Rinnovabili • Transizione energetica Stati Uniti: fuori strada per i target dell’IRA (e di Parigi)

Eolico e storage fanno lo sgambetto alla transizione energetica degli Stati Uniti

Il monitoraggio di Rhodium Group, università di Princeton e MIT boccia l’Inflaction Reduction Act di Biden: solo la crescita degli EV e, in parte, del fotovoltaico è sulla traiettoria giusta per conseguire tagli del 40% dei gas serra entro il 2030. Mentre turbine eoliche e stoccaggio restano indietro. Ritardi nella scelta della localizzazione degli impianti e nell’iter dei permessi i due scogli principali

Transizione energetica Stati Uniti: fuori strada per i target dell’IRA (e di Parigi)
Foto di Sven Brandsma su Unsplash

Nel 2023 installati solo 32,2 nuovi GW di rinnovabili e stoccaggio, nel 2024 dovrebbero salire a 60-127 GW

(Rinnovabili.it) – Il mastodontico piano di investimenti di Biden per la transizione energetica degli Stati Uniti non sta dando i risultati che auspicava la Casa Bianca. L’Inflaction Reduction Act (IRA) sta sì dando una sterzata decisa sia sul versante delle rinnovabili che su quello della mobilità elettrica. Ma l’ammontare di investimenti reali e le proiezioni di crescita (soprattutto dell’energia pulita) per i prossimi anni mostrano che servono sforzi aggiuntivi per raggiungere il -40% di emissioni di gas serra entro il 2030 promesso con l’IRA. E il gap con l’obiettivo depositato formalmente all’Unfccc, cioè -52-55% rispetto ai livelli del 2005, è ancora più marcato.

Cosa sta frenando la transizione energetica degli Stati Uniti?

Gli intoppi principali arrivano dal fronte dell’energia pulita. Nel 2023 gli Stati Uniti hanno collegato alla rete un ammontare record di capacità di generazione e stoccaggio di elettricità a zero emissioni di carbonio. Si tratta di 32,2 GW in tutto, un aumento del 32% rispetto al 2022. Il miglior risultato di sempre, anche migliore di quello del 2021, quando il totale era arrivato a 31,6 GW.

Ciò nonostante, solo l’incremento del fotovoltaico è sui binari giusti per centrare gli obiettivi dell’IRA, mentre per eolico e stoccaggio la traiettoria è ancora troppo bassa. L’anno scorso, la maggior parte della nuova capacità installata era costituita dal fotovoltaico con 18,4 GW, seguita dallo stoccaggio tramite batterie con 6,4 GW e dall’eolico con 6,3 GW.

Cosa sta frenando la transizione energetica degli Stati Uniti? L’IRA ha reso l’elettricità rinnovabile “competitiva” in termini di costi rispetto al carbone e al gas naturale, anche se ci sono fattori di freno come “l’inflazione dei costi a breve termine nel 2022/2023 e un ritardo nella pubblicazione di linee guida su alcune disposizioni sul credito d’imposta”, spiega un rapporto di Rhodium Group, università di Princeton e Massachusetts Institute of Technology. “I maggiori ostacoli all’implementazione da qui al 2030 non sono relativi ai costi, ma consistono in ritardi nella scelta dei siti e nelle autorizzazioni, intasamenti per la connessione alla rete e problemi nelle catene di approvvigionamento, spiega il rapporto.

Ritardi, questi, che accumulandosi peggioreranno il quadro complessivo nei prossimi anni. Gli aumenti medi previsti per il 2023-24 dagli autori per centrare l’obiettivo dell’IRA arrivano a 46-79 GW. Ma siccome l’anno scorso ne sono stati installati poco più di 30, già nel 2024 gli Stati Uniti dovranno installare tra i 60 e i 127 nuovi GW di nuova capacità.

Possibile? “Attualmente ci sono 60 GW di capacità in fase di sviluppo con una data di inizio prevista nel 2024”, calcola il rapporto. Abbastanza per sfiorare il limite inferiore della forchetta delle proiezioni allineate ai target. “Ma le date di inizio previste in questo periodo dell’anno tendono a slittare, rendendo probabile che il numero di aumenti di capacità per l’intero anno 2024 finirà per essere notevolmente inferiore a 60 GW”, sottolineano gli autori.

L’unica nota pienamente positiva arriva dalle auto elettriche. L’accelerazione nelle vendite c’è stata, anche grazie al piano di incentivi predisposto dall’IRA. La quota di mercato nel 2023 è arrivata al 9,2%, perfettamente in linea con le proiezioni per quest’anno che spaziavano tra l’8,1 e il 9,4%.


Rinnovabili • Turbine eoliche ad asse verticale

Turbine eoliche ad asse verticale, efficienza migliorata del 200%

Dall'EPFL svizzero il primo studio che applica un algoritmo di apprendimento automatico alla progettazione della pale delle turbine VAWT

Turbine eoliche ad asse verticale
via depositphotos

Nuovi progressi per le turbine eoliche ad asse verticale

Un aumento dell’efficienza del 200% e una riduzione delle vibrazioni del 70%. Questi due dei grandi risultati raggiunti nel campo delle turbine eoliche ad asse verticale,  presso l’UNFoLD, il laboratorio di diagnostica del flusso instabile della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL). Il merito va a Sébastien Le Fouest e Karen Mulleners che, in un’anteprima mondiale hanno migliorato questa specifica tecnologia impiegando un algoritmo di apprendimento automatico.

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Turbine eoliche VAWT, vantaggi e svantaggi

Si tratta di un progresso a lungo atteso dal comparto. Le turbine eoliche ad asse verticale o VAWT per usare l’acronimo inglese di “Vertical-axis wind turbines” offrono sulla carta diversi vantaggi rispetto ai classici aerogeneratori ad asse orizzontale. Ruotando attorno ad un asse ortogonale al flusso in entrata, il loro lavoro risulta indipendente dalla direzione del vento, permettendogli di funzionare bene anche nei flussi d’aria urbani. Inoltre offrono un design più compatto e operano a frequenze di rotazione più basse, il che riduce significativamente il rumore e il rischio di collisione con uccelli e altri animali volanti. E ancora: le parti meccaniche della trasmissione possono essere posizionate vicino al suolo, facilitando la manutenzione e riducendo i carichi strutturali.

Perché allora non sono la scelta dominante sul mercato eolico? Come spiega lo stesso Le Fouest, si tratta di un problema ingegneristico: le VAWT funzionano bene solo con un flusso d’aria moderato e continuo. “Una forte raffica aumenta l’angolo tra il flusso d’aria e la pala, formando un vortice in un fenomeno chiamato stallo dinamico. Questi vortici creano carichi strutturali transitori che le pale non possono sopportare“, scrive Celia Luterbacher sul sito dell’EPFL.

Energia eolica e algoritmi genetici

Per aumentare la resistenza, i ricercatori hanno cercato di individuare profili di inclinazione ottimali.  Il lavoro è iniziato montando dei sensori, direttamente su una turbina in scala ridotta, a sua volta accoppiata ad un ottimizzatore funzionante con algoritmi genetici di apprendimento. Di cosa si tratta? Di una particolare tipologia di algoritmi euristici basati sul principio della selezione naturale.

Quindi muovendo la pala avanti e indietro con angoli, velocità e ampiezze diverse, hanno generato una serie di profili di inclinazione. “Come in un processo evolutivo, l’algoritmo ha selezionato i profili più efficienti e robusti e ha ricombinato i loro tratti per generare una ‘progenie’ nuova e migliorata”. Questo approccio ha permesso a Le Fouest e Mulleners non solo di identificare due serie di profili di passo che contribuiscono a migliorare significativamente l’efficienza e la robustezza della macchina, ma anche di trasformare la più grande debolezza delle turbine eoliche ad asse verticale in un punto di forza. I risultati sono riportati su un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Nature Communications.

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About Author / Stefania Del Bianco

Giornalista scientifica. Da sempre appassionata di hi-tech e innovazione energetica, ha iniziato a collaborare alla testata fin dalle prime fasi progettuali, profilando le aziende di settore. Nel 2008 è entrata a far parte del team di redattori e nel 2011 è diventata coordinatrice di redazione. Negli anni ha curato anche la comunicazione e l'ufficio stampa di Rinnovabili.it. Oggi è Caporedattrice del quotidiano e, tra le altre cose, si occupa quotidianamente delle novità sulle rinnovabili, delle politiche energetiche e delle tematiche legate a tecnologie e mercato.