Anche nella storia della transizione energetica ci sono stati gli “anni ruggenti”. Quelli in cui, in assenza di una visione realistica delle cose e di tecnologie dominanti, si affastellavano idee di ogni tipo, ognuna pronta a “dominare la scena” per poi sparire nel dimenticatoio.
Ad esempio, chi si ricorda più del fotovoltaico a concentrazione o dell’eolico ad aquiloni?
Un settore che di tecnologie-meteore, mirabolanti ma presto schiantatesi contro la realtà, ne ha prodotte molte è quello dell’energia marina, lo sfruttamento a fini energetici di onde, correnti, maree, variazioni di temperatura o salinità.
Chi segue questo settore da qualche decennio, si ricorderà dell’Otec, tecnologia per ottenere energia dalla differenza di temperatura fra superficie e abissi oceanici, della centrale a maree della Rance, dei serpentoni Pelamis per convertire il modo delle onde oppure, per venire a casa nostra, del Kobold, una turbina verticale calata da una zattera nello stretto di Messina che doveva sfruttarne le correnti di marea.
Esempi, fra i tanti, che sono stati abbandonati dopo aver dimostrato i loro limiti o che sono rimasti confinati a uno o pochi impianti, difficilmente replicabili altrove.
Ma anche in questo campo c’è chi non si arrende, come Domenico Coiro, professore di ingegneria aerospaziale all’Università Federico II di Napoli, e fondatore di Seapower, centro di ricerca affiliato all’ateneo, che già dal nome rivela il suo core business.
“Sì, però non vi fate ingannare, dovesse vivere di tecnologie marine, Seapower avrebbe già licenziato i 20-30 giovani ricercatori che vi lavorano. Più che altro oggi facciamo progetti di impianti a fonti rinnovabili ‘mainstream’, fotovoltaici ed eolici. E quando troviamo qualche opportunità di sviluppo, torniamo al mio vecchio amore: come estrarre energia dal mare, appunto”, esordisce Coiro.
Gemstar, una turbina per sfruttare le correnti dello Stretto
La speranza più concreta per coronare presto questa passione risiede in una richiesta di finanziamento alla regione Sicilia per realizzare Gemstar, un prototipo da 300 kW per convertire in elettricità l’energia delle correnti di marea nello stretto di Messina (foto in alto e più in basso a sinistra).
“Gemstar è già stato testato con successo in elettricità in vasca navale e, a scala più grande, nella Laguna Veneta. Ora abbiamo fatto la richiesta di finanziamento alla Regione Sicilia insieme a una società cantieristica siciliana, Mare Pulito. La risposta arriverà a settembre”.
“L’idea è fra le più collaudate nel campo delle energie marine – spiega il professore – e cioè usare i movimenti dell’acqua causati dall’attrazione gravitazionale di sole e luna, che spostano grandi quantità di liquido ad una velocità relativamente alta attraverso punti ristretti di passaggio, come lo Stretto. Lo stesso concetto ha già portato a vari impianti in funzione in Scozia, dove le maree sono più intense di quelle mediterranee e spingono l’acqua fino ai 4,5 metri al secondo”.
Dato però che la velocità minima per sfruttare questa fonte di energia è di circa 2 m/s e nello Stretto si arriva fino a 3 m/s, ecco che la possibilità di usarla è concreta anche da noi.
“I nostri mari più calmi rendono anche più facile la sperimentazione e l’installazione. Quindi se tutto andrà bene entro un anno avremo il primo Gemstar in funzione. Si tratta di una sorta di ‘aereo sottomarino’, con un galleggiante che separa due eliche collegate a generatori elettrici e una coda per orientarle sempre in favore di corrente. Il dispositivo sarà ancorato al fondo con un cavo, che lo terrà a una profondità di circa 10 metri, così da non disturbare la navigazione e sfruttare al meglio la massa d’acqua. Ogni sei ore le maree nello Stretto cambiano direzione, con pochi minuti di pausa, assicurando una produzione quasi costante durante il giorno e soprattutto perfettamente prevedibile, che si sposa bene con le rinnovabili intermittenti”, spiega il professore dell’Università Federico II.
Il principio che fa funzionare queste turbine è simile a quello dell’eolico, ma essendo l’acqua 800 volte più densa dell’aria, gli impianti possono essere molto più piccoli a parità di potenza. Gemstar, per esempio, avrà ogni singolo rotore di diametro di 12 metri, contro i circa 30 di una turbina eolica di pari potenza.
Secondo Coiro, “lavorare sott’acqua evita la forza distruttiva di onde e tempeste, mentre il restare a mezz’acqua collegato a un cavo, consente di portare a galla facilmente l’impianto per la manutenzione, siamo quindi fiduciosi che darà un’ottima prova di sé”.
Il problema è che di luoghi buoni per questa tecnologia in tutto il Mediterraneo ce ne sono solo tre, oltre allo Stretto, i Dardanelli e Gibilterra.
“Anche nello Stretto calcoliamo di non poter installare più di un gigawatt di impianti; quindi, non si tratta di una tecnologia risolutiva per la transizione, ma che può dare un piccolo contributo, e, soprattutto, può aprire una filiera industriale rivolta a paesi che sono più ricchi di noi di correnti di marea ad alta velocità, e cercano tecnologie per sfruttarle, come le Filippine”.
Energia dalle onde, perché è così difficile farla funzionare
Ma se queste correnti sono rare, perché non usare le onde per produrre energia, visto che sono presenti lungo ogni costa, e quasi continuamente?
Risponde il professore: “In questi ultimi decenni ci sono stati decine di brevetti, prototipi e proposte per sfruttare questa fonte, tutte distrutte durante le prove oppure mai arrivate a scala commerciale. Le onde sono infatti un osso duro per noi ingegneri: sono lente, e la produzione elettrica richiede almeno 800-1000 giri al minuto nei generatori, sono molto incostanti nella loro altezza e frequenza, per cui è difficile costruire un impianto che si adatti a questa variabilità; contengono molta energia, che sarebbe anche un bene se non fosse che ciò le rende anche molto distruttive. Tutto ciò vuol dire che devi costruire impianti molto complicati per trasformare la loro lenta energia cinetica in movimento utile per i generatori in tutte le condizioni di mare. Inoltre, devi progettare il tutto per resistere alle più violente onde previste nel luogo, moltiplicando di molto i costi”.
In sintesi, anche se si trovasse un buon sistema per sfruttare le onde e tirarne fuori energie significative, si dovrebbero costruire impianti molto grandi e corazzati, che difficilmente sarebbero competitivi con il kWh prodotto da sole e vento.
“Però non ci siamo arresi: abbiamo un prototipo testato con successo in vasca navale, Pivot-Offshore, che prima o poi testeremo in mare. Si tratta di una boa che si muove con le onde, collegata da due braccia a un generatore contenuto in un galleggiante mantenuto sommerso da un ancoraggio. Anche in questo caso non è una soluzione che può far decollare la transizione energetica, per le basse potenze producibili e gli alti costi, ma potrebbe servire per fornire elettricità alle isole minori, italiane ed estere, che oggi usano il diesel o sono prive di elettricità, e che hanno problemi con impianti che impattano sul paesaggio. Potrebbero anche essere utili per smorzare l’erosione delle spiagge: invece di massi inerti, impianti a moto ondoso assorbirebbero parte dell’energia”.
Insomma, le correnti di mare utilizzabili sono rare e le onde sono difficili da sfruttare: dobbiamo rinunciare all’idea che dal mare si possano trarre grandi quantità di energia?
“Personalmente – ricorda il professor Coiro – ci lavoro da 30 anni; di progetti ne ho ideati, visti, e valutati tanti, ma bisogna essere realistici: se mi guardo intorno non vedo tecnologie marine che possano dare contributi importanti alla transizione energetica. Purtroppo, il mare è un ambiente difficile, corrosivo e distruttivo, dove costano molto care progettazione, costruzione, installazione, manutenzione e riparazione. In presenza di tecnologie rinnovabili sempre più economiche e installabili a colpi di centinaia di GW ogni anno, lo spazio per quelle marine diventa sempre più di nicchia”.
L’eccezione dell’eolico offshore galleggiante
Eppure tra le tecnologie “marine” ci sarebbe un’eccezione, l’eolico offshore?
“Certo, nei mari bassi l’eolico fornisce già un fondamentale contributo, e ora si è cominciato ad installare anche nel Mediterraneo, dove i fondali profondi richiedono impianti per lo più montati su piattaforme galleggianti. Nei nostri mari, come detto, è più facile lavorare, però i venti sono anche mediamente più deboli, per cui per essere competitivo l’eolico galleggiante dovrà montare turbine gigantesche, da 20 MW o più, con rotori da 300 metri di diametro e torri di pari dimensioni. Noi abbiamo contribuito nel quadro di progetti per l’ottimizzazione della piattaforma galleggiante: un mostro pesante 22.000 tonnellate di cui 9.000 di acciaio e il resto di zavorra. Nel nostro piccolo abbiamo anche ideato e testato un modello in scala di Hydraspar, un’innovativa piattaforma galleggiante per turbine eoliche che si apre e si chiude come un ombrello, consentendo di montare gli impianti in porto con grande risparmio nei costi di installazione”.
Vedremo se le società italiane come Snam o Fincantieri, che stanno valutando di entrare nell’eolico offshore galleggiante, approfitteranno di questo lavoro di Seapower.
Colpisce però che l’Italia, paese circondato dal mare, non abbia mai installato nulla né per correnti, onde o vento, se non piccoli prototipi, come il Pewec di Enea e del Politecnico di Torino per le onde, testati per breve tempo e mai approdati a impianti dimostrativi.
“Una delle ragioni principali forse la illustra il mio tentativo di realizzare un centro di ricerca sull’energia dal mare nello Stretto di Messina. Nonostante l’appoggio del Comune di Villa San Giovanni e il grande interesse della comunità di ricercatori internazionale, felici di avere una struttura in un mare calmo come il nostro, ho passato anni a correre fra 26 enti diversi per le autorizzazioni. Mi hanno chiesto di tutto, persino l’impatto ambientale del centro su una pianticella presente sull’arenile. Quando però, dopo aver presentato 15 chili di documenti, mi hanno detto che mancava l’autorizzazione dell’ufficio addetto all’ambiente fluviale, anche se lì di fiumi non ce ne sono proprio, mi sono arreso”, conclude Coiro.
