Energia dal mare e dalle onde: una fonte pulita per il futuro

L’energia marina è una fonte rinnovabile con un potenziale enorme ancora da esplorare. In particolare, è possibile ricavare energia dal mare sfruttando il moto ondoso, le correnti sottomarine, l’energia mareomotrice e il gradiente termico oceanico.

In questo modo è possibile usare questa fonte pulita e inesauribile di energia, considerando che il 70% della superficie terrestre è coperto dall’acqua degli oceani e dei mari.

Si tratta però di una tecnologia ancora agli albori, che richiede ingenti investimenti per lo sviluppo della cosiddetta Blue Economy. Vediamo come è possibile ottenere energia elettrica dal mare, analizzando nel dettaglio quali sono le tecnologie per sfruttare l’energia del mare per la produzione di elettricità pulita, sostenibile e rinnovabile.

L’energia oceanica è una riserva energetica ancora poco utilizzata, il cui potenziale è praticamente inesauribile. Attraverso apposite tecnologie, infatti, è possibile sfruttare l’energia cinetica delle maree e delle onde per generare energia elettrica in modo sostenibile, di fatto estraendo energia dai mari e dagli oceani per soddisfare il nostro fabbisogno energetico.

I primi esempi risalgono addirittura al X-XI secolo, quando a Venezia in Italia e a Dover in Inghilterra comparvero i primi mulini a marea. È nel 1799 però che Pierre Simon Girard brevetta il primo dispositivo che ricava energia meccanica dalle onde, convertendo l’energia cinetica del moto ondoso in energia meccanica per supportare il lavoro nei campi.

Nel 1940 il giapponese Yoshio Masuda realizza invece una boa alimentata da una turbina ad aria, in cui l’aria compressa dal movimento oscillatorio dell’acqua all’interno di un condotto aziona la turbina e alimenta un generatore elettrico. Nel 1966 viene inaugurata la prima centrale mareomotrice al mondo, l’impianto Rance Tidal Power Station in Francia, mentre nel 1981 l’impianto OTEC di Nauru produce elettricità sfruttando il calore del mare.

Oggi l’energia marina fa parte della strategia di decarbonizzazione dell’Unione Europea, con l’obiettivo di raggiungere una capacità di almeno 100 GW entro il 2050, in grado di coprire il 10% del fabbisogno energetico europeo e creare fino a 500mila nuovi posti di lavoro. L’evoluzione tecnologica, d’altronde, sta compiendo enormi passi in avanti nella produzione di energia rinnovabile dal mare, con l’Italia che sta ricoprendo un ruolo da protagonista in questa corsa all’innovazione.

La produzione di energia dal mare può avvenire in vari modi, utilizzando diverse soluzioni tecnologiche in base ai tipi di energia che si possono ricavare dal mare:

• energia mareomotrice;
• energia dal moto ondoso;
• energia dalle correnti sottomarine;
• energia dal gradiente termico oceanico.

L’energia mareomotrice sfrutta il fenomeno delle maree, ovvero l’innalzamento e l’abbassamento del livello del mare causato dall’attrazione gravitazionale esercitata dalla Luna. Questo movimento di enormi masse d’acqua può essere utilizzato per produrre energia elettrica, attraverso grandi bacini idrici di accumulo e delle turbine idrauliche.

Il funzionamento di questi impianti prevede il riempimento e svuotamento del bacino di accumulo durante le fasi di alta e bassa marea, con l’acqua in entrate e in uscita che aziona le turbine grazie al loro funzionamento bidirezionale. Si tratta di un meccanismo simile a quello delle centrali idroelettriche, ma utilizza l’acqua del mare al posto di quella dolce di fiumi e laghi, trasformando l’energia cinetica dell’acqua in energia meccanica e infine in energia elettrica pronta al consumo.

Anche il movimento della superficie marina prodotto dall’azione del vento può essere utilizzato per generare elettricità. Oggi infatti sappiamo come sfruttare l’energia delle onde del mare. Si tratta della forma di energia dal mare studiata da più tempo, con tanti prototipi e impianti sperimentali realizzati in tutto il mondo che possono essere distinti in tre tipologie principali:

• i sistemi con impianti sommersi sono una tecnologia off-shore, che consiste in una struttura ancorata al fondale marino con un cilindro cavo superiore che si muove in verticale, ottenendo energia elettrica attraverso alterazioni della pressione idrostatica causate dal moto ondoso;
• gli impianti OWC sfruttano il principio della colonna d’acqua oscillante, con sistemi realizzati lungo le coste senza ancoraggio al fondale marino. Sono strutture che producono elettricità tramite un funzionamento penumatico, con le onde che comprimono e decomprimono l’aria presente in una camera interna in cui viene installata la turbina;
• gli apparati galleggianti sono dei cilindri che galleggiano in mare aperto, mentre la forza delle onde aziona dei pistoni idraulici producendo energia elettrica tramite il collegamento con un generatore elettrico.

Per capire meglio come funziona l’energia dal moto ondoso è possibile analizzare il dispositivo Pewec 2.0, un progetto tutto italiano realizzato dall’ENEA e dal Politecnico di Torino. Sviluppato per sfruttare le onde del Mediterraneo per fornire energia elettrica pulita agli abitanti delle isole minori, l’apparecchio utilizza le onde per far oscillare un pendolo e produrre energia elettrica.

Il dispositivo avrà una potenza di 525 kW, con dimensioni di 15 metri di lunghezza, 23 metri di larghezza e 7,5 metri di altezza, con un peso superiore alle mille tonnellate. Oltre a produrre elettricità in modo sostenibile, l’impianto ridurrà anche l’impatto delle onde sulla costa diminuendo l’erosione delle spiagge. Inoltre, avrà un impatto contenuto sulla flora e la fauna marina.

Un altro modo di ottenere energia elettrica dal mare è sfruttare le correnti sottomarine, utilizzando delle turbine ad asse verticale o orizzontale alimentate dall’energia cinetica delle correnti costanti e di marea. Si tratta di una tecnologia con un potenziale elevato, in quanto comporta un ridotto impatto ambientale e una considerevole versatilità impiantistica.

L’energia dal mare può essere ottenuta anche sfruttando il gradiente termico oceanico, ossia la differenza tra la temperatura dell’acqua superficiale e quella dell’acqua profonda. Ciò è possibile tramite sistemi che utilizzano un liquido (ammoniaca o acqua). Questo viene fatto evaporare attraverso il calore delle acque superficiali e condensare mediante le basse temperature delle acque di profondità, un processo che avviene in appositi impianti a ciclo di vapore.

Secondo l’ENEA, in Europa ci sono 127 progetti sull’energia marina finanziati dall’UE, dei quali il 20% è pronto per la commercializzazione e il 60% sono legati all’energia dal moto ondoso. L’Unione Europea, infatti, sta finanziando la ricerca con uno stanziamento di 1 miliardo di euro per il periodo 2021/25, puntando a diventare il leader globale in questo settore entro il 2050.

Tra i principali vantaggi dell’energia marina ci sono:

• produzione di energia pulita e inesauribile;
• diversificazione del mix energetico;
• stabilizzazione della produzione di energia da rinnovabili meno costanti come eolico e fotovoltaico;
• ampia scalabilità degli impianti, dai piccoli dispositivi alle grandi centrali ad energia marina;
• risorsa energetica gratuita e ampiamente disponibile in quasi tutti i paesi.

Ovviamente, esistono anche degli svantaggi da considerare:

• alti costi iniziali di realizzazione;
• molti impianti sono sistemi sperimentali;
• prezzo dell’energia poco competitivo;
• impatto ambientale degli impianti.

Per il momento l’energia marina rimane un settore in evoluzione, caratterizzato da molti progetti sperimentali e pochi impianti operativi su larga scala. Sicuramente in futuro giocherà un ruolo importante sul piano della sostenibilità ambientale, supportando la decarbonizzazione e il passaggio definitivo alle fonti rinnovabili di energia, ma al momento risorse come l’eolico e il fotovoltaico sono tecnologie più mature e accessibili.

In attesa di un maggiore contributo dell’energia dal mare, con NWG Energia è possibile ridurre fin da subito le emissioni di CO₂ dei propri consumi energetici, grazie a una fornitura di energia elettrica prodotta al 100% da fonti rinnovabili. Basta scegliere le nostre offerte luce green, per ricevere bollette a zero emissioni di gas serra, vantaggiose per l’ambiente e i consumatori.