Insieme ad alcuni colleghi ho recentemente pubblicato un articolo su una rivista scientifica internazionale che parla per una buona metà di energia solare. Ne fornisco qui volentieri un estratto per i lettori di “Rinnovabili”.
La disponibilità di fonti sicure, sostenibili e competitive di energia è essenziale per la crescita economica, la prosperità e la qualità della vita in Europa.
Tenuto conto della prevista crescita della domanda di energia, la crescente evidenza del cambiamento climatico e al fine di garantire la sicurezza dell’approvvigionamento energetico in Europa, un potenziamento dell’energia solare, fra le migliori fonti di energia futura nel mix energetico europeo, è necessario.
Un rinnovato interesse per gli impianti solari a concentrazione (Concentrating Solar Power, CSP), o “Solare termodinamico” ad esempio, è in rapida crescita in tutto il mondo. In effetti, le nuove applicazioni commerciali per la produzione di energia elettrica stanno iniziando proprio ora, 20 anni dopo la distribuzione del primo impianto da 354 MWe (“SEGS”) nel deserto del Mojave, ancora in attività fin dai primi anni ’80.
Un grande fabbisogno energetico e di dissalazione di acqua nella cosiddetta regione EU-MENA (Europa-Medio Oriente-Nord Africa) – comprendendo quindi grandi aree attorno alle coste del Mediterraneo – potrebbe essere effettivamente soddisfatto con tecnologie solari, sia di tipo CSP che fotovoltaico.
La crescita del mercato del solare termico e fotovoltaico in Europa e in Italia dipende dalla politica dei governi verso l’utilizzo di sistemi di energia solare, dalla sensibilità del pubblico in materia di ambiente e sul miglioramento della tecnologia combinata alla riduzione dei prezzi dei sistemi solari.
Considerando gli obiettivi della UE per fonti rinnovabili nel programma 20-20-20, i sistemi ad energia solare possono svolgere un ruolo importante – anche su larga scala – in molti paesi.
L’energia solare in termini di produzione di acqua calda (Solar Hot Water Heaters, SHWH), calore solare industriale di processo (Solar Industrial Process Heat, SIPH) e produzione di energia elettrica termica e fotovoltaica (PV) contribuisce al momento solo – per la fornitura globale di energia – per una frazione di 1%. Tuttavia, il potenziale dell’energia solare è immenso: la terra riceve in 1 ora dal sole l’equivalente della presente fornitura annuale globale di energia. Al di là di questo, la quantità di energia solare che può essere tecnicamente accessibile fornisce un totale di 3,8 volte la domanda globale di energia [Energy [r]evolution: A Sustainable China Energy Outlook].
L’energia solare è una delle tecnologie emergenti fra le energie rinnovabili. Non vi è praticamente alcun bisogno – per il solare – di “salti tecnologici”, ma il suo sviluppo richiederà un clima politico favorevole. Il tasso di crescita dell’energia solare è stato relativamente elevato, anche se da un punto di partenza piccolo. Con riferimento alle statistiche dell’IEA (Agenzia Internazionale per l’Energia), le energie rinnovabili hanno nel periodo 1971-2004 mostrato un tasso di crescita annuale del 2,3 per cento, quasi alla pari con il tasso di crescita dell’offerta mondiale di energia, mentre l’energia solare nello stesso periodo è cresciuta di quasi il 30% per anno, in media, con tassi di crescita più elevati negli ultimi anni.
Gli impianti fotovoltaici di potenza convertono direttamente la luce in energia elettrica, senza parti in movimento o qualsiasi tipo di emissioni, il che significa che i sistemi fotovoltaici possono di norma essere situati direttamente sul sito del carico elettrico da alimentare: è questo, a volte non esplicitato, uno dei grandi vantaggi della tecnologia fotovoltaica, la generazione “on-site”. L’efficienza di conversione tipica di un modulo fotovoltaico in silicio è 14-16%, ma la tecnologia è in crescita, tanto che già i migliori moduli commerciali raggiungono il 20-21% di efficienza.
Oggi, il mercato principale è quello dei sistemi fotovoltaici connessi alla rete elettrica, ma c’è anche un mercato considerevole per sistemi “stand-alone”, in particolare per applicazioni nel campo delle telecomunicazioni, nel pompaggio dell’acqua, nella protezione catodica e simili. Nei paesi in via di sviluppo, piccoli sistemi “stand-alone” (Sistemi solari domestici) vengono utilizzati per l’elettrificazione delle famiglie al di fuori della copertura di rete.
Il mercato globale del fotovoltaico tradizionale ha negli ultimi 5 anni visto un tasso annuo di crescita di circa il 40%. Anche se la base in termini di produzione di energia è piuttosto piccolo, il mercato mondiale del fotovoltaico nel 2005 aveva un valore di oltre 10 miliardi di €, ed ora è molto sopra questo valore.
Oltre che dovuta alle variazioni di insolazione, il valore dell’energia elettrica fotovoltaica prodotta varia considerevolmente in tutta Europa, a seconda di fattori quali i profili di carico, il tipo e il funzionamento dei generatori, strutture tariffarie, costi del carburante fossile “tradizionale”.
Concludiamo elencando i vantaggi dei sistemi fotovoltaici:
- Non hanno alcun impatto ambientale durante il funzionamento.
- Rappresentano un tipo robusto e affidabile di produzione di energia, con costi di esercizio bassi e una lunga durata.
- L’alimentazione viene prodotta durante il giorno, quando la domanda è il più grande.
- Un impianto fotovoltaico è costituito da singoli moduli solari e può essere ampliato a MW o GW in maniera modulare
- Sono facilmente adattabili alla rete di alimentazione elettrica
- Ci sono buone possibilità per l’integrazione di sistemi fotovoltaici nell’ambiente urbano e negli edifici.
Davanti a tutto ciò, riteniamo che lo svantaggio principale, ovvero il costo di un impianto fotovoltaico ancora relativamente elevato, non ancora competitivo con le alternative “tradizionali”, sia in fase di soluzione: i prezzi sono destinati a scendere continuamente, fino a raggiungere la competitività in circa 10 anni.