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L'eolico ad alta quota fa male al clima?

Tra le possibili linee evolutive dell'eolico c'è quella che propone di sfruttare i venti in alta quota. Un nuovo studio però getta degli interrogativi su queste soluzioni: sfruttare i venti ad alta quota potrebbe non essere una grande idea, darebbe meno energia di quanto stimato e potrebbe invece creare seri danni al clima.

Tra le possibili linee evolutive dell'eolico c'è quella che propone di sfruttare i venti in alta quota. C'è ad esempio il Kite Gen, una tecnologia (italiana) che consiste in aquiloni che, collegati ad un cavo, girano in cerchio ad altezze di oltre 500 metri; oppure ci sono le turbine gonfiabili ad asse orizzontale, che dovrebbero stare sospese ad oltre 800 metri, come Airborne della Altaeros e altre soluzioni ancora, come la Sky Win Power che vedete nell'immagine. Obiettivo delle tecnologie che seguono questo filone è sfruttare i venti alle maggiori quote possibili, dato che lì le correnti hanno velocità maggiori e sono più costanti e regolari.

Una vera miniera d'energia per l'eolico d'alta quota, ad esempio, sarebbero le cosiddette jet stream, le correnti d'aria di scala planetaria -  due per ogni emisfero, una polare e una subtropicale - che “scorrono” tra i 7mila e i 16mila metri di quota e hanno velocità che sono superiori di circa un ordine di magnitudine rispetto a quelle che si hanno al suolo. Il contenuto di energia di queste correnti, spiega uno studio del 2009 di Cristina L. Archer e Ken Caldeira (vedi primo allegato), è pari a 100 volte la domanda mondiale di energia.

Nello studio del 2009, Archer e Caldera  facevano appunto una prima valutazione di quanto potesse fare l'eolico ad alta quota e al tempo il lavoro era stato ripreso per sostenere le potenzialità quasi illimitate di questo approccio, una volta che la tecnologia fosse stata matura.

Un nuovo studio appena pubblicato però (vedi secondo allegato) dà una visione diversa: sfruttare i venti ad alta quota potrebbe non essere una grande idea: darebbe meno energia di quanto stimato e invece potrebbe creare seri danni al clima. Al Max Planck Institute di Jena, infatti, Axel Kleidon e colleghi hanno scoperto che l'energia che si potrebbe ricavare dalle jet stream è 200 volte minore di quanto gli studi precedenti hanno calcolato e, soprattutto, che interferire con queste correnti estraendo energia con l'eolico d'alta quota potrebbe alterarne il fluire, con un impatto profondo sull'intero sistema climatico del pianeta.

Come ogni vento terrestre, le jet stream sono causate dalle differenze di temperatura, che si traducono in differenze di pressione in diverse aree del pianeta, combinate con l'effetto Coriolis, dato dalla rotazione del globo. La loro grande velocità rispetto ai venti a bassa quota dipende soprattutto dall'assenza di attrito. Proprio questo vantaggio, spiega il nuovo studio è il punto debole di queste correnti. Per semplificare: non è che le jet stream vadano veloce perché mosse da una grande energia in termini di differenze di pressione, ma semplicemente perché non incontrano resistenze. C'è insomma meno energia da estrarre dai venti ad alta quota di quello che sembrerebbe: a livello planetario il nuovo studio stima si possano ottenere (teoricamente) al massimo 7,5 terawatt di potenza, circa 200 volte meno di quanto si era calcolato in precedenza.

Dalla constatazione che queste correnti d'alta quota incorporano in realtà meno energia di quanto sembrerebbe discende poi la seconda conclusione dello studio: se le si sfruttasse su ampia scala, l'attrito creato dalle turbine eoliche in quota potrebbe rallentarle al punto da alterare il delicato equilibrio climatico mondiale. Nell'ipotesi limite di estrarre dalle jet stream 7,5 TW di potenza le conseguenze sarebbero insostenibili: il sistema circolatorio del pianeta in pratica rallenterebbe fino a quasi fermarsi, ci sarebbero differenze di temperature oltre i 20°C negli strati più alti dell'atmosfera e alterazioni sostanziali sulla superficie.

Conseguenze del genere, d'altra parte erano state ipotizzate anche nello studio del 2009 di Archer e Caldera. Al capitolo 5 si stima che se a densità relativamente basse di turbine (1 metro quadro di turbine ogni chilometro cubo di atmosfera, “abbastanza per soddisfare il fabbisogno elettrico mondiale”) le conseguenze sul clima sarebbero “trascurabili”, aumentando la densità si potrebbero avere effetti gravi: diminuzioni delle temperature sulla superfice fino a 9°C, calo delle precipitazioni dal 6 al 35%, incremento della copertura dei ghiacci dal 17,1 al 195%. Insomma anche Archer e Caldera (quest'ultimo famoso per il suo sostegno a soluzioni di geoingegneria contro il riscaldamento globale) avevano chiarito che toccare le jet stream poteva influenzare il clima, solo che, sovrastimando l'energia contenuta nelle correnti, avevano sottostimato gli impatti.

Lo studio del Max Planck invece mette il problema in un'altra prospettva, ben esplicata dal titolo: “Le correnti jet stream come fonte rinnovabile: poca energia, grandi impatti”. Certo, allo stato attuale della tecnologia dell'eolico ad alta quota (qualche progetto a scopo dimostrativo ad altezze tra i 500 e gli 800 metri), appare difficile pensare che si possa arrivare in tempi brevi ad una diffusione tale da influenzare il clima. Quello che lo studio ci ricorda però è che è fondamentale valutare sempre ogni possibile controindicazione prima di investire in una tecnologia. E dubitare sempre da chi propone soluzioni future dal poteniziale “illimitato” del tipo “bacchetta magica”: la questione clima-energia va affrontata innanzitutto con le tecnologie che sono già qui ora, i limiti infatti, come molti studi dimostrano, sono più di natura politica che tecnica.

Allegati




Commenti

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Interessanti questi commenti,

Interessanti questi commenti, evidentemente quelli del Max Planck hanno toccato un nervo scoperto... si rinfaccia loro (a quelli del Max Planck) di aver fatto un errore da pischelli confondendo potenza con energia... ma, scusatemi, come viene indicata, sempre, la "grandezza" delle turbine eoliche?... l'industria, o gli "ambientalisti" non dicono sempre "turbina da 2 MW"... eh no!... dovrebbero dire "turbina da 3.3 GWh/anno", vero? Poi, un'altra domanda: ma perche' questo KiteGen ci mette tanto a entrare in funzione? Almeno un prototipo, che resti in aria per non dico un anno intero, ma una settimana, e produca elettricita' in quantita' ragionevoli... sta diventando come la storiella della fusione fredda, una leggenda da tramandare da padre in figlio. Roberto

Vi segnalo la risposta di

Vi segnalo la risposta di ASPO-Italia: http://aspoitalia.blogspot.com/2011/12/eolico-dalta-quota-svarioni-del-max.html

Gli svarioni del Max Plank

http://it.groups.yahoo.com/group/rientrodolce/message/27574

dubbi e perplessità

Avevo scorso l'articolo in concomitanza di un altro articolo completamente sballato di un certo Carlos De Castro (Global wind power potential: Physical and technological limits), e avevo fornito anche dei riferimenti sulla discussione che si è avuto a tale riguardo. Vedi mio ultimo commento a questo post su The Oil Drum. http://www.theoildrum.com/node/8322 Sia Christina Archer sia Jaun Carlos Bergman avanzano pensatissime critiche all'impostazione analitica dell'autore (Miller in questo caso). La discussione è altamente tecnica, e se qualcuno è interessato può andare qui. http://www.earth-syst-dynam-discuss.net/2/435/2011/esdd-2-435-2011-discussion.ht\ ml Riguardo ai commenti di Perassi occorre dire che l'articolo parla indistintamente di "The availability of wind power for renewable energy extraction". In ogni caso ci sono test che sono arrivati fino a circa 1000 metri, e in linea teorica si può andare anche oltre. Le torri eoliche tradizionali arrivano a oltre 100metri. Non capisco il riferimento ai voli aerei...

Avevo scorso l'articolo in

Avevo scorso l'articolo in concomitanza di un altro articolo completamente sballato di un certo Carlos De Castro (Global wind power potential: Physical and technological limits), e avevo fornito anche dei riferimenti sulla discussione che si è avuto a tale riguardo. Vedi mio ultimo commento a questo post su The Oil Drum. http://www.theoildrum.com/node/8322 Sia Christina Archer sia Jaun Carlos Bergman avanzano pensatissime critiche all'impostazione analitica dell'autore (Miller in questo caso). La discussione è altamente tecnica, e se qualcuno è interessato può andare qui. http://www.earth-syst-dynam-discuss.net/2/435/2011/esdd-2-435-2011-discussion.ht\ ml Riguardo ai commenti di Perassi occorre dire che l'articolo parla indistintamente di "The availability of wind power for renewable energy extraction". In ogni caso ci sono test che sono arrivati fino a circa 1000 metri, e in linea teorica si può andare anche oltre. Le torri eoliche tradizionali arrivano a oltre 100metri. Non capisco il riferimento ai voli aerei...

ringraziamento e realismo

Grazie per aver indicato questo nuovo studio che aggiungerò alla mia piccola biblioteca di un settore che seguo da anni... nessuno ha realmente in progetto di raggiungere il jet stream, anzi: di fatto tutti sono in difficoltà nel riuscire a lavorare a centinaia di metri (vuoi per problemi economici, vuoi per aver dovuto rivedere le proprie macchine). Non esiste ancora un solo prototipo di questo tipo che abbia funzionato 24/7 per qualche mese: sicuramente è un settore essenziale ed è giusto proseguire così ma avendo avuto milioni di voli aerei che hanno attraversato il jet stream... è un peccato non poter leggere, pure a posteriori, qualcosa del Max Planck a riguardo, non trovate? Sì, ho lasciato un po' di ironia nella frase precedente. :-\ Infine sulla chiusura: conosco personalmente una gran parte degli appartenenti a questa comunità internazionale e non mi viene in mente un solo nome che presenti il settore come "bacchetta magica". Sono tutti ben consapevoli dei limiti della crescita, della finitezza delle risorse e della catastrofe che potrebbe segnare questo secolo se non si dedicano le nostre vite al campo di rotta: era una illazione generica o mi potete fare un nome? Grazie.