Rinnovabili • ecosistema urbano 2020

Le città ‘verdi’ che hanno voglia di futuro, sul podio Trento, Mantova e Pordenone

L’Italia delle città ‘eccellenze ambientali’ nel nuovo rapporto Ecosistema urbano 2020 di Legambiente. “Dovranno essere il fulcro della ripartenza post Covid-19 verso un futuro sostenibile”. Dai numeri sulle grandi città emerge in modo netto la differenza tra Milano che continua a fare passi in avanti e Roma che invece continua a rimanere ferma. Tra le best practices da replicare c’è per esempio Cosenza con la ‘ciclopolitana’, una rete ciclabile lunga più di 30 chilometri

ecosistema urbano 2020
Foto di Adam Derewecki da Pixabay

di Tommaso Tetro

(Rinnovabili.it) – Ci sono delle città che provano a essere sempre più sostenibili, che puntano al futuro green e che in alcuni casi già ci si trovano. E’ l’Italia delle città ‘eccellenze ambientali’, quella che viene raccontata dal nuovo rapporto Ecosistema urbano 2020 di Legambiente, realizzato in collaborazione con Ambiente Italia e il Sole 24 ore, e presentato nel corso di un webinar per via delle misure restrittive per fronteggiare l’emergenza da coronavirus. Guardando subito ai numeri sulle grandi città emerge in modo netto la differenza tra i due pezzi d’Italia: tra Milano che continua a fare passi in avanti e Roma che invece continua a rimanere ferma. 

Quest’anno il rapporto Ecosistema urbano 2020 – che è costruito sul comportamento dei centri urbani nel 2019, e assegna i punteggi in base a 18 indicatori distribuiti su sei aree tematiche (aria, acqua, rifiuti, mobilità, ambiente urbano, energia) – anticipa già che si dovrà fare i conti con gli impatti dell’emergenza sanitaria sul versante delle scelte politiche, della coesione sociale, e naturalmente su quello economico. Una medaglia dalle due facce però. Perché se da un lato la crisi innescata dal coronavirus ha spezzato la continuità con un sistema che sembrava non essere possibile interrompere dall’altro dovrebbe, e potrebbe, creare i presupposti per una spinta maggiore verso il Green deal, e quella svolta sostenibile in chiave di transizione energetica ormai non più rinviabile. Tanto che come antipasto il Covid-19 si immagina – rimandando i dati al prossimo rapporto – abbia portato con sé un’accelerazione sulla mobilità sostenibile (cosa comunque evidente, anche dall’esplosione di mezzi leggeri e elettrici) e sulla voglia di cambiare delle comunità. Secondo Legambiente infatti le città dovranno essere “il fulcro della ripartenza post Covid-19 verso un futuro sostenibile”.

Su qualità dell’aria, trasporti, rifiuti, e acqua, si potrebbe sintetizzare con due parole: avanti piano. Ma entrando nel dettaglio c’è un Paese spaccato, come spesso avviene, tra un Nord e Sud. Due velocità, con il primo pezzo d’Italia che dedica attenzione ai servizi, alla mobilità, alle rinnovabili, alla cura di strade e piazze e alla crescita di spazi naturali; mentre nel secondo pezzo c’è l’Italia più lenta che soffre per lo smog, i trasporti e la raccolta differenziata e per la gestione idrica. Sul podio ci sono Trento, Mantova e Pordenone; dalla parte opposta chiudono la classifica dei capoluoghi Pescara, Palermo e Vibo Valentia. Al quarto posto della classifica – dopo Trento, Mantova, Pordenone – si piazza Bolzano e a seguire Reggio Emilia.

Tra le grandi città, viene messa in evidenza la crescita di Milano che arriva a occupare la 29esima posizione; il capoluogo della Lombardia è infatti sempre “più attento alla vivibilità urbana”. Inoltre al contesto viene aggiunto un focus dedicato a 17 best practices, che raccontano esperienze virtuose che andrebbero soltanto replicate sul territorio nazionale; tra queste per esempio c’è Cosenza che ha realizzato la ‘ciclopolitana’ (una rete ciclabile lunga più di 30 chilometri) che sarà finita entro il 2020.

“L’Europa – dichiara Stefano Ciafani, presidente di Legambiente – ha destinato al nostro Paese 209 miliardi di euro, una cifra molto importante che non potrà non riguardare le aree urbane, utili anche per il raggiungimento degli obiettivi Onu sullo sviluppo sostenibile al 2030. È qui infatti che si gioca una partita fondamentale per fronteggiare le tre crisi attuali – sanitaria, economica e climatica – e per vincere la sfida della modernizzazione del Paese. L’Italia non può mancare questa occasione irripetibile per rendere le nostre città più moderne, sostenibili e sicure”.

Per avere un’idea si può prendere come esempio quello che succede a Trento, la prima in classifica che “migliora i valori medi complessivi sia per quel che concerne il biossido di azoto (NO2) che per le Pm10 (le polveri sottili)”; che aumenta la raccolta differenziata portandola all’83%, e che riesce a produrre meno rifiuti a testa, passando da 465 chilogrammi per abitante all’anno a 462.

Rispetto allo stato dell’arte nelle aree metropolitana, nella classifica generale bisogna segnalare la ripresa di Torino che guadagna l’80esima; ma anche di Bari 84esima. C’è poi un lieve calo in graduatoria per Bologna 16esima e per Venezia 27esima. Nelle grandi città – viene spiegato – sembra più difficile e macchinoso offrire risposte adeguate. A cominciare per esempio dai dati sullo smog e anche sui rifiuti: per esempio a Torino ci sono 64 auto ogni 100 abitanti, a Roma – dove viene messo in evidenza “l’immobilismo nei numeri del trasporto pubblico” – sono 62; “l’imbarazzante 19,2% della raccolta differenziata a Palermo o il 36,2% a Napoli”; ma anche “il 3,60 su 10 che Venezia raggiunge nell’indice del suolo consumato”, così come lo spreco del 50% di acqua potabile a Bari.

C’è un’eccezione, ed è Milano, che negli ultimi anni è stata “sempre più attenta alla mobilità sostenibile, alla rigenerazione urbana e all’uso efficiente del suolo”. Mentre Roma si trova verso il fondo della classifica di Ecosistema urbano 2020, occupando l’89esima posto. Troppo scarsi infatti i risultati ottenuti sulla gestione dei rifiuti, con la differenziata che arriva al 45,5% e che è salita del 2,6% negli ultimi quattro anni, mentre la produzione pro-capite continua a essere tra quelle più alte in Italia; a questo bisogna aggiungere “un trasporto pubblico in condizioni disarmanti, con mezzi sempre più lenti”, e la cattiva “qualità dell’aria” che per le concentrazioni di biossido di azoto la porta a essere al quintultimo posto nazionale.

“Nel prossimo triennio avremo nelle città bus ambientalmente sostenibili, che si caratterizzeranno per l’abbandono del diesel e l’implementazione di altre tipologie di propulsione – osserva la ministra delle Infrastrutture e trasporti Paola De Micheli – questa operazione, con cui ad oggi abbiamo distribuito 3 miliardi alle città, si sposa con un’altra operazione di 8 miliardi per finanziare progetti di trasporti rapidi di massa con rafforzamento di mobilità sopra e sottoterra per trasporto pubblico locale; dobbiamo anche intervenire con una riforma del modello di trasporto pubblico locale, perché non basta avere mezzi migliori e aggiuntivi, ma deve permettere alle persone di viaggiare meglio – prosegue De Micheli – il Piano Italia veloce vuole consentire all’80% degli italiani di vivere tra 10 anni a meno di un’ora da una grande infrastruttura ferroviaria e trasformare la ferrovia in uno strumento di trasporto capillare anche nei territori delle aree interne del Sud. Si tratta di un Piano che è studiato e ragionato, oltre che per la sostenibilità ambientale, per vincere le diseguaglianze figlie della tirannia della distanza che si sono determinate con il basso livello di investimenti destinati al Sud e alle aeree interne”.

“Le città hanno un ruolo strategico – rileva Chiara Appendino, sindaco di Torino e vicepresidente dell’Anci – porre le città al centro, sia dal punto di vista comunicativo sia degli investimenti infrastrutturali, permette di fare quell’investimento immateriale, culturale, che fa sì che le risorse generano una spinta economica e anche quel cambio di abitudini che ci permette di raggiungere gli Obiettivi dell’Agenda 2030. Nessuna rivoluzione può essere indifferente al cambio di abitudini di ciascuno di noi”.

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Rinnovabili • filiere delle rinnovabili

Decreto FERX, gli stakeholder chiedono più chiarezza e trasparenza

Il Ministero dell'Ambiente pubblica gli esiti della consultazione pubblica sul Decreto Ministeriale FER X, chiusa lo scorso settembre. Dai 46 soggetti partecipanti emerge l'esigenza di conoscere per tempo tutte le informazioni utili alla programmazione degli investimenti nelle rinnovabili. Chiesti chiarimenti sul processo autorizzativo e sulle tempistiche

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Foto di Rabih Shasha su Unsplash

Decreto FERX, nuovi spunti di riflessione

Servono maggiori informazioni sui coefficienti sul prezzo d’aggiudicazione, sui criteri di priorità, sulla documentazione per l’accesso al meccanismo e sulle tipologie di interventi ammessi. In particolare quando si tratta di progetti di “rifacimento” e “potenziamento”. Queste alcune delle principali richieste emerse dalla consultazione pubblica sul Decreto FERX. La scorsa estate il Ministero dell’Ambiente e della Sicurezza energetica aveva pubblicato lo schema del provvedimento per una raccolta di pareri da parte degli stakeholder, con l’obiettivo di condividerne le logiche. Oggi il MASE rende noti gli esiti di tale consultazione puntando i riflettori sugli spunti e le richieste emerse da parte dei 46 soggetti partecipanti. 

Gli esiti della consultazione pubblica

Ricordiamo che il Decreto FERX nasce con lo scopo di definire un meccanismo di supporto espressamente dedicato ad impianti a fonti rinnovabili con costi di generazione vicini alla competitività. Come? Tramite contratti CfD a valere sull’energia elettrica prodotta dagli impianti. Con un accesso diretto per quelli di taglia inferiore al MW, e tramite aste al ribasso per quelli di taglia uguale o superiore al MW. Ed è proprio su queste due modalità che arrivano le prime considerazioni.

Per la maggior parte dei soggetti che hanno risposto alla consultazione, il contingente di 5 GW per gli impianti FER ad accesso diretto non sarebbe sufficiente, soprattutto vista la grande attenzione che stanno ricevendo al livello di investimento i sistemi di piccola taglia.

Per quanto riguarda l’accesso tramite asta, invece, il parere generale condivide i contingenti individuati, che secondo l’ultima bozza pubblicata oggi sarebbero: per il fotovoltaico 45 GW; per l’eolico di 16,5 GW; per l’idroelettrico di 630 MW; per i gas residuati 20 MW. “Tuttavia – si legge nel documento del MASE – congiuntamente alla risposta positiva sono state proposte diverse modifiche (aumento di uno specifico contingente, creazione di nuovo contingente, meccanismi di riallocazione della potenza non assegnata, ridefinizione dei contingenti al fine di favorire lo sviluppo dei PPA, etc.)”. Tra gli spunti emersi c’è la proposta di contingenti separati tra il fotovoltaico a terra e sul tetto.

Proposti nuovi requisiti di accesso e tempistiche

In tema requisiti d’accesso, alcuni soggetti chiedono l’incremento della soglia di potenza per l’accesso diretto, l’aggiunta dei criteri ESG, la reintroduzione del requisito specifico che attesti la capacità finanziaria ed economica di chi partecipa al meccanismo del Decreto FERX.

Con riferimento ai tempi massimi individuati per la realizzazione degli interventi, la consultazione ha evidenziato un forte distaccamento con le aspettative degli operatori. Per quanto detto diversi soggetti propongono per una o più fonti l’innalzamento dei tempi previsti, chiedendo di tenere in considerazione parametri quali, la potenza e/o la tipologia d’intervento, l’ottenimento dei titoli autorizzativi, i tempi di realizzazione della connessione e quelli dovuti agli approvvigionamenti, che sottolineano, potrebbero oltretutto determinare un aumento dei costi, visto anche i meccanismi incentivanti”, si legge ancora nel documento.

Per i tempi di comunicazione della data d’entrata in esercizio dell’impianto, emerge nel complesso l’esigenza di un prolungamento, aggiungendo da più 60 giorni a 12 mesi. Viene anche evidenziata una certa contrarietà all’obbligo per gli operatori di impianti rinnovabili non programmabili che stipula un contratto CfD ad abilitarsi alla fornitura dei servizi di dispacciamento.

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Rinnovabili • batteria ibrida al sodio

Dalla Corea la batteria ibrida al sodio che si ricarica in pochi secondi

Un gruppo di scienziati del KAIST ha sviluppato una batteria a ioni di sodio ad alta energia, ad alta potenza e di lunga durata

batteria ibrida al sodio
Foto di danilo.alvesd su Unsplash

Quando le batteria a ioni sodio incontrato i supercondensatori a ioni sodio

Arriva dalla Corea del Sud la prima batteria ibrida al sodio in grado di battere la tecnologia a ioni di litio a mani basse. Con ottime prestazioni lato di capacità di accumulo, potenza, velocità di carica e durata, come dimostra l’articolo pubblicato sulla rivista scientifica Energy Storage Materials (testo in inglese).

Nel 2020 le batterie a ioni sodio (Na+) hanno raggiunto prestazioni comparabili a quelle degli ioni di litio in termini di capacità e durata del ciclo in condizioni di laboratorio. Da allora il segmento ha continuato a macinare grandi progressi, spinto dall’esigenza globale di trovare una tecnologia di accumulo più economica delle ricaricabili al litio e meno dipendente dalle attuali catene di approvvigionamento dei materiali critici. L’ultimo grande risultato nel campo è quello segnato da un gruppo di scienziati del KAIST, il Korea Advanced Institute of Science and Technology.

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Il team guidato dal professor Jeung Ku Kang del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali ha messo a punto una batteria ibrida agli ioni di sodio dalle prestazioni eccellenti e in grado di ricaricarsi in pochi secondi. Il segreto? Un’architettura che integra materiali anodici propri delle batterie con catodi adatti ai supercondensatori.

Batteria ibrida al sodio, prestazioni record

In realtà non si tratta di un approccio nuovo. Gli stoccaggi ibridi con Na+ sono emersi negli ultimi anni come una promettente applicazione nel campo dell’energy storage in grado di superare i punti deboli degli accumulatori a ioni di sodio più conosciuti.

Tradizionalmente questo metallo è usato e studiato in due tipi di dispositivi di stoccaggio: batterie e condensatori. Le prime, come spiegato poc’anzi, forniscono oggi una densità di energia relativamente elevata ma sono caratterizzate da una lenta cinetica di ossidoriduzione, che si traduce in una bassa densità di potenza e una scarsa ricaricabilità. I secondi invece hanno un’elevata densità di potenza dovuta all’accumulo di carica tramite rapido adsorbimento di ioni superficiali, ma una densità di energia estremamente bassa.

Tuttavia unire le due tecnologie impiegando catodi di tipo condensatore e degli anodi di tipo batteria, non ha dato subito i risultati sperati. La causa è da ricercare soprattutto nello squilibrio cinetico tra i due tipi di elettrodi.

Nuovi materiali per catodo e anodo

Per arginare il problema il team sudcoreano ha utilizzato sviluppato un nuovo materiale anodico con cinetica migliorata attraverso l’inclusione di materiali attivi fini nel carbonio poroso derivato da strutture metallo-organiche. Inoltre, ha sintetizzato un materiale catodico ad alta capacità e la combinazione dei due ha consentito lo sviluppo di un sistema di accumulo di ioni sodio che ottimizza l’equilibrio e riduce al minimo le disparità nei tassi di accumulo di energia tra gli elettrodi.

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La cella completamente assemblata supera per densità di energia le batterie commerciali agli ioni di litio e presenta le caratteristiche della densità di potenza dei supercondensatori. Nel dettaglio la batteria ibrida al sodio si ricarica rapidamente e raggiunge una densità di energia di 247 Wh/kg e una densità di potenza di 34.748 W/kg. Inoltre gli scienziati hanno registrato una stabilità del ciclo con efficienza Coulombica pari a circa il 100% su 5000 cicli di carica-scarica.

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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.


Rinnovabili • fotovoltaico materiale quantistico

Fotovoltaico, ecco il materiale quantistico con un’efficienza del 190%

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

fotovoltaico materiale quantistico
via Depositphotos

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“.

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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.