Sbloccare l’agrovoltaico in Italia, uno dei tasselli per la decarbonizzazione

La sfida è trasformare l'agrovoltaico da una questione meramente tecnica in una culturale. La visione dell'Enea.

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L’articolo è sul n.4/2021 rivista bimestrale QualEnergia

Alla presentazione del “Word Energy Outlook 2020”, Fatih Birol, Direttore Esecutivo dell’Iea, ha indicato il solare come il nuovo re del mercato mondiale elettrico.

In particolare, il fotovoltaico, per maturità tecnologica, basso costo e semplicità dei sistemi, è la tecnologia solare sulla quale punta l’intera Europa per la transizione verso un sistema energetico climaticamente neutro, con misure e politiche di sostegno immediate che faranno segnare record crescenti di installato annuale già a partire dal 2022.

In Italia, gli obiettivi nazionali di decarbonizzazione fissati nel Pniec per il 2030, prevedono un’importante crescita delle Fer nel settore elettrico. Il ruolo centrale del fotovoltaico è anche qui ribadito con un installato totale al 2030 di circa 51 GW.

Bisogna inoltre evidenziare che la nuova legge Ue sul clima, approvata il 24 giugno 2021, trasforma l’impegno politico del Green Deal europeo per la neutralità climatica entro il 2050 in obbligo vincolante. In quest’ambito viene incrementato l’obiettivo dell’Ue per la riduzione delle emissioni di gas a effetto serra entro il 2030, dal 40% ad almeno il 55%, rispetto ai livelli del 1990.

Tenendo quindi in conto anche questo obiettivo dello “stepping up Eu 2030 ambition”, una stima, presentata dal Ministro Cingolani alla commissione Industria del Senato il 13 luglio 2021, nel corso dell’audizione sul tema della “strategia per il settore Fer-E”, porta l’installato totale di fotovoltaico in Italia al 2030 a 64 GW.

Taglia grande obbligatoria

È quindi del tutto evidente il cambio di passo necessario per raggiungere tali obiettivi e non è pensabile recuperare un tasso adeguato di installazioni annue senza il ricorso a impianti di grande taglia (utility scale) da realizzare a terra.

È noto che i grandi impianti hanno enormi difficoltà di cantierizzazione a causa di barriere nel processo autorizzativo legate a preoccupazioni prevalentemente inerenti all’uso del suolo e alla conservazione del paesaggio.

Destinare la localizzazione degli impianti a terra in siti marginali, inoltre con caratteristiche molto stringenti di idoneità (nei rari casi in cui sia stata definita e parametrizzata), rende in pratica molto difficile risolvere il problema della loro ubicazione e susseguente autorizzazione.

Dover far ricorso a tutte le varietà di superfici disponibili, con contributi da vari settori produttivi, obbligatoriamente chiama in causa il settore agricolo per il quale è necessario sviluppare soluzioni per un uso duale del suolo con sistemi fotovoltaici che garantiscano la continuità delle attività agricole nello stesso sito. In questo senso, lo sviluppo dei sistemi agrivoltaici offre una possibile efficace risposta al problematico quadro di riferimento sopra delineato.

Una stima di Confagricoltura (position paper Coordinamento Free) indica che potrebbero essere necessari 30-40mila ettari di suolo agricolo per le necessità dei nuovi obiettivi fotovoltaici al 2030, pari a meno dello 0,5% della superficie agricola esistente.

Non esiste ancora una definizione normativa per tali sistemi, ma le caratteristiche minime essenziali rispondono ai seguenti criteri:

  • la generazione elettrica da fotovoltaico e quella agricola coesistono nella stessa unità di suolo;
  • la configurazione di impianto è tale da non compromettere le attività agricole;
  • la resa totale dell’impianto (produzione elettrica + produzione agricola) sia un compromesso accettabile.

È bene segnalare che il fotovoltaico in ambito agricolo è destinatario di alcuni investimenti previsti nel Piano Nazionale di Rilancio e Resilienza per un totale di 2,6 mld di €. Di questi, 1,5 mld attengono a un investimento definito “Parco Agrisolare”.

La misura si pone l’obiettivo di incentivare l’installazione di pannelli ad energia solare su di una superficie complessiva, senza consumo di suolo (quindi su infrastrutture agricole), pari a 4,3 milioni di mq, con una potenza installata di circa 0,43 GW. L’ulteriore investimento, di 1,1 mld, è dedicato in senso stretto allo sviluppo dell’agrovoltaico. Questa misura, nello specifico, prevede:

  • l’implementazione di sistemi ibridi agricoltura-produzione di energia che non compromettano l’utilizzo dei terreni dedicati all’agricoltura, ma contribuiscano alla sostenibilità ambientale ed economica delle aziende coinvolte, anche potenzialmente valorizzando i bacini idrici tramite soluzioni galleggianti;
  • il monitoraggio delle realizzazioni e della loro efficacia, con la raccolta dei dati sia sugli impianti fotovoltaici sia su produzione e attività agricola sottostante, al fine di valutare microclima, risparmio idrico, recupero della fertilità del suolo, resilienza ai cambiamenti climatici e produttività agricola per i diversi tipi di colture.

L’obiettivo dell’investimento è installare a regime una capacità produttiva da impianti agrivoltaici di 2 GW, che produrrebbe circa 2.500 GWh annui, con riduzione delle emissioni di gas serra stimabile in circa 1,5 milioni di tonnellate di CO2.

Varietà tecnologica

I sistemi agrivoltaici sono disponibili in una varietà di tecnologie e configurazioni spaziali che consentono, secondo gli specifici obiettivi e requisiti del progetto, di rispondere al meglio alle esigenze colturali (e non solo) delle aree agricole su cui insistono.

Tra i principali sistemi vi sono:

  • quelli tradizionali, in cui semplicemente i moduli fotovoltaici sono posti in una configurazione spaziale tale da lasciare spazio libero tra le file di moduli e sotto i moduli per le finalità agricole;
  • quelli verticali, con moduli montati su supporti laterali e organizzati in file continue in stile “staccionata”;
  • quelli “rialzati”, in cui i moduli sono montati su strutture, ad una certa altezza da terra (4-5 m), che lasciano libero il suolo per le coltivazioni (anche con l’utilizzo delle relative macchine agricole); questi impianti possono utilizzare sistemi ad inseguimento su singolo o doppio asse, rendendo possibile un controllo dinamico dell’ombreggiamento e la digitalizzazione totale di tutti i processi, mirando quindi anche ad una “agricoltura di precisione” (vedi figura in alto).

Tutti i sistemi descritti possono utilizzare moduli bifacciali, per incrementare la produzione di energia elettrica.

Accanto a questi approcci “consolidati”, si segnala la disponibilità sul mercato di moduli fotovoltaici innovativi specificamente sviluppati per applicazioni agrivoltaiche.

Tutti questi sistemi rispondono a esigenze diverse, nessuno è da preferire a un altro, specie in assenza (ancora) di una conoscenza sperimentale che consenta effettivamente di esprimersi sulle sinergie tra i vari sistemi e le specifiche colture scelte.

Gli operatori del settore fanno notare come la possibilità di sviluppo del fotovoltaico sia strettamente legata al superamento di un notevole problema sistemico relativo alle autorizzazioni, con particolare riferimento agli impianti fotovoltaici a terra.

Se prendiamo in esame le istanze di autorizzazione per impianti sopra i 20 kW, per i quali è previsto l’iter di Autorizzazione Unica (Au) e la verifica di assoggettabilità (Va) a Valutazione di Impatto Ambientale (Via), si nota che il fotovoltaico ha totalizzato ben 13 GW di richieste nel 2020 (dati Elemens), un dato fortemente stridente con quello dell’installato annuale.

A ciò si aggiunge anche la tempistica dell’iter autorizzativo per il quale possono trascorrere fino a 2 anni (fonte Gse). Lo scontro sugli impianti a terra non si limita solo al timore della sottrazione di suolo utile all’agricoltura (energy vs food). Esiste anche un evidente conflitto con la tutela e conservazione del paesaggio, un tema particolarmente sentito in Italia, paese caratterizzato dalla maggiore densità di siti Unesco al mondo.

Ingerenze in riduzione

Stiamo assistendo a forti spinte, anche con sentenze del Consiglio di Stato, per limitare, se non eliminare, l’ingerenza del Ministero della Cultura e delle Soprintendenze dei Beni Culturali nei processi autorizzativi. Gli operatori del fotovoltaico confidano molto nella possibilità di concentrazione di tutti i pareri di merito presso il Ministero della Transizione Ecologica.

Ma, nella sostanza, non si tratta di delimitare gli ambiti di intervento, ma di creare un dominio comune di conoscenza per risolvere a monte certe questioni ancora irrisolte, molte delle quali da ricercare nel processo di individuazione, nei territori regionali, delle “aree idonee” o “a vocazione energetica” e i relativi criteri per la localizzazione degli impianti Fer.

A parte la costante attenzione ad indirizzare i grandi impianti a terra verso suoli marginali o di recupero, resta fondamentale poter sistematizzare un approccio univoco e sostenibile verso l’impiego di suoli agricoli o da restituire all’agricoltura (suoli agricoli dismessi) per far fronte alla concreta necessità di realizzare impianti fotovoltaici utility-scale, unica garanzia per il raggiungimento degli ambiziosi obiettivi di nuova potenza installata in Italia al 2030.

La sfida sottesa, in quest’ambito, è la ricerca di un compromesso ottimale tra la riduzione di densità di potenza degli impianti fotovoltaici (necessaria per consentire alle colture l’accesso alla radiazione solare) e la riduzione di efficienza delle colture (dovuta agli effetti di ombreggiamento dei moduli fotovoltaici).

Visione Enea

L’installazione dei sistemi fotovoltaici dovrebbe essere un’occasione di infrastrutturazione del paesaggio, che possa portare valore rispetto ai tre ambiti: paesaggio, energia, agricoltura, sulla base di una sostenibilità economica e sociale.

Vi sono diverse sfide da affrontare, che richiedono necessariamente risposte caratterizzate da un approccio inter- e trans-disciplinare. Tra queste:

  • una definizione inclusiva delle varie istanze di sostenibilità;
  • l’elaborazione di criteri per la individuazione di aree idonee;
  • la costruzione di un quadro legale e normativo di riferimento;
  • la costruzione di linee guida pre-normative per la realizzazione degli impianti.

È, inoltre, fondamentale concepire i sistemi agrivoltaici come parti del paesaggio, cioè superare la visione corrente che li legge come elementi prettamente tecnici che si sovrappongono ai segni di cui è composto il paesaggio, invece che integrarsi con essi.

La flessibilità progettuale del fotovoltaico consente di impiegare diversi parametri per adattare la soluzione al contesto, quali per esempio, la disposizione spaziale dei moduli (pattern) e la loro altezza da terra.

Per l’“agrivoltaico sostenibile” è necessario elaborare un quadro di riferimento concettuale e metodologico di comune accordo con i principali soggetti coinvolti nel processo, dalla progettazione, all’autorizzazione, alla gestione e che includa la partecipazione delle comunità locali dal quale far discendere strumenti di supporto alla pianificazione, progettazione e decisione da parte degli enti autorizzativi.

Ciò deve essere accompagnato da uno sforzo di ricerca (più presente in ambito nazionale e internazionale) sulle migliori combinazioni colture/sistemi fotovoltaici che possa tradursi anch’esso in un sistema di supporto alle decisioni.

In tale scenario l’Enea ha costituito una task force interdipartimentale chiamata “Agrivoltaico Sostenibile@Enea”. Le competenze di questo gruppo di lavoro sono fortemente interdisciplinari, e sono legate insieme attraverso una metodologia trans-disciplinare.

L’obiettivo è contribuire alla costruzione di una conoscenza e metodologia per lo sviluppo e la diffusione dei sistemi agrivoltaici secondo un criterio complessivo di sostenibilità, attraverso l’elaborazione di criteri di progettazione e valutazione delle prestazioni ecologiche e di linee guida pre-normative e strumenti di supporto ai decisori.

A tal fine il team sta categorizzando un certo numero di impianti dimostrativi, distribuiti in varie aree geografiche italiane, e che rispondono a uno o più specifici quesiti di ricerca, collaborando con imprese nazionali ed estere.

La task force lavora anche come sostegno tecnico alla Rete Nazionale per l’Agrivoltaico Sostenibile, sempre lanciata dall’Enea e gestita su una piattaforma dedicata a cura di Eta-Florence, che raccoglie diversi soggetti interessati (accademia, associazioni di categoria, istituzioni, enti locali e soggetti preposti alle autorizzazioni) per dare risposta alle più significative questioni che il tema dell’impiego dei sistemi agrivoltaici pone nel contesto nazionale.

Al momento alla rete hanno espresso interesse circa 120 soggetti, e tra questi hanno aderito importanti associazioni riconducibili ai tre settori chiave: paesaggio, energia, agricoltura.

Tra queste: Aiapp (Associazione Italiana di Architettura del Paesaggio), InArch (Associazione Nazionale di Architettura), Italia Solare, Elettricità Futura, Coordinamento Free, Legambiente, Confagricoltura; Cia (Confederazione Italiana Agricoltori), Conaf (Consiglio dell’Ordine Nazionale dei dottori Agronomi e dei dottori Forestali), Fidaf (Federazione Italiana Dottori in Agraria e Forestali), Sia (Società Italiana di Agronomia).

La sfida è trasformare una questione tecnica in una questione di cultura, nel senso più inclusivo del termine.

L’articolo è stato pubblicato sul n.4/2021 della rivista bimestrale QualEnergia, con il titolo “Frutta solare”.

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