Il passaggio da fonti energetiche non rinnovabili come petrolio, gas naturale e carbone a energie rinnovabili è reso possibile dai progressi tecnologici e da una spinta sociale verso la sostenibilità. Incoraggiata da cambiamenti strutturali e permanenti dell'offerta, della domanda e dei prezzi energetici, la transizione energetica - o energy transition - mira anche a ridurre le emissioni di gas serra legate all'energia, attraverso varie forme di decarbonizzazione.
In questo approfondimento vogliamo esplorare i principi guida della transizione energetica in atto, con un focus di approfondimento dedicato anche alla situazione legislativa in Europa e in Italia.
Proseguendo nella lettura scoprirai quali sono i vettori energetici che contribuiranno alla decarbonizzazione: idrogeno, solare, eolico ed idroelettrico saranno analizzati con un’attenzione alle tecnologie a servizio della rivoluzione green.
Buona lettura!
- Che cos'è la transizione energetica?
- Superare l'intermittenza delle fonti rinnovabili
- Transizione energetica: attori e normative
- PNRR- Missione 2: la transizione energetica in Italia
- Gli strumenti normativi per l’avvio dell’economia dell’idrogeno
- Il contributo dell'idrogeno nella transizione energetica
- Il contributo dell'energia eolica nella transizione energetica
- Il contributo dell'energia solare nella transizione energetica
- Il contributo dell'energia idroelettrica nella transizione energetica
- Focus: l'energia mareomotrice
La transizione energetica si riferisce al passaggio del settore energetico globale da sistemi di produzione e consumo di energia basati sui fossili, inclusi petrolio, gas naturale e carbone, a fonti di energia rinnovabile come l’idrogeno, l'eolico e il solare.
La crescente penetrazione dell'energia rinnovabile nel mix di approvvigionamento energetico, l'inizio dell'elettrificazione e il miglioramento dello stoccaggio dell'energia sono tutti fattori chiave della transizione energetica.
La circolarità e l’attenzione al consumo delle materie prime sono i requisiti fondamentali per la neutralità climatica: nell’articolo "Economia circolare e neutralità climatica: dove stiamo andando?" abbiamo raccolto le linee guida Europee e l’attuale situazione in Italia per raggiungere sistemi produttivi più sostenibili.
La transizione energetica mira ad aggiornare l’attuale sistema di produzione, distribuzione e consumo di energia e attraverso il risparmio energetico, l'economia sostenibile e l'utilizzo di energia verde. Ad esempio, nell'articolo “Energie rinnovabili: solare, eolico e idroelettrico" esploriamo i vantaggi e gli svantaggi dei tre attori principali tra le energie rinnovabili: solare, eolico, idroelettrico.
L'attuale questione energetica, tuttavia, è un sistema complesso.
Prima le complicazioni dovute alla pandemia, e poi il conflitto russo-ucraino, hanno reso il panorama mondiale ancora più incerto e per certi versi critico.
Il conflitto ha posto l’attenzione sulle alternative plausibili per fronteggiare la riduzione della dipendenza dalle importazioni di gas, a cominciare da quello russo. La possibile soluzione risiede, come già emerso, in una decisa accelerazione della decarbonizzazione.
L'Europa, nel tentativo di trovare delle soluzione energetiche alternative, ha promosso il piano REPowerEU, che ha lo scopo di diversificare le forniture di gas, incentivare una più rapida diffusione di fonti rinnovabili e aumentare le misure relative all’efficienza energetica. Ne abbiamo parlato in modo esteso all'articolo "Questione energetica: una panoramica su cosa sta accadendo".
L'energia da fonti sostenibili ha un tema cruciale da affrontare, per essere adottata capillarmente e con una produzione che soddisfi il fabbisogno sempre crescente: la questione dell'intermittenza delle fonti rinnovabili. Sole, vento, acqua sono tutte preziosissime fonti energetiche, ma non sono perpetue.
Secondo i dati riportati dall’Associazione Europea di Accumulo di Energia, l’Europa necessiterà di circa 187 GW di accumulo di energia entro il 2030. La stima per il 2050 è di circa 600 GW.
In questa prospettiva, i sistemi di accumulo di energia possono fornire un notevole contributo alla transizione, grazie a un aumento della sicurezza di approvvigionamento per la decarbonizzazione dell’Unione Europea. Abbiamo approfondito il tema all'articolo "I sistemi di accumulo per l'intermittenza delle fonti rinnovabili". Questo è un fattore determinante per la diffusione di sistemi di produzione energetica green.
Le strutture normative in Europa nel campo della transizione energetica sono state piuttosto disomogenee. Solo negli ultimi anni l’Europa ha definito una politica energetica dettagliata e comune con l’obiettivo di regolamentare la produzione energetica e assumere un ruolo guida nello spingere tutti gli Stati membri verso una revisione su come raggiungere l'obiettivo dell'UE di zero emissioni nette di gas serra per il 2050.
Un primo passo è stato il pacchetto "Fit for 55": un insieme di riforme legislative in materia di clima, energia e trasporti, presentate per tradurre in pratica il Green Deal europeo.
Nel 2020, è salita agli onori della cronaca la questione legata alla tassonomia europea. Con questo termine si indica una parte rilevante per gli obiettivi del Green Deal, la cui legge sul clima vincola i paesi dell’Unione ad azzerare le emissioni inquinanti entro il 2050.
Nello specifico, il documento sulla tassonomia europea serve per stabilire uno standard riconosciuto in tutti i Paesi Europei per cui una certa attività economica possa essere classificata sostenibile, e quindi ricevere più facilmente finanziamenti pubblici e privati.
Il nodo cruciale che ha reso dibattuto il documento riguarda il gas naturale e il nucleare: queste due fonti energetiche possono essere considerate sostenibili? Per un approfondimento, invitiamo a leggere l'articolo "Tassonomia europea: che cos'è e come funziona".
Molti paesi dell'UE sono stati espliciti riguardo alle loro priorità in materia di energia ed elettrificazione attraverso la programmazione di politiche energetiche nazionali con obiettivi correlati. L’articolo "Energie rinnovabili: la normativa in Europa e in Italia" propone un focus normativo volto a definire le disposizione per gli strumenti, le tecnologie e gli incentivi a supporto delle energie rinnovabili.
Parliamo, quindi delle misure contenute nel pacchetto “Energia pulita per tutti gli europei” e di PNIEC e Decreto FER 1 quali strumenti a disposizione delle aziende per l’aggiornamento degli impianti rinnovabili.
In Italia il PNRR - Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza è il documento programmatico predisposto dal governo per accedere ai fondi stanziati dal Next Generation Ue
La Missione 2 “Rivoluzione verde e transizione ecologica” con 59.47 miliardi di euro propone il piano d'azione nazionale per la transizione ecologica, è formata da 4 componenti con una ripartizione ben definita delle risorse:
- Economia circolare e agricoltura sostenibile (M2C1)
- Energia rinnovabile, idrogeno, rete e mobilità sostenibile (M2C2)
- Efficienza energetica e riqualificazione degli edifici (M2C3)
- Tutela del territorio e della risorsa idrica (M2C4)
Tutto quello che devi sapere sugli obiettivi e l’attuazione del PNRR lo trovi nell’articolo "PNRR: al via la rivoluzione green in Italia".
A livello Europeo l’obiettivo è chiaro: creare un futuro con un pianeta più pulito e un'economia più stabile e forte. La trasformazione energetica vede tra i principali fari coinvolti l’idrogeno: l’articolo "Tutto sulla strategia europea per l'idrogeno" approfondisce la Road Map fissata dalla Commissione Europea per favorire la diffusione dell’idrogeno sostenibile nel sistema economico comunitario. L’evidenza che emerge dalla Strategia è quella di creare un sistema integrato tra Stati anche grazie all’istituzione dell'European Clean Hydrogen Alliance: un tavolo di lavoro operativo per lo sviluppo di progetti per aumentare la domanda di idrogeno sostenibile e creare una stretta sinergia tra i diversi attori coinvolti lungo la filiera.
Per dare continuità alle politiche europee in materia di energia e transizione ecologica anche il legislatore italiano è intervenuto con un aggiornamento dei provvedimenti in materia: il PNIEC e la Strategia Nazionale sull'idrogeno sono gli strumenti ambiziosi messi in moto per il miglioramento della sicurezza energetica, la tutela dell’ambiente e l'accessibilità dei costi dell’energia. Nell’articolo "Idrogeno in Italia: le linee guida normative" trovi un approfondimento sulle linee guida normative avviate in Italia.
L'aggiornamento più recente vede l'impegno del Ministero dello Sviluppo Economico nel supporto alla produzione di idrogeno, attraverso le linee guida pubblicate a fine 2020. Un passo avanti è stato fatto nell’aprile del 2021 con la pubblicazione del testo definitivo del PNRR, all’interno del quale la Missione 2 prevede un investimento di una ingente somma (pari circa a 3,7 miliardi di euro) dedicata a progetti riguardanti l’idrogeno. Per un approfondimento sulla situazione attuale, puoi leggere l'articolo "Idrogeno Italia: il punto della situazione nel 2022".
Nell’avanzata delle fonti rinnovabili l’idrogeno trova un ruolo chiave: un combustibile sicuro e pulito perché non emette sostanze inquinanti, ma anche un vettore energetico che permette l'immagazzinamento e lo stoccaggio dell'energia nel tempo. L'idrogeno è un vettore energetico versatile e in virtù di queste sue peculiarità, può ricoprire diversi ruoli nella trasformazione energetica; puoi approfondire le prospettive di applicazione dell’idrogeno all'articolo "La transizione energetica: focus idrogeno".
La produzione dell'energia rinnovabile gioca un ruolo chiave nello sforzo di decarbonizzazione del Pianeta. Nel portfolio di tecnologie che possono contribuire a raggiungere la neutralità climatica nel 2050, oltre il 90% delle soluzioni riguarda le fonti rinnovabili attraverso la fornitura diretta, l'elettrificazione, l'efficienza energetica, lo sviluppo dell'idrogeno verde e BECCS.
Proprio sulla questione idrogeno verde in contrapposizione all’utilizzo dell’idrogeno blu sorgono i principali interrogativi e questioni in merito alla produzione delle due forme energetiche.
L'impulso alla produzione dell'idrogeno verde è considerato l'elemento chiave in questa transizione perché ottenuto da fonti "pulite" di energia come l'eolico o il solare. Nell’articolo "Idrogeno verde e blu: le strade per lo sviluppo energetico" cerchiamo di capire come arrivare ad una produzione sostenibile.
Una strada pioneristica nella produzione di idrogeno verde risiede nell'utilizzo dell'acqua di mare: una delle risorse più abbondanti sulla terra. Su come produrlo, e quali sono i progetti già attivi, ne abbiamo parlato all'articolo "Idrogeno verde dall'acqua di mare: quali sviluppi?".
Nell'utilizzo finale dell'idrogeno una Fuel Cell, o pila a combustibile è tra le tecnologie più promettenti in ambito applicativo: ma che cos’è una fuel cell? E come funziona? Lo abbiamo descritto nell’articolo "Fuel cell: funzionamento e vantaggi".
Sempre in ambito di applicazione della Fuel Cell abbiamo interrogato Giovanni Bellani sui principi di funzionamento in grado di raffreddare migliorando l’efficienza energetica e contenendo livello fonico, pesi e ingombri. All'articolo "Idrogeno e scambio termico: le celle combustibili PEM" trovi tutte le informazioni in merito al contributo delle PEM nella transizione energetica.
Inoltre, in termine di tecnologia applicata, il supporto della componentistica a quest’evoluzione è rappresentato dalla messa appunto di sistemi modulari e/o custom per la filtrazione gas, il fissaggio, l’elettronica e con le soluzioni di raffreddamento per applicazioni idrogeno. Approfondisci l’argomento all’articolo "Tecnologie a servizio dell'economia dell'idrogeno".
Infine, all'articolo "Hydrogen Valley Italia: verso la decarbonizzazione" abbiamo raccontato dei progetti in Italia e della prima mostra-convegno sull'idrogeno: il nostro Paese ha tutte le potenzialità per diventare un produttore importante di questo vettore energetico.
L'energia eolica, che trasforma la potenza di una risorsa inesauribile come il vento in energia elettrica, è un investimento sostenibile e prezioso per il futuro, talmente importante che si celebra anche la giornata mondiale del vento per sensibilizzare sul tema. L'utilizzo del vento richiede però la costruzione di parchi eolici, a terra o in alto mare, con decine di turbine eoliche.
Il contributo dell’energia eolica alla transizione energetica è stato descritto nell’articolo "Energia eolica: la situazione attuale in Italia" riassumiamo le prospettive dell'eolico con le parole del presidente ANEV Simone Togni:
«L'eolico è un settore capace di affrontare la crisi dovuta alla pandemia e in grado di raggiungere gli obiettivi del Green Deal Europeo legati all’energia e all’ambiente, come la riduzione delle emissioni di gas a effetto serra per il 2030, e la decarbonizzazione della produzione di energia prevista per il 2050 Ma affinché ciò sia possibile è necessario un ripensamento generale delle procedure sino ad oggi adottate. Il Manifesto va in questa direzione: identificare quali sono le priorità d’azione e mettere a sistema un modello di collaborazione tra l’Associazione, le Istituzioni e le aziende del settore per un corretto sviluppo dell’eolico in Italia, in linea sia con gli obiettivi del PNIEC sia con quanto previsto dall’Ue».
Anche il parco eolico italiano accanto alla classica declinazione dell’eolico onshore vede nelle prospettive future l’ampliamento dell’eolico offshore: cioè degli impianti al largo delle coste in grado di sfruttare le correnti dei venti -più forti al largo- per la produzione di energia. All’interno dell'articolo "Eolico offshore: i vantaggi e gli svantaggi della tecnologia" descriviamo i principali vantaggi e svantaggi connessi allo sviluppo dell’offshore in Italia. E all'articolo "Parco eolico offshore: alcuni esempi" trattiamo dei casi di successo di questa tecnologia, e del primo impianto in costruzione in Italia: Beleolico, in provincia di Taranto.
Da ultimo, in questo focus dedicato all’energia eolica rimane da capire quale può essere il futuro di quel 15% di turbine eoliche italiane costruite da oltre 15 anni e con pochi interventi di manutenzione. La questione condivisa nell’articolo “L’aggiornamento degli impianti eolici: repowering e revamping” rimanda alla possibilità di contribuire alla transizione ecologica del Paese attraverso interventi programmati sugli impianti così da ottimizzarne le performance energetiche. In termini tecnici parliamo di:
Oltre alle agevolazioni normative contenute nel PNIEC e nel PNRR lo sviluppo dell’energia solare è supportata da una serie di fattori come:
Alla panoramica affrontata sinora, aggiungiamo il ruolo dell’idroelettrico. Un contesto che abbiamo esplorato con il supporto dell'Ing. Nicola Bragato: partendo dall’interrogativi che molte centrali di produzione di energia elettrica che usano combustibili fossili si andranno a spegnere, quale scenario si apre per l’idroelettrico?
La flessibilità e l’affidabilità insieme all’adozione di nuove tecnologie, innovazioni e nuovi schemi di funzionamento saranno le chiavi di volta per la centralità del settore. Per un approfondimento leggi "Il ruolo dell'idroelettrico nella transizione energetica".
Anche l'energia idroelettrica sostiene l'energy transition.
L’Europa detiene circa il 19% della produzione energetica idroelettrica mondiale, ma oggi la crescente attenzione all’impatto ambientale non consente più la costruzione di nuovi impianti idroelettrici di grande taglia. Per questo, la produzione energetica derivante da questa fonte si è attesta solo su una crescita del 6%. Quali sono gli ultimi sviluppi e come si sta muovendo l'Italia su questo fronte? Ne abbiamo parlato all'articolo "Energia idroelettrica: il punto della situazione": in Italia gli impianti idroelettrici rilevati nel 2020 sono circa 4.509. Di questi, le strutture di medio-grande taglia detengono una maggiore centralità nel sistema produttivo, come è logico.
Gli impianti però sono spesso obsoleti: nuove tecnologie, innovazioni e nuovi schemi di funzionamento sono auspicati per supportare l’idroelettrico nel suo ruolo chiave di integrare le fonti rinnovabili intermittenti.
Ad esempio, negli impianti idroelettrici è fondamentale garantire il massimo della produttività attraverso strategie di manutenzione predittiva intelligente per una gestione ottimale dell'impianto.
In questo senso la manutenzione del fluido dielettrico dei trasformatori ha un impatto fondamentale sulla sua durata e sulla sua affidabilità. Ad oggi possiamo fare riferimento a due strategie manutentive e di monitoraggio delle condizioni: off line e online. Scopri tutto ciò che c'è da sapere su questo tema all'articolo-intervista "L'idroelettrico sostiene le rinnovabili nella transizione energetica".
Uno dei temi più recenti in merito alla transizione energetica e alla produzione di energia sostenibile riguarda proprio l'energia mareomotrice, cioè quella derivata dallo sfruttamento della potenza delle maree.
Questa tecnologia può essere considerata un incrocio tra l’energia eolica e l’energia idroelettrica: la tipologia di meccanismo e sistema utilizzato per la produzione di energia è molto simile agli altri due vettori.
Il vantaggio dell’energia ricavata dalle maree risiede nella possibilità di sfruttare un fenomeno prevedibile e periodico per ottenere una stima precisa del quantitativo di energia che verrà prodotto.
Quali sistemi e tecnologie sono alla base del funzionamento delle centrali mareomotrici? Scoprilo all'articolo "Energia mareomotrice: l’energia rinnovabile dal mare".
In conclusione, dopo anni di attesa per una regolamentazione chiara volta a definire la crescita del settore energetico, le fonti rinnovabili sono diventate un driver irrinunciabile per un’economia più forte e sostenibile e per una transizione energetica che non minacci la sopravvivenza dell'essere umano: il settore delle energie rinnovabili continuerà a crescere e consolidarsi come una forte opportunità di investimento per le aziende.
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