Un nuovo futuro per le rinnovabili marine in Italia. I progetti CNR

5 Agosto 2020 NEWS , RICERCA DI SISTEMA
Un nuovo futuro per le rinnovabili marine in Italia. I progetti CNR

Con oltre 7mila km di costa, il nostro Paese possiede un inestimabile potenziale per la crescita delle risorse rinnovabili marine.

Da alcuni anni l’Unione Europea si è dotata di un piano strategico comune per l’Energia, il SET (Strategic Energy Technology) – Plan, con l’obiettivo primario di spingere, con decisione, verso la  transizione ad un sistema energetico non-climalterante attraverso il veloce sviluppo di tecnologie competitive a bassa emissione di carbonio: in tale scenario, la produzione di energia da fonti rinnovabili è uno dei principali strumenti per proiettare l’Europa verso una produzione energetica completamente ecosostenibile. Con il SET Plan l’Unione Europea vuole quindi rafforzare il suo ruolo di leadership mondiale nel settore delle rinnovabili, opportunamente sintetizzato nello slogan EU number one in renewable energy.

RINNOVABILI MARINE FONDAMENTALI PER LA CLEAN ENEGY TRANSITION

Con l’arrivo della imprevedibile crisi economica, scatenata dalla pandemia COVID-SARS2, sviluppare tecnologie per l’energia pulita sarà più complesso, perché il capitale a disposizione è stato intaccato e il petrolio a livelli così bassi mette fuori mercato molti tipi di energia. Tuttavia, attraverso il grande piano del Green Deal per il rilancio sostenibile, l’Unione punta a trasformare l’Europa in una società prosperosa ed equa, attraverso lo sviluppo di una economia circolare, moderna e competitiva, che possa consentire il conseguimento della neutralità climatica per il 2050, e identifica nelle tecnologie rinnovabili marine (vento, onde, correnti, isole solari) la chiave di volta per la transizione del sistema energetico europeo verso l’energia pulita (Clean Energy Transition).

La stessa commissione indica l’eolico marino come la tecnologia più matura e promettente, con un rateo di crescita che potrebbe arrivare a 240-440 GW entro il 2050 a fronte dei 22 GW attualmente disponibili. Un sistema di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili richiede un adeguato sistema infrastrutturale, capace di adattarsi alle fluttuazioni di produzione tipiche delle fonti rinnovabili, e di un sistema di immissione in rete adeguato ed efficiente che integri in maniera smart un sistema di stoccaggio (ad es., power-to-X) capace di garantire un elevato livello di resilienza del sistema elettrico europeo.

RINNOVABILI MARINE: UN POTENZIALE PER L’ITALIA

In questo contesto europeo, il Mediterraneo, e in particolare il nostro Paese, può giocare un ruolo strategico per il sistema energetico europeo: solo l’Italia, con oltre 7mila km di costa, possiede un inestimabile potenziale per una crescita ecosostenibile delle risorse rinnovabili marine. Fino ad oggi lo sviluppo delle tecnologie rinnovabili marine nel Mediterraneo ha avuto un livello di crescita estremamente lento: la potenza elettrica realmente installata è limitata a pochi dimostratori per l’eolico e a progetti pilota per l’energia dalle onde e correnti.

Il Governo italiano ha recentemente elaborato un Piano nazionale integrato per l’Energia e il Clima (PNIEC), fissando gli obiettivi della strategia energetica fino al 2030. Sebbene la maggior parte dell’input energetico da fonti rinnovabili sia ancora delegato al solare PV e all’eolico a terra, le energie rinnovabili marine, e in particolare l’eolico marino, iniziano ad assumere un ruolo importante, con circa 900 MW da installare entro il 2030 (di cui 30 MW previsti per il 2021 con l’impianto eolico a mare di Taranto).

La risorsa energetica marina tecnicamente disponibile nel Mediterraneo è prevalentemente distribuita tra onde, vento e sole, mentre correnti e maree possono dare un apporto piuttosto limitato. Se dal punto di vista della risorsa, l’energia da moto ondoso ha potenzialità davvero elevate, dal punto di vista tecnologico non ha ancora trovato una soluzione realmente efficace, confinando questa risorsa ad applicazioni limitate e particolari (magari, ancillari di altre fonti rinnovabili e non), anche in una prospettiva di medio periodo. La tecnologia per il “solare a largo” (quella appunto delle isole solari), relativamente recente, almeno in mare aperto è di grande interesse e con un buon potenziale per il futuro energetico dell’area mediterranea.

EOLICO MARINO: OCCASIONE PER IL MEDITERRANEO

Certamente, la tecnologia per l’eolico marino, attraverso la tecnologia con pali fissati sul fondale marino (bottom-fixed), e diffusamente usata nelle fattorie eoliche marine del Mar del Nord, ha già raggiunto livelli di maturità elevati, rendendola competitiva con altre tecnologie utilizzate a terra. Purtroppo questa tecnologia non è utilizzabile nel Mediterraneo, a causa dei fondali tipicamente superiori agli 80-100 m, almeno nella regione di mare compresa tra i 5 ed i 40 km da costa, cioè quella che, per il basso impatto visivo da terra, viene maggiormente utilizzata per le installazioni di turbine eoliche a largo.

Solo recentemente, con l’avvento della tecnologia su piattaforma galleggiante è stato possibile parlare di eolico nel Mediterraneo, aprendo grandi prospettive di crescita nell’area, con interessanti margini di riduzione dei costi (oltre il 40%) da qui al 2030 e ancora fino al 2050. Studi sul potenziale eolico marino hanno mostrato come questa tecnologia costituisca una ottima opportunità per il Mediterraneo, proprio per la disponibilità di grandi aree con velocità e stabilità della risorsa, e con profondità dei fondali adeguate per essere utilizzate: con l’attuale tecnologia, si stima una capacità di potenza installabile nel Mediterraneo superiore ai 1600 GW entro il 2030, dei quali oltre un terzo, cioè circa 600 GW, in aree marine della nostra penisola.

L’ENERGIA DAL MARE NEL PROGRAMMA DELLA RICERCA DI SISTEMA

In questo contesto, il Governo italiano ha deciso di finanziare, nel programma triennale di Ricerca di Sistema 20129-2021, un tema dedicato all’Energia Elettrica dal Mare, utilizzando le competenze interdisciplinari e complementari di CNR, ENEA ed RSE.  Questi ultimi due, proseguendo una apprezzata attività di ricerca pluriennale, si occuperanno: a) del monitoraggio (RSE) e dei modelli previsionali (ENEA) per la valutazione della risorsa marine (vento, onde e correnti) per una previsione accurata di possibili scenari decisionali per il futuro delle energie rinnovabili marine nel nostro paese; b) dello sviluppo di un sistema per la generazione di energia dal moto ondoso per applicazioni costiere (RSE), c) dello studio dei sistemi di ormeggio per i sistemi di conversione di energia dalle onde (ENEA, in collaborazione con Polito).

Il CNR, attraverso il suo Istituto per l’Ingegneria del Mare (CNR-INM), ha messo in campo una riconosciuta attività di ricerca ormai trentennale sulle idrodinamica dei sistemi offshore con tecnologia galleggiante per  lo sviluppo di modelli idrodinamici per le energie rinnovabili marine (vento, sole e onde, correnti), di modelli ad alta fedeltà idro-servo-aero-elastici per la dinamica delle turbine eoliche marine (anche in collaborazione con UniRoma Tre).

LA SPERIMENTAZIONE PER IL PRIMO ARICIPELAGO ENERGETICO GALLEGGIANTE

Di particolare interesse sarà inoltre la costruzione di un importante laboratorio nazionale a mare, in collaborazione con l’Università della Campania Vanvitelli, per lo studio e il test al vero dei dispositivi per l’utilizzo delle energie rinnovabili marine. Per la prima volta verrà sviluppato, progettato e provato, sia nei laboratori di ricerca del CNR-INM che nel nuovo laboratorio a mare, un primo esemplare di isola solare, insieme ad un esemplare di turbina eolica galleggiante e ad un sistema di energia dal moto ondoso (quest’ultimo già sviluppato dall’Università Vanvitelli) integrato nella diga portuale del Porto di Napoli. In tal modo si realizza il primo prototipo in scala a mare di arcipelago energetico galleggiante, un’idea innovativa per il Med e per un uso sostenibile dell’energia rinnovabile marina, recentemente proposta dal CNR-INM.

Le sinergie in campo nel progetto RdS consentiranno uno sviluppo sistematico delle competenze di assoluto valore internazionale nel settore della ricerca delle energie rinnovabili marine, facendo compiere un balzo in avanti verso le esigenze della industria nazionale del settore. Una industria sempre più coinvolta e sempre più forte, anche a livello europeo e internazionale, che inizia a intravvedere la possibilità di travasare in questo settore importanti know-how tecnologici, e un modello di business capace di favorire una transizione positiva, riducendo i rischi di una possibile crisi occupazionale.

UN NUOVO OBIETTIVO TECNOLOGICO PER L’INDUSTRIA NAZIONALE

Il settore delle energie rinnovabili marine, e in particolare quello su tecnologia galleggiante, per la quale non esiste un oligopolio industriale (diversamente dalla tecnologia a fondazione fissa),  è un nuovo obiettivo tecnologico da perseguire per l’industria nazionale già coinvolta nel mondo dell’oil & gas nei settori della progettazione, della metalmeccanica, dei cavi sottomarini, della manutenzione, tanto per citarne alcuni. La crescente richiesta di nuove figure professionali altamente qualificate, in un settore in cui spesso non esistono soluzioni progettuali consolidate, rappresenta un’ottima opportunità anche per la formazione universitaria, che può sviluppare nuovi percorsi formativi con buone prospettive di occupazione: in tal senso il corso di Laurea in Ingegneria del Mare dell’Università RomaTre, in collaborazione con il CNR-INM è un esempio virtuoso che può aprire questa strada.

Questa nuova prospettiva di collaborazione sinergica tra gli Enti di Ricerca, Università, industria nazionale e tutti gli stakeholder del settore, fortemente incoraggiata dalla EU, può essere un nuovo, importante punto di forza per un Paese, come il nostro, che ha bisogno di nuovi settori in cui emergere. Il progetto RdS si sta rivelando come catalizzatore ideale per combinare le diverse competenze necessarie e il laboratorio a mare sviluppato in RdS può divenire una possibile pedina di questa strategia cooperativa, che punti all’eccellenza nel settore delle energie rinnovabili marine.

 

A cura di:
Emilio Fortunato Campana, direttore del Dipartimento CNR di Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e i Trasporti;
Claudio Lugni, responsabile progetto per il CNR-  Energia Elettrica dal Mare – Rds 19-21

A proposito dell'autore

La redazione di RES Magazine è composta da giornalisti esperti di tematiche energetiche e ambientali e si avvale della consulenza di ricercatori e professionisti impegnati nel settore della ricerca di sistema per il sistema elettrico nazionale.

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