GREEN ECONOMY ...servizi e soluzioni per il risparmio energetico
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ENERGIE RINNOVABILI

 

 

In ingegneria energetica con il termine energie rinnovabili si intendono le forme di energia prodotte da fonti di energia derivanti da particolari risorse naturali che per loro caratteristica intrinseca si rigenerano almeno alla stessa velocità con cui vengono consumate o non sono "esauribili" nella scala dei tempi "umani" e, per estensione, il cui utilizzo non pregiudica le stesse risorse naturali per le generazioni future. Sono dunque forme di energia alternative alle tradizionali fonti fossili (che sono invece parte delle energie non rinnovabili) e molte di esse hanno la peculiarità di essere anche energie pulite ovvero di non immettere in atmosfera sostanze nocive e/o climalteranti quali ad esempio la CO2.

Esse sono dunque alla base della cosiddetta economia verde.

 

Risorse rinnovabili 

Le risorse rinnovabili, sia di materia sia di energia sono risorse naturali che, per caratteristiche naturali o per effetto della coltivazione dell'uomo, si rinnovano nel tempo e risultano, quindi, disponibili per la sopravvivenza umana pressoché indefinitamente cioè non esauribili.

Per quanto attiene alle risorse "coltivabili" - quali foreste, pascoli e, generalmente, suolo agricolo, il mantenimento delle caratteristiche di rinnovabilità dipende dall'abilità e dall'attenzione del coltivatore.

Una risorsa rinnovabile si dice anche "sostenibile", se il tasso di riproduzione della medesima è uguale o superiore a quello di utilizzo. Tale concetto implica la necessità di un uso razionale delle risorse rinnovabili ed è particolarmente importante per quelle risorse - quali, ad esempio, le forestali - per le quali la disponibilità non è indefinita, rispetto ai tempi d'evoluzione della civiltà umana sulla Terra, quali invece, ad esempio, le fonti solari o eoliche.

Le risorse rinnovabili presentano numerosi vantaggi, di cui i maggiori sono senza dubbio l’assenza di emissioni inquinanti durante il loro utilizzo (per questo sono dette “fonti pulite”) e la loro inesauribilità. L'utilizzo di queste fonti non ne pregiudica la disponibilità nel futuro e sono preziosissime risorse per creare energia riducendo al minimo l'impatto ambientale. In questo modo si tutela la natura nel rispetto delle prossime generazioni e, oltretutto, si limitano i costi di produzione e distribuzione di energia.

Per quanto riguarda le risorse rinnovabili di tipo energetico, si considerano tali (più propriamente fonti):

  • l'irraggiamento solare (per produrre energia termica e elettrica);

  • il vento (fonte eolica d'elettricità);

  • le biomasse (combustione, in appositi impianti per generazione termica e cogenerazione di calore e elettricità);

  • le maree e le correnti marine in genere;

  • i salti d'acqua (fonte idroelettrica);

In senso lato, si possono considerare "fonti" rinnovabili anche i "pozzi" termici utilizzabili per il raffrescamento passivo degli edifici: aria (se a temperatura inferiore a quella dell'ambiente da raffrescare - raffrescamento microclimatico); terreno (raffrescamento geotermico); acqua nebulizzata (raffrescamento evaporativo); cielo notturno (raffrescamento radiativo).

Le fonti di energia rinnovabili associate a tali risorse sono quindi l'energia idroelettrica, quella solare, eolica, marina e geotermica, ovvero quelle fonti il cui utilizzo attuale non ne pregiudica la disponibilità nel futuro. Al contrario, le energie "non rinnovabili", sia per avere lunghi periodi di formazione, di molto superiori a quelli di consumo attuale (in particolare fonti fossili quali petrolio, carbone, gas naturale), sia per essere presenti in riserve non inesauribili sulla scala dei tempi umana (in particolare l'isotopo 235 dell'uranio, l'elemento attualmente più utilizzato per produrre energia nucleare), sono limitate nel futuro. Esse sono ancora allo stadio di ipotesi o in fase di sviluppo; non è quindi sempre chiaro il loro costo a regime, nonché il reale potenziale o peso sul fabbisogno di energia elettrica mondiale rispetto alle fonti di energia tradizionali quali combustibili fossili ed energia nucleare, vuoi anche per la non programmabilità di alcune di queste fonti (come fotovoltaico e eolico).

E’ importante sottolineare come le forme di energia presenti sul nostro pianeta hanno quasi tutte origine dall'irraggiamento solare, ad eccezione dell'energia nucleare, geotermica e delle maree. Senza il Sole non ci sarebbe infatti il vento, causato dal non uniforme riscaldamento delle masse d’aria, e con esso l'energia eolica. L'energia delle biomasse è energia solare immagazzinata chimicamente, attraverso il processo della fotosintesi clorofilliana. L’energia idroelettrica, che sfrutta le cadute d’acqua, non esisterebbe senza il ciclo dell'acqua dall’evaporazione alla pioggia, innescato dal Sole. Anche i combustibili fossili (carbone, petrolio, gas naturale) derivano dall’energia del sole immagazzinata nella biomassa milioni di anni fa attraverso il processo della fotosintesi clorofilliana, ma non sono rinnovabili in tempi storici.

 

Energia rinnovabile sostenibile e fonti alternative 

Se la definizione in senso stretto di "energia rinnovabile" è quella sopra enunciata, spesso vengono usate come sinonimi anche le locuzioni "energia sostenibile" e "fonti alternative di energia".
Esistono tuttavia delle sottili differenze:

  • Energia sostenibile è una modalità di produzione ed uso dell'energia che permette uno sviluppo sostenibile: ricomprende dunque anche l'aspetto dell'efficienza degli usi energetici.

  • Fonti alternative di energia sono invece in generale tutte quelle fonti di energia "non fossili", ovvero diverse dagli idrocarburi o il carbone; rientra tra queste, ad esempio, anche l'energia nucleare, considerata alternativa all'uso di idrocarburi e carbone. Comprendono dunque anche le energie rinnovabili.

Tuttavia, non esiste una definizione univoca dell'insieme delle fonti rinnovabili, esistendo in diversi ambiti diverse opinioni sull'inclusione o meno di una o più fonti nel gruppo delle "rinnovabili". Secondo la normativa di riferimento italiana, vengono considerate "rinnovabili":

« ...il sole, il vento, le risorse idriche, le risorse geotermiche, le maree, il moto ondoso e la trasformazione in energia elettrica dei prodotti vegetali o dei rifiuti organici e inorganici. »

Rientrerebbero in questo campo dunque:

  • energia solare

    • solare termico e termodinamico

    • solare fotovoltaico

  • energia eolica

  • energia idroelettrica

  • energia geotermica

  • energia da biomasse (o agroenergie)

    • biocarburanti, gassificazione, biogas

    • oli vegetali

    • olio di alghe

    • cippato

  • energia marina

    • energia delle correnti marine

    • energia a gradiente salino (osmotica)

    • energia mareomotrice (o delle maree)

    • energia del moto ondoso

    • energia talassotermica (OTEC)

  • energia o cogenerazione da acqua di falda

Una distinzione che spesso viene fatta in tale ambito è quella tra fonti rinnovabili "classiche" (essenzialmente idroelettrico e geotermia) e fonti rinnovabili "nuove" (anche dette "NFER"), tra cui vengono generalmente incluse l'energia solare, eolica e da biomassa.

Nell'ambito della produzione di energia elettrica le fonti rinnovabili vengono inoltre classificate in "fonti programmabili" e "fonti non programmabili', a seconda che possano essere programmate in base alla richiesta di energia oppure no. Secondo la definizione del Gestore dei Servizi Energetici (GSE, anche conosciuto come GRTN), nel primo gruppo rientrano "impianti idroelettrici a serbatoio e bacino, rifiuti solidi urbani, biomasse, impianti assimilati che utilizzano combustibili fossili, combustibili di processo o residui", mentre nel secondo gruppo (non programmabili) si trovano "impianti di produzione idroelettrici fluenti, eolici, geotermici, fotovoltaici, biogas".

Talvolta, in alcuni ambiti, anche risparmio energetico ed efficienza energetica sono considerate - per estensione - "fonti rinnovabili", sebbene a rigore tali tematiche facciano parte dell'utilizzo razionale dell'energia, e non della loro produzione. Taluni, ancora, considerano questi due aspetti, legati all'uso piuttosto che alla produzione, all'interno della categoria dell'energia sostenibile.

La tematica si intreccia anche con il problema del riscaldamento globale e delle emissioni di CO2: una definizione parallela di energie rinnovabili riguarda quindi anche il fatto che esse non contribuiscano all'aumento dell'effetto serra (pur fra difficoltà di effettiva verifica delle emissioni effettive e reali di tutta la filiera energetica/produttiva), sebbene anche in questo caso sia più rigoroso parlare di energia sostenibile, essendo l'accento posto sugli effetti ambientali della produzione di energia, piuttosto che sulle fonti da cui viene ottenuta.

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