Green New Deal Europeo: arriva la prima bozza

Distribuita alle rappresentanze nazionali dei paesi dell'UE a Bruxelles per ottenere un primo feedback, la bozza del Green New Deal assomiglia ad un promemoria per definire le priorità della politica climatica europea. Nonostante risponda, per certi versi, alle ambizioni della neopresidente von der Leyen, secondo Greenpeace c'è ancora molto da fare.

Neutralità climatica e “giuramento verde”: queste le parole chiave della prima bozza del Green New Deal europeo

(Rinnovabili.it) – La nuova Commissione Europea guidata da Ursula von der Leyen sta facendo del Green New Deal europeo uno dei punti di forza della sua politica comunitaria. Il piano, che dovrebbe essere presentato l’11 dicembre, prevederebbe nelle intenzioni della neopresidente la trasformazione dell’Europa nel primo continente climaticamente neutrale entro il 2050. Euroactiv è riuscito ad ottenere una prima bozza a uso interno del Green New Deal che, per quanto sia ancora soggetta a modifiche, prende avvio con l’intenzione dichiarata di pianificare “una serie di politiche profondamente trasformative” sul tema dei cambiamenti climatici e della green economy.

La bozza del documento è stata distribuita alle rappresentanze nazionali dei paesi dell’UE a Bruxelles per ottenere un primo feedback. Al momento, come sottolinea Euroactiv, sembra effettivamente più una lista della spesa che un vero e proprio piano, presentandosi come una serie di punti elenco raggruppati per titolo. In cima alla lista, tuttavia, è l’obiettivo della neutralità climatica entro il 2050, che dovrebbe essere presentato formalmente tramite una specifica legge entro marzo 2020. Questo obiettivo è accompagnato dalla riduzione delle emissioni da un minimo del 50% a un massimo del 55% entro il 2030, seguendo le direttive di un piano che dovrebbe invece essere presentato entro ottobre 2020.

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Nella sezione dedicata alla neutralità climatica, l’elenco delle azioni riporta una serie di parole chiave, quali la sicurezza energetica, l’economia circolare, l’efficienza energetica, la mobilità a zero-emissioni (rispetto alla quale, ad esempio, si prevede che il 75% del trasporto su strada sia trasformato in trasporto su ferro, che diminuisca il numero delle “emissioni libere” per il settore aereo e che venga esteso il sistema cap-and-trade al settore marittimo). Inoltre, nella primavera del 2020 si prevede la presentazione di un documento dal titolo Farm to Fork attraverso cui lanciare una serie di iniziative riguardanti una migliore informazione sulla food supply chain, lo stop all’uso di pesticidi e la riduzione dello spreco alimentare.

La sezione del Green New Deal dedicata alla sostenibilità vede come proprio obiettivo l’integrazione dei principi della sostenibilità in tutte le politiche europee. Il punto di partenza è un “giuramento verde” che recita sinteticamente “non fare male”. In questo caso, lo scopo di Bruxelles è adottare una visione sistemica della sostenibilità al fine di eliminare le incoerenze legislative che possano ridurre l’efficacia del Green New Deal. Ciò include, ad esempio, aspetti finanziari con una proposta di “screening e benchmark delle pratiche di bilancio verde” sia a livello UE che nazionale. A questo proposito, nel giugno 2020 dovrebbe essere presentato secondo la bozza un “piano d’azione sul finanziamento verde“, con una revisione degli “orientamenti sugli aiuti di Stato per l’ambiente e l’energia”.

Se, da una parte, la Commissione vuole proseguire gli sforzi per rendere più democratico il processo decisionale dell’Ue in materia di energia e clima, consentendo al Consiglio dell’Unione Europea di passare da un voto all’unanimità a un voto a maggioranza qualificata sulle materie fiscali nel settore energetico, dall’altra non si fa menzione di alcuna carbon border tax, annunciata per proteggere l’industria europea soprattutto dalle importazioni cinesi. Infine, la Commissione intende rivedere la legislazione in materia di aria, acqua e prodotti chimici al fine di “eliminare tutte le fonti di inquinamento”.

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Raggiunta da Euroactiv per un commento sulla bozza del Green New Deal, la portavoce di Greenpeace Franziska Achterberg ha affermato che “la proposta di aumentare gli obiettivi di riduzione delle emissioni ad un intervallo dal 50% al 55% non è in linea con l’accordo di Parigi“, chiedendo di contro un obiettivo del 65% entro il 2030. Inoltre, Greenpeace sottolinea che la scadenza di ottobre 2020 per definire gli obiettivi del 2030 è troppo in là, temendo che, se quella data dovesse essere confermata, non lascerebbe abbastanza tempo per le negoziazioni che dovrebbero portare ad un chiaro obiettivo in vista della COP26 che si terrà a Glasgow già a novembre del 2020. Infine, secondo il gruppo ambientalista, le proposte di politica agricola mancano di chiare misure per affrontare “il consumo eccessivo di carne e prodotti lattiero-caseari, l’impatto delle aziende agricole di fabbrica o l’uso eccessivo di fertilizzanti artificiali”.

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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. 

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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“.