• Articolo Roma, 5 ottobre 2011
  • Un mare di energia

  • Il mare costituisce una risorsa energetica dalle enormi potenzialità, ma il suo sviluppo, soprattutto in Italia, richiede cautela ed un’approfondita attività di ricerca ambientale, ingegneristica ed economica.

Gli oceani, oltre a ricoprire più del 70% della superficie del nostro pianeta, rappresentano il più grande serbatoio di energia sulla Terra. Sono un ambiente in continua evoluzione, caratterizzato da una serie ininterrotta di dinamiche a diverse scale spaziali e temporali regolate da forzanti di tipo meccanico e termico. Dal punto di vista dello sfruttamento energetico queste forzanti si traducono in risorse che, a vari livelli, possono essere convertite in energia elettrica attraverso processi fortemente diversi tra loro. Queste risorse sono le maree, le correnti, il moto ondoso, il gradiente salino fra acque dolci di origine continentale e acque marine, il gradiente termico fra le acque superficiali calde e le acque profonde fredde. Per quanto riguarda l’Italia, e facendo riferimento alla tecnologia attualmente disponibile, la risorsa più promettente per uno sfruttamento in tempi brevi è quella associata al moto ondoso.

A livello internazionale esistono molti progetti di ricerca, che hanno prodotto soluzioni tecnologiche spesso molto diverse tra loro. Per praticità verranno qui suddivise in due categorie: dispositivi per installazioni onshore e per installazioni offshore.

Entrambe le tipologie tendono a sfruttare le oscillazioni verticali determinate dal passaggio in successione di creste e cavi d’onda, che vengono convertiti in elettricità tramite pompe idrauliche o induzione elettromagnetica. La differenza sostanziale tra le due tipologie è nel fatto che in ambiente offshore si può disporre di un potenziale più elevato, ma i costi di installazione e manutenzione sono considerevolmente maggiori. Nelle aree costiere invece si ha un potenziale spesso minore ma anche costi fortemente ridotti.

In Italia il potenziale associato al moto ondoso non è particolarmente elevato, soprattutto se confrontato con quello di oceani aperti come l’Atlantico (dove è stata condotta la maggior parte delle principali sperimentazioni). Per questo motivo l’installazione di grandi impianti in mare aperto difficilmente può tradursi in un’impresa commerciale di grande successo, almeno con le tecnologie attualmente disponibili. Per questo motivo oggi sembra più convincente la strada della generazione onshore, purchè questa sia compatibile con gli altri usi del sistema costiero, ivi compreso quello della conservazione della natura. Il grande vantaggio di queste tecnologie risiede senza dubbio nella possibilità di essere integrato in opere portuali e di difesa costiera.

Questo approccio è quello seguita a Mutriku, Paesi Baschi, in cui la nuova diga frangiflutti costruita per la città è stata interamente dotata di sistemi di conversione dell’energia che raggiunge la costa sotto forma di onde. L’esempio di Mutriku è di particolare rilievo non solo per la grande innovazione ecologica, ma soprattutto perché concilia la produzione di energia pulita con le imprescindibili esigenze di tutela ambientale. Infatti, la produzione di energia rinnovabile dal mare potrà considerarsi veramente una fonte energetica alternativa e “pulita” qualora, oltre all’assenza di emissioni inquinanti, sarà soprattutto in grado di integrarsi nell’ambiente.

Questa necessità, è particolarmente rilevante nella fascia costiera, caratterizzata oltre che da un evidente e continuo conflitto di usi di elevata rilevanza economica e sociale, anche da grandi valori intrinseci, ambientali ed ecologici. In questo contesto, diventa fondamentale prendere in considerazione il “sistema mare e fascia costiera” nella sua interezza, analizzando con ampiezza di vedute gli effettivi benefici ed i possibili impatti.

Sulla base di ciò, risulta chiaro che la produzione di energia dal moto ondoso in ambito costiero non può in alcun modo portare alla costruzione indiscriminata di opere lungo la costa, ma deve inevitabilmente essere integrata con le strutture di cui le attività antropiche, economiche e sociali, hanno bisogno e di cui non è possibile fare a meno. Detto questo, vanno affrontati ulteriori aspetti dello sviluppo. Se la tecnologia esiste perché non esistono impianti di produzione commerciali in Italia?

I limiti allo sviluppo di queste tecnologie sono in realtà diversi. Intanto si deve dire che i dispositivi devono essere ancora adattati alle condizioni meteomarine ed ecologiche del Mediterraneo, che come detto, è sottoposto ad un potenziale minore e può comportare problematiche differenti per aspetti come il biofouling e la resistenza in mare. A questo, tuttavia, si aggiungono due ulteriori sfide: la valutazione del potenziale effettivamente sfruttabile e l’integrazione dei convertitori nell’ambiente mediterraneo ed italiano in particolare. Per quanto riguarda la valutazione del potenziale associato al moto ondoso, le sperimentazioni italiane sono all’inizio, soprattutto per quanto riguarda il computo del potenziale in acque costiere, dove non vi sono i sufficienti dettagli batimetrici per computare la propagazione dell’onda in acque basse con il necessario dettaglio. I fenomeni di shoaling, rifrazione, diffrazione e riflessione infatti possono modificare in maniera sostanziale le altezze d’onda ed i relativi periodi.

Per ottenere un campo della distribuzione della potenza in acque basse è necessario quindi l’utilizzo di modelli numerici che simulino le interazioni tra la morfologia costiera, la batimetria e i treni d’onda incidenti. Sono state proposte numerose carte del potenziale energetico offshore associato al moto ondoso, e in particolare anche alcune metodologie per il calcolo dei livelli energetici sotto costa, utili per l’individuazione dei siti più promettenti da un punto di vista energetico.

In realtà tutte queste proposte non hanno ancora raggiunto, per quanto detto prima, il necessario dettaglio. Inoltre è doveroso sottolineare come la scelta dei siti migliori debba considerare in maniera imprescindibile gli usi del sistema costiero e la distribuzione delle risorse naturali e della loro valenza ecologica. Ad esempio, se l’installazione di generatori provoca un danno al fondale come ad esempio le praterie di Posidonia, si potrebbe raggiungere il paradosso di avere un impatto complessivo sull’ambiente fortemente negativo anche dal punto di vista economico (danni collaterali, es. alla pesca). Per questo motivo si sta lavorando alla realizzazione di carte d’uso del mare, come strumento interpretativo e di supporto alla pianificazione, di grande utilità nella gestione dei conflitti che si possono instaurare e fondamentale per l’analisi degli impatti sugli ecosistemi marini. Il disegno di questa carta è reso particolarmente complesso dalla necessità di includere una vasta gamma di temi ecologici economici e sociali e dall’importanza di affrontare la questione con la più ampia visione d’insieme.

In conclusione si può facilmente affermare che il mare costituisce una risorsa che potrebbe dare enormi risultati, ma che per la difficoltà di agire in ambito costiero, dovrà essere sviluppata con grande cautela. Si sottolinea infine come queste grandi potenzialità debbano essere coadiuvate da una ricerca ambientale, ingegneristica ed economica. Non c’è dubbio che se riusciremo a non ripetere gli errori del passato, potremo avere dal mare l’ennesima grande opportunità e che, se si impegnerà nella ricerca e nello sviluppo, anche l’Italia potrà giocare in questa sfida un ruolo determinante. (di  Marco Marcelli e Filippo Carli – Laboratorio di Ocenologia Sperimentale ed Ecologia Marina, Università della Tuscia)