto conto dei costi di costruzione bilanciandoli con la possibilità di posizionare in modo realistico le turbine per catturare i venti più forti presenti nelle regioni considerate.
Sono state volutamente escluse le aree densamente popolate, le zone occupate dalle foreste e gli ambienti caratterizzati da nevi e ghiacci perenni (come Groenlandia e Antartide).
Alcune restrizioni sono state praticate anche per le turbine poste in oceano: la profondità massima dell’acqua non supera i 200 m e la distanza dalla costa può arrivare a 50 miglia nautiche (92,6 km).

Circa l’1% dell’energia solare assorbita dalla Terra viene convertita in energia cinetica nell’atmosfera e dissipata tramite frizione sulla superficie terrestre. Se consideriamo che questa energia possa essere dissipata in modo uniforme sull’intera superficie terrestre (cosa che non può avvenite) questo presupporrebbe una fonte energetica media pari a circa 22 volte l’attuale consumo globale totale annuale di energia.

Restringendo la stima alla sola superficie occupata dagli Stati Uniti d’America la fonte potenziale di energia corrisponderebbe a oltre 5,3 volte l’attuale consumo annuale di energia.

Bisogna comunque considerare che l’energia eolica non è distribuita in modo omogeneo e la dissipazione dipende sia dalla forza del vento nella troposfera sia dalle caratteristiche della superficie terrestre considerata.

La maggiore diffusione dell’eolico nei principali Paesi industrializzati e grandi produttori di gas serra consentirebbe un passo decisivo verso uno sviluppo sostenibile.

Se i 10 Paesi che emettono più anidride carbonica dovessero adottare l’eolico tra le principali fonti energetiche, in base alle loro peculiarità geografiche la Russia, il Canada e gli Stati Uniti occuperebbero le prime tre posizioni come produttori di energia eolica.

Esistono purtroppo alcuni fattori limitanti allo sviluppo dell’eolico che rendono le stime date dalle simulazioni molto differenti rispetto alla realtà dei nostri giorni:

  • I costi della realizzazione degli impianti sono molto elevati perciò, allo stato attuale, l’eolico rimane ancora più costoso rispetto alle fonti energetiche tradizionali.
  • Il vento è una fonte di energia intermittente e si concentra prevalentemente in determinati periodi dell’anno che variano da regione a regione perciò è necessario studiare sistemi per stoccare in modo efficiente l’energia su grande scala e per lunghi periodi di tempo.
  • In alcune aree, come in Russia e in Canada, lo sfruttamento del vento potrebbe essere attuato solo in luoghi remoti, molto lontani dai centri abitati, con il conseguente aumento dei costi per la realizzazione di stazioni intermedie per la raccolta e la distribuzione dell’energia che deve avvenire tramite reti che consentano la minore dispersione possibile.
  • In altri Paesi i limiti sarebbero legati principalmente all’impatto paesaggistico negativo di questi impianti.

Nonostante questi e altri fattori che limitano lo sviluppo dell’eolico, è chiaro che questa fonte energetica alternativa potrebbe contribuire in modo significativo a risolvere la richiesta energetica in numerosi Paesi.

Lo sviluppo dell’eolico su larga scala in Cina potrebbe consentire un incremento di 18 volte l’energia erogata nel Paese durante il 2005 e ben l’89% dell’energia eolica potrebbe derivare da impianti costruiti su terraferma, mentre la restante parte sarebbe prodotta da turbine poste sulla superficie marina.
Le potenzialità dell’eolico negli Stati Uniti sono persino maggiori e si potrebbe coprire 23 volte il consumo di elettricità del Paese con bene l’84% degli impianti costruiti su terraferma.

L’impiego congiunto di diverse tecnologie per lo sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili come il solare e l’eolico potrebbe garantire un approvvigionamento energetico più che sufficiente per il fabbisogno attuale e per le future necessità dettate dallo sviluppo tecnologico e sociale dell’umanità.

Se oggi le innovazioni tecnologiche per lo sfruttamento dell’energia solare sembrano aver reso più economicamente interessante la costruzione degli impianti, ancora molta strada resta da fare per quanto riguarda lo sviluppo dell’eolico.

Nonostante l’ottimo livello della ricerca che potrebbe consentire già nei prossimi anni un efficiente sfruttamento di numerose fonti energetiche rinnovabili, rimangono aperte spinose questioni politiche e sociali che potrebbero rallentare drammaticamente lo sviluppo delle rinnovabili in molti Paesi.