Prestigiacomo: tolleranza zero verso i reati green

La green economy offre attualmente le migliori opportunità di investimento, mentre gli obiettivi energetici del governo, nel medio periodo, sono 25% da rinnovabile, 25% da nucleare ed il 50% da fossili.

Alla vigilia di Copenaghen abbiamo intervistato il Ministro dell’Ambiente, Stefania Prestigiacomo, per verificare l’allineamento del Governo italiano con le principali tematiche che saranno discusse nella Capitale danese: lotta alle riduzioni di gas serra, potenzialità della green economy, target delle politiche energetiche nazionali, efficienza energetica nell’edilizia.

*_Mauro Spagnolo: Ministro Prestigiacomo, più volte lei ha affermato che “la green economy non è una delle scelte possibili, ma l’unico modello praticabile nei prossimi anni”. Quali sono, a suo giudizio, gli ostacoli reali a questo nuovo modo di immaginare l’economia?_*

*Stefania Prestigiacomo:* La negativa congiuntura economica in atto può comunque offrire occasioni importanti alle imprese che vorranno fare investimenti virtuosi sul piano finanziario e ambientale. Il comparto della green economy, infatti, è di gran lunga quello che offre le migliori opportunità di investimento e, soprattutto, garantirà la salvaguardia dell’ambiente. Il fondamentalismo ambientalista ha fallito: non ha dato risultati concreti e nel nostro Paese ha impedito la realizzazione di infrastrutture fondamentali. Il nostro governo, invece, sta usando tutti gli strumenti per favorire lo sviluppo della green economy.

*_MS: Finalmente in Italia si parla, senza falsi pudori, di ecomafia e di crimini contro l’ambiente e in questo senso lei ha recentemente firmato un protocollo di intesa con la Direzione Nazionale Antimafia. Ritiene che possa concretamente produrre, a breve, risultati concreti? E quali?_*

*SP:* L’obiettivo del governo è garantire la sicurezza dei cittadini e la protezione della natura, insistendo sulla ‘tolleranza zero’ nei confronti di chi commette un reato ambientale. Con il protocollo d’intesa con la Direzione nazionale antimafia verrà migliorato il coordinamento nell’attività di indagine, così che le strutture investigative e giudiziarie avranno la possibilità di operare immediatamente per la repressione dei crimini ambientali. Le ecomafie gestiscono nel nostro Paese un sistema diversificato al quale dobbiamo contrapporne uno legale, strutturato ed ecosostenibile, basato su un forte collegamento operativo tra gli organi dello Stato. Inoltre, il recepimento della direttiva europea sui reati ambientali, che punta a rafforzare le pene, sarà l’occasione per rivedere la normativa penale. I reati ambientali devono rientrare in fattispecie ad hoc, in modo da avere un grande potere deterrente.

*_MS: Il suo Ministero ha posto, anche in contrasto con le posizioni del commissario europeo all’Ambiente, delle questioni sulla Direttiva delle emission trading. Può spiegarmene i motivi?_*

*SP:* Abbiamo posto alla Commissione europea un problema reale, che deriva dalla logica distorta della vecchia direttiva ‘emission trading’, logica che infatti è stata modificata nella nuova direttiva approvata nel dicembre scorso nel cosiddetto ‘pacchetto 20-20-20’. In base a quella logica l’Italia dovrebbe pagare circa 1 miliardo di euro per acquistare diritti di emissione da paesi che ne hanno la disponibilità, che non deriva nella maggior parte dei casi da una maggiore ‘virtuosità ambientale’ ma dal fatto che si sono prese come parametro le emissioni storiche. Così molti paesi, specie all’est, che hanno dovuto dismettere impianti obsoleti e molto inquinanti, si ritrovano oggi con quote d’emissione in eccesso da vendere sul mercato. Paradossalmente l’Italia dovrebbe comprare quote d’emissione da chi inquina di più. Per queste ragioni non condivido la chiusura netta da parte della Commissione europea.

*_MS: Nucleare. Al di là di valutazioni ambientali, tecnologiche e sociali, non le sembra una scelta controcorrente rispetto ai percorsi intrapresi dagli altri Paesi industrializzati?_*

*SP:* Oggi l’Italia ha bisogno di energia. Miriamo a un riequilibrio energetico che nel medio periodo ci consenta di arrivare al 25% di rinnovabili, al 25% di nucleare e al restante 50% di combustibili fossili. Le scelte dei siti dove costruire le centrali andranno fatte in accordo con il territorio e si procederà con il massimo rigore sul piano della sicurezza. Tuttavia il nucleare è una prospettiva di medio periodo. Nel frattempo, il governo sta investendo su più fronti, puntando tra l’altro sul risparmio energetico, sulla promozione delle rinnovabili, la mobilità sostenibile, la bioedilizia. Con l’obiettivo di ridurre le emissioni di CO2 del nostro Paese, cosa che nessuno in passato è riuscito a fare.

*_MS: Le emissioni generate dal comparto edilizio, come lei sa, sono circa il 40% delle totali e ben superiori a quelle prodotte dai trasporti: circa il 3%. Dinanzi a quella che ormai in molti chiamano “emergenza edilizia” per l’ambiente, quali iniziative sta intraprendendo il Governo?_*

*SP:* Le polveri sottili presenti nei centri urbani sono sì prodotte dai motori diesel di vecchia generazione ma anche dagli impianti di riscaldamento. Il governo ha confermato gli incentivi per le ristrutturazioni ambientali che prevedono pure la sostituzione delle caldaie antiquate con quelle nuove che non producono polveri. Ma c’è un problema più generale di consumi di energia che possono essere fortemente ridotti attraverso una serie di misure di adeguamento degli edifici, mentre per le nuove costruzioni esistono ormai i criteri della cosiddetta ‘bioedilizia’ che puntano alla realizzazione di case a impatto ambientale zero, autosufficienti dal punto di vista energetico. La bioedilizia prevista nel piano casa innescherà un profondo rinnovamento del nostro patrimonio abitativo. E bisognerà cogliere l’opportunità dell’incentivo ad ampliare le abitazioni per riconvertirle a un maggiore rispetto ambientale.

*_MS: In conclusione, Ministro Prestigiacomo, cosa si aspetta personalmente dalla Conferenza di Copenaghen? Siamo davvero a una svolta epocale, come ha affermato Gordon Brown?_*

*SP:* L’UE in maniera compatta si spenderà al massimo perché venga raggiunto un accordo. L’Europa porterà a Copenhagen i propri impegni già assunti e metterà sul tavolo della trattativa la possibilità di innalzare i tagli delle emissioni dal 20 al 30% a condizione che gli altri Paesi sviluppati assumano obiettivi analoghi e a fronte di impegni altrettanto significativi delle economie emergenti, così come ribadito dalle conclusioni adottate dall’ultimo Consiglio Europeo. Ma io credo che a Copenhagen sia in gioco qualcosa di più che un semplice negoziato: si gioca la sfida più importante per un modello di sviluppo, un futuro sostenibile. E la si vince se si superano i problemi storici tra nord e sud del mondo.

Grazie ad un nuovo processo sintetico è stato creato un elettrolita di solfuro solido dotato della più alta conduttività per gli ioni di sodio più alta mai registrata. Circa 10 volte superiore a quella richiesta per l'uso pratico

Batterie al Sodio allo Stato Solido più facili da Produrre

La batterie allo stato solido incarnano a tutti gli effetti il nuovo mega trend dell’accumulo elettrochimico. E mentre diverse aziende automobilistiche tentano di applicare questa tecnologia agli ioni di litio, c’è chi sta percorrendo strade parallele. É il caso di alcuni ingegneri dell’Università Metropolitana di Osaka, in Giappone. Qui i professori Osaka Atsushi Sakuda e Akitoshi Hayash hanno guidato un gruppo di ricerca nella realizzazione di batterie al sodio allo stato solido attraverso un innovativo processo di sintesi.

Batterie a Ioni Sodio, nuova Frontiera dell’Accumulo

Le batterie al sodio (conosciute erroneamente anche come batterie al sale) hanno conquistato negli ultimi anni parecchia attenzione da parte del mondo scientifico e industriale. L’abbondanza e la facilità di reperimento di questo metallo alcalino ne fanno un concorrente di primo livello dei confronti del litio. Inoltre l’impegno costante sul fronte delle prestazioni sta portando al superamento di alcuni svantaggi intrinseci, come la minore capacità. L’ultimo traguardo raggiunto in questo campo appartiene ad una ricerca cinese che ha realizzato un unità senza anodo con una densità di energia superiore ai 200 Wh/kg.

Integrare questa tecnologia con l’impiego di elettroliti solidi potrebbe teoricamente dare un’ulteriore boost alla densità energetica e migliorare i cicli di carica-scarica (nota dolente per le tradizionali batterie agli ioni di sodio). Quale elettrolita impiegare in questo caso? Quelli di solfuro rappresentano una scelta interessante grazie alla loro elevata conduttività ionica e lavorabilità. Peccato che la sintesi degli elettroliti solforati non sia così semplice e controllabile. Il che si traduce in un’elevata barriera per la produzione commerciale delle batterie al sodio allo stato solido.

Un Flusso di Polisolfuro reattivo

É qui che si inserisce il lavoro del team di Sakuda a Hayash. Gli ingegneri hanno messo a punto un processo sintetico che impiega sali fusi di polisolfuro reattivo per sviluppare elettroliti solidi solforati. Nel dettaglio utilizzando il flusso di polisolfuro Na₂S_x come reagente stechiometrico, i ricercatori hanno sintetizzato due elettroliti di solfuri di sodio dalle caratteristiche distintive, uno dotato della conduttività degli ioni di sodio più alta al mondo (circa 10 volte superiore a quella richiesta per l’uso pratico) e uno vetroso con elevata resistenza alla riduzione.

“Questo processo è utile per la produzione di quasi tutti i materiali solforati contenenti sodio, compresi elettroliti solidi e materiali attivi per elettrodi“, ha affermato il professor Sakuda. “Inoltre, rispetto ai metodi convenzionali, rende più semplice ottenere composti che mostrano prestazioni più elevate, quindi crediamo che diventerà una metodologia mainstream per il futuro sviluppo di materiali per batterie al sodio completamente allo stato solido“.  I risultati sono stati pubblicati su Energy Storage Materials and Inorganic Chemistry .

Un gruppo di scienziati della Lehigh University ha sviluppato un materiale dotato di una efficienza quantistica esterna di 90 punti percentuali sopra quella delle celle solari tradizionali

Nuovo materiale quantistico con un assorbimento solare medio dell’80%

Atomi di rame inseriti tra strati bidimensionali di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. Questa la ricetta messa a punto dai fisici Srihari Kastuar e Chinedu Ekuma nei laboratori della Lehigh University, negli Stati Uniti, per dare una svecchiata alla prestazioni delle celle solari. Il duo di ricercatori ha così creato un nuovo materiale quantistico dalle interessanti proprietà fotovoltaiche. Impiegato come strato attivo in una cella prototipo, infatti, il nuovo materiale ha mostrato un assorbimento solare medio dell’80%, un alto tasso di generazione di portatori fotoeccitati e un’efficienza quantistica esterna (EQE) record del 190%. Secondo gli scienziati il risultato raggiunto supera di gran lunga il limite teorico di efficienza di Shockley-Queisser per i materiali a base di silicio e spinge il campo dei materiali quantistici per il fotovoltaico a nuovi livelli. 

leggi anche Fotovoltaico in perovskite, i punti quantici raggiungono un’efficienza record

L’efficienza quantistica esterna

Tocca fare una precisazione. L’efficienza quantistica esterna non va confusa con l’efficienza di conversione, il dato più celebre quando si parla di prestazioni solari. L’EQE rappresenta il rapporto tra il numero di elettroni che danno luogo a una corrente in un circuito esterno e il numero di fotoni incidenti ad una precisa lunghezza d’onda. 

Nelle celle solari tradizionali, l’EQE massimo è del 100%, tuttavia negli ultimi anni alcuni materiali e configurazioni avanzate hanno dimostrato la capacità di generare e raccogliere più di un elettrone da ogni fotone ad alta energia incidente, per un efficienza quantistica esterna superiore al 100%. Il risultato di Kastua e Ekuma, però, rappresenta un unicum nel settore.

Celle solari a banda intermedia

Per il loro lavoro due fisici sono partiti da un campo particolare della ricerca fotovoltaica. Parliamo delle celle solari a banda intermedia (IBSC – Intermediate Band Solar Cells), una tecnologia emergente che ha il potenziale per rivoluzionare la produzione di energia pulita. In questi sistemi la radiazione solare può eccitare i portatori dalla banda di valenza a quella di conduzione, oltre che direttamente, anche in maniera graduale. Come?  “Passando” per l’appunto attraverso stati di una banda intermedia, livelli energetici specifici posizionati all’interno della struttura elettronica di un materiale creato ad hoc. “Ciò consente a un singolo fotone di provocare generazioni multiple di eccitoni attraverso un processo di assorbimento in due fasi“, scrivono i due ricercatori sulla rivista Science Advances.

Nel nuovo materiale quantistico creato dagli scienziati della Lehigh University questi stati hanno livelli di energia all’interno dei gap di sottobanda ideali. Una volta testato all’interno di una cella fotovoltaica prototipale il materiale ha mostrato di poter migliorare l’assorbimento e la generazione di portatori nella gamma dello spettro dal vicino infrarosso alla luce visibile. 

La rivoluzione dei materiali quantistici

Il duo ha sviluppato il nuovo materiale sfruttando i “gap di van der Waals”, spazi atomicamente piccoli tra materiali bidimensionali stratificati. Questi spazi possono confinare molecole o ioni e gli scienziati dei materiali li usano comunemente per inserire, o “intercalare”, altri elementi per ottimizzare le proprietà dei materiali. Per la precisione hanno inserito atomi di rame tra strati di seleniuro di germanio e solfuro di stagno. “Rappresenta un candidato promettente per lo sviluppo di celle solari ad alta efficienza di prossima generazione – ha sottolineato Ekuma – che svolgeranno un ruolo cruciale nell’affrontare il fabbisogno energetico globale“.