Energie rinnovabili

Il solo modo di rinnovarsi è di svecchiare, di dare un'energia pulita.
(Joan Mirò)

Quella di dare energia pulita è un'esigenza volta non soltanto al rinnovamento, bensì alla più giusta forma di convivenza con la natura, la stessa Madre che ci offre tutti i mezzi per rispettarla.
La risposta a questa esigenza è completamente contenuta nella definizione di ENERGIE RINNOVABILI, composta da 5 concetti fondamentali:

si RIGENERANO IN TEMPI relativamente BREVI rispetto alla vita umana;
utilizzano RISORSE NATURALI;
le risorse naturali utilizzate sono in generale INESAURIBILI;
sono energie PULITE, in quanto non rilasciano nell'atmosfera sostanze inquinanti e/o climalteranti;
sono SOSTENIBILI, garantiscono, cioè, lo sfruttamento anche alle generazioni future;

Come possiamo quindi non unirci al monito del grande pittore Mirò e perseguire le energie rinnovabili come unica soluzione comoda e indolore per il futuro? O preferiamo che il mondo rimanga vecchio?

Purtroppo attualmente il mondo è ancora abbastanza vecchio se consideriamo il dato, non certo confortante, che riguarda la percentuale di consumo mondiale di energie rinnovabili rispetto a quello di energie non rinnovabili e che, ad oggi, è fermo al misero 3,5%. È un mondo talmente vecchio che, se lo considerassimo come una squadra di calcio, solo 3 giocatori su 11 costituirebbero forze giovani per la rosa, mentre i restanti 8 sarebbero vecchie carcasse prive di ogni agilità.
Passiamo ora alla rassegna dei diversi tipi di energie rinnovabili.
Fatta eccezione per le biomasse, possiamo suddividere i tipi di energie rinnovabili in due macrocategorie: le energie provenienti dal calore naturale e quelle provenienti dai movimenti naturali.
Nella prima categoria possiamo annoverare l'energia solare e l'energia geotermica; nella seconda, invece, troveremmo l'energia idroelettrica, l'energia prodotta da onde e maree e quella eolica.

L'energia solare

Anche detta fotovoltaica, rappresenta la fonte primaria di energia sulla Terra. Nonostante ciò, essa presenta un grande limite, infatti solo meno della metà delle radiazioni emesse dal Sole è assorbito dall'atmosfera e, di queste, soltanto una frazione limitata può essere "catturata" allo scopo di produrre energia, dal momento che le zone a maggior irraggiamento si situano nella fascia tra i 45° e i 50° di latitudine nord e sud.
L'energia solare può essere utilizzata per generare elettricità (fotovoltaico) o per generare calore (solare termico).
Sono tre le tecnologie principali per trasformare in energia sfruttabile l'energia del sole:

il pannello solare termico sfrutta i raggi solari per scaldare un liquido con speciali caratteristiche, contenuto nel suo interno, che cede calore, tramite uno scambiatore di calore, all'acqua contenuta in un serbatoio di accumulo.
il pannello fotovoltaico sfrutta le proprietà di particolari elementi semiconduttori per produrre energia elettrica quando sollecitati dalla luce (unica fonte di trasformazione diretta in energia elettrica).
il pannello solare a concentrazione sfrutta una serie di specchi parabolici a struttura lineare per convogliare i raggi solari su un tubo ricevitore in cui scorre un fluido termovettore o una serie di specchi piani che concentrano i raggi all'estremità di una torre in cui è posta una caldaia riempita di sali che per il calore fondono (solare termodinamico).

Il sistema fotovoltaico, relativamente poco ingombrante, trova a tutt'oggi una limitata diffusione a causa dell'alto costo dell'energia prodotta in rapporto al periodo d'ammortamento degli impianti, che s'aggira sui vent'anni. Nel complesso il solare non supera lo 0,4-0,5% dei consumi energetici mondiali, con un quarto delle installazioni concentrate negli Stati Uniti, seguiti da Giappone, Germania, Italia e India. Energia solare

L'energia geotermica

È l'energia generata per mezzo di fonti geologiche di calore e si basa sullo sfruttamento del calore naturale della Terra (gradiente geotermico) dovuto all'energia termica rilasciata dai processi di decadimento nucleare naturale degli elementi radioattivi.
Anche i consumi d'energia geotermica sono minimi (0,6%, circa del totale), dal momento che la possibilità di utilizzare tale fonte è vincolata dal punto di vista geografico dalla presenza di zone geologicamente attive (aree vulcaniche, o dove affiorano geyser o soffioni), mentre dal punto di vista fisico, perché il suo sfruttamento sia conveniente, occorre che il vapore del sottosuolo raggiunga tra i 130 e i 300 °C, temperatura necessaria a far funzionare le turbine.
Essendo inoltre difficilmente trasportabile, l'energia geotermica è idonea a usi esclusivamente locali. Un suo vantaggio è che, a basse temperature, può essere impiegata per le colture di serra.

Onde e maree

Rappresenta l'energia racchiusa in varie forme nei mari e negli oceani, il moto ondoso si deve all'energia gravitazionale della luna.
Può essere estratta con diverse tecnologie: fluidodinamiche (correnti, onde, maree) e di gradiente (termico e salino). In generale è sfruttata nelle centrali mareomotrici costruite in zone in cui il dislivello delle maree supera i 10 metri. Queste centrali sono costituite da una diga con incorporati gruppi formati da una turbina e un alternatore. Ad oggi sono stati sperimentati molti sistemi di estrazione di questa energia, ma è tuttora poco utilizzata.

L'energia idroelettrica

L’energia idroelettrica è la prima fonte di energia alternativa e rinnovabile da movimenti naturali, sfrutta infatti la trasformazione dell'energia potenziale gravitazionale, posseduta da una certa massa d'acqua ad una certa quota altimetrica, in energia cinetica al superamento di un certo dislivello; tale energia cinetica viene infine trasformata in energia elettrica in una centrale idroelettrica grazie ad un alternatore accoppiato ad una turbina.
In generale i consumi mondiali d'energia idroelettrica sono rimasti stabili, in seguito al contenimento di quelli dei paesi ricchi, e all'aumento invece nei paesi in via di sviluppo, dove sono state realizzate importanti opere pubbliche.

L'energia eolica

La seconda fonte da movimenti naturali è rappresentata dall'energia eolica, cioè la conversione dell'energia del vento in una forma utilizzabile di energia, generalmente grazie all'utilizzo di aerogeneratori che producono energia elettrica, tramite mulini a vento che producono energia meccanica, pompe a vento che pompano l'acqua oppure ancora vele che spingono in moto le navi. Pur essendo a costi bassissimi e non inquinante, tale forma d'energia è pochissimo utilizzata, sia a causa delle dimensioni delle turbine a vento, sia soprattutto perché poche zone presentano le condizioni favorevoli al suo impiego economico (elevata ventosità e prossimità delle zone d'utilizzo). Centrali eoliche sono presenti un po' in tutto il mondo (dal Canada, alla Cina, all'India, all'Italia), mentre la produzione su scala industriale avviene per la metà negli Stati Uniti, e per l'altra metà in Europa (Danimarca soprattutto).

Le biomasse

L'energia da biomasse indica in generale l'energia che può esser tratta dalla trasformazione della materia organica animale o vegetale. Biomasse tradizionali sono la legna da ardere o lo sterco animale essiccato, normalmente usate come combustibili primari dall'80% della popolazione del Sud del mondo. Quest'utilizzo delle biomasse, oltre a essere scarsamente efficiente, producendo un'energia 15 volte inferiore rispetto a quella del gas naturale, è una tra le cause del disboscamento e della desertificazione d'intere aree. Come fonti energetiche alternative, entrano invece in considerazione altre categorie di biomasse: i rifiuti alimentari e gli scarti di legname (i cui cascami possono essere impiegati anche come fertilizzanti), le piante coltivate allo scopo, come la canna da zucchero, e i liquami animali, questi ultimi prodotti dagli allevamenti e trasformabili in biogas per fermentazione.