Dal vento e dal sole riserve di elettricità per... l’inverno

Dal vento e dal sole riserve di elettricità per… l’inverno

L’EMPA e l’Università di Ginevra hanno delineato scenari inattesi per ridurre le importazioni di energia e diversificare le fonti rinnovabili

Più pompe di calore negli edifici e più auto elettriche sulle strade porteranno in futuro ad un notevole aumento del consumo di elettricità.
Per soddisfare questa crescente domanda, la Svizzera dipende, come molti altri Stati, dalle importazioni di elettricità, che però hanno spesso una grande impronta di carbonio, perché provengono ad esempio da centrali a gas o a carbone.
I ricercatori dell’EMPA e dell’Università di Ginevra hanno condotto un nuovo studio, che delinea inediti scenari per ridurre le importazioni di elettricità e per diversificare l’espansione delle energie rinnovabili.

La “Strategia Energetica 2050″ della Svizzera è già a regime

Emissioni zero entro il 2050: dai combustibili fossili all’elettrone

L’obiettivo della Svizzera è infatti quello di essere “climaticamente neutrale” entro il 2050; in altre parole, di azzerare completamente le emissioni di gas a effetto serra.
Per raggiungere un simile, grande risultato, il processo comporta la sostituzione dei combustibili fossili con l’elettricità: nella mobilità l’utilizzo di veicoli elettrici e per gli edifici sicuramente le pompe di calore.
Oggi, nei Cantoni svizzeri, la maggior parte dell’elettricità utilizzata proviene da centrali nucleari e idroelettriche. Tutte tecnologie a bassa impronta di carbonio.
Se però si guarda all’Europa, la situazione appare sicuramente diversa: secondo i dati riportati dal Laboratorio Federale Svizzero per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali, le centrali elettriche a combustibile fossile per la produzione di elettricità sono responsabili di circa il 25 per cento delle emissioni totali di CO2.
Ad oggi, infatti, la Svizzera dipende ancora dalle importazioni dai Paesi vicini. La quota di energia attualmente importata è infatti di circa l’11 per cento.
“Se vogliamo mantenere basso l’impatto di CO2 del mix energetico svizzero”, spiegano dall’EMPA, “dobbiamo dare un’occhiata più da vicino a queste importazioni”.
Fino ad ora, le stime sulle emissioni di gas serra si sono basate su valori medi.
Nella ricerca condotta dal Laboratorio Federale Svizzero per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali e dall’Università di Ginevra, le importazioni sono state analizzate su base oraria e hanno incluso contemporaneamente le emissioni dirette e indirette di CO2 nella produzione di elettricità.
Mentre l’elettricità prodotta internamente causa circa 40 grammi di CO2 equivalente per kilowattora, stando a questo studio, la media dell’intero mix elettrico svizzero, comprese le importazioni, è di circa 108 g.
“Nelle ore di punta, si può raggiungere fino a 600 grammi”, dichiara Martin Rüdisüli del Laboratorio di Sistemi Energetici Urbani dell’EMPA.

Fusione magnetica: ricreata l’energia che alimenta le stelle

Un sostituto dell’energia nucleare, benché all’inizio un po’ volatile

A causa della crescente elettrificazione, i ricercatori si aspettano una domanda supplementare di elettricità di circa 12 terawattora (TWh) l’anno.
Questo rappresenta un buon 20 per cento in più di quello che consumiamo oggi.
“Dall’altra parte, dobbiamo anche sostituire l’energia nucleare, dato che il Consiglio Federale prevede di eliminarla gradualmente”, spiega Elliot Romano del Dipartimento di Scienze Ambientali e Acquatiche dell’Università di Ginevra.
Il processo di sostituzione avverrà con le energie rinnovabili, che però sono molto più volatili (in sintesi, non si verificano ad un ritmo costante) e quindi, a loro volta, influenzano significativamente la quantità e i tempi delle importazioni di elettricità.
Partendo da tali concetti, i ricercatori hanno quindi vagliato differenti ipotesi per capire in che modo “comporre”, in futuro, il mix elettrico svizzero al fine di abbattere le importazioni e, di conseguenza, di azzerare le emissioni di gas serra legate all’elettricità.
Lo studio mostra che la quota di elettricità importata in Svizzera aumenterà in ogni caso e quindi anche le emissioni di CO2.
Tuttavia, la crescente elettrificazione del calore e della mobilità porterà fino al 45 per cento in meno di emissioni di gas serra nell’intero sistema energetico del Paese.

Un pieno di energia dall’eccitazione di molecole… colorate

Con l’eolico e con Power-to-X, una stagione l’anno meno… fredda

In inverno, la Svizzera continuerà a dipendere fortemente dalle importazioni di elettricità a causa dei minori rendimenti del fotovoltaico.
La migliore prospettiva mostrata dai ricercatori dell’EMPA, in termini di riduzione delle emissioni, prevede quindi non solo un’espansione dell’energia solare da 2,7 TWh a 25, ma anche una quota molto elevata di energia eolica (circa 12 terawattora dagli attuali 0,1 TWh).
“L’energia eolica matura soprattutto in inverno e di notte”, prosegue Rüdisüli dell’EMPA. “In quei periodi, ci può aiutare a ridurre la dipendenza dalle importazioni”.
Gli autori dello studio immaginano, quindi, uno stoccaggio stagionale dell’energia, che diventerà la sfida più grande nei prossimi anni.
In estate si attenderanno, stando sempre a questa ricerca, grandi eccedenze di elettricità con la forte espansione del fotovoltaico.
Queste eccedenze saranno poi, in inverno, trasferite nelle tecnologie Power-to-X, che convertiranno l’eccedenza di elettricità in vettori energetici chimici immagazzinabili, come l’idrogeno o il metano sintetico, e in sistemi di stoccaggio termico come l’energia derivante dal calore.

È la trasmutazione la nuova frontiera “green” del nucleare