Cambiamento climatico Energie rinnovabili

Sfatare un mito: L'impronta delle energie rinnovabili

03 aprile 2020 da Radoslav Stompf
Sfatare un mito: L'impronta delle energie rinnovabili

Anche se i pannelli solari e le turbine eoliche non rilasciano emissioni o tossine mentre generano energia, non possiamo dire la stessa cosa del modo in cui sono fabbricati. Per non parlare del loro processo di riciclaggio che è ancora piuttosto lacunoso. Quanto sono veramente verdi e come stanno in confronto ad altre fonti di energia?

I critici discutono spesso dell'impatto ambientale negativo delle soluzioni verdi e mettono in dubbio la loro capacità di compensare questi impatti. La ragione principale è il cosiddetto "debito di carbonio" - un'impronta di carbonio nascosta fatta durante il loro processo di produzione o costruzione, che devono ripagare. Ma non si tratta solo di emissioni. Anche l'estrazione di materiali o i rifiuti tossici, come sottoprodotto della produzione, sono un bel problema.

Nessun bisogno di carburante, bisogno di materiali

Ilmateriale di base utilizzato per la produzione dei pannelli fotovoltaici (PVP) è il silicio, un elemento che deriva dal quarzo. Il quarzo deve essere estratto e poi riscaldato in un forno, emettendo diossido di zolfo e anidride carbonica nell'atmosfera. Oltre all'energia, la produzione di PVP usa anche una grande quantità di acqua. Una delle sostanze chimiche più tossiche rilasciate come sottoprodotto della produzione è il tetracloruro di silicio. Questo composto può causare ustioni alla pelle, danni ai polmoni, e se mescolato con l'acqua può rilasciare acido cloridrico, che è una sostanza corrosiva pericolosa per l'uomo e l'ambiente. Fortunatamente, la maggior parte dei produttori sono ora in grado di riciclare in modo sicuro tutte queste sostanze chimiche.

La fabbricazione delle turbine eoliche (WT) è molto meno tossica, rispetto ai pannelli solari, poiché sono tecnologicamente meno complesse. Sono fondamentalmente fatte di pali d'acciaio incassati nel cemento, un generatore e delle pale in cima. Le pale sono per lo più in fibra di vetro, con i modelli più recenti in fibra di carbonio. Devono essere molto leggere ma anche forti e durevoli poiché sono esposte a polvere e particelle d'acqua. Queste le colpiscono costantemente ad alta velocità, erodendole e diminuendo anche la loro efficienza.

Sia il cemento che l'acciaio sono relativamente facili da riciclare, portando acirca l'80% la riciclabilità del WT. Il problema è causato dalle pale in fibra di vetro che, il più delle volte, finiscono nelle discariche. Speriamo non per molto. Alcune aziendele stanno giàtrasformando in pannelli usati nell'edilizia o usano alcuni dei loro composti per fare vernici, colle e persino fertilizzanti. Nell'Unione Europea, dove è severamente vietato scaricarli nelle discariche, le pale vengono solitamente incenerite per ricavarne energia. Tuttavia, il loro potere calorifico è piuttosto basso e bruciarle produce anche sostanze inquinanti.

I PVP sono stati adottati molto più tardi dei WT e la loro durata di vita è solo un po' più lunga. Ecco perché al giorno d'oggi non abbiamo molti rifiuti di PVP. Nel2017, solo 43.500 tonnellate di rifiuti di PVP sono stati creati in tutto il mondo. Per fare un confronto, nel 2050 questo numero dovrebbe salire a 60 milioni di tonnellate. Oggi, siamo già in grado di recuperare fino al 96% dei materiali dal PVP. Con una migliore progettazione ecologica e nuove tecnologie, potremmo presto essere in grado di riutilizzarlo tutto.

Debito di carbonio

È vero che la fabbricazione del PVP consuma un sacco di energia elettrica e la maggior parte dei PVP sono fabbricati in Cina - unpaese dove le centrali a carbone rimangono ancora il re del mix energetico. È anche vero che i WT richiedono grandi quantità di acciaio e cemento - materiali provenienti dasettori che sono difficili da decarbonizzare. Ma anche le centrali a carbone e a gas usano elettricità - per l'estrazione e il trasporto del combustibile. E lo stesso vale per la produzione di macchinari per l'estrazione. Inoltre, ci sono perdite di metano durante il processo di estrazione del combustibile, che è circa30 volte più potente del CO2 come gas che trattiene il calore.

Nonostante l'impiego di tecnologie per la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS), le centrali a carbone e a gas sono ancora molto peggiori per quanto riguarda le emissioni di gas serra rispetto a WT e PVP. Con una quota crescente di energie rinnovabili nel mix energetico e grazie alle nuove soluzioni che le rendono più accessibili, come brAIn di FUERGY, possiamo aspettarci che l'impronta di carbonio di PVP e WT continui a ridursi nel tempo.

Ma come metterlo in numeri? Beh, dipende... Ogni studio ha la sua metodologia che porta a numeri leggermente diversi. Tuttavia, tutti hanno un risultato in comune: una bassa impronta di carbonio. L'energia eolica e nucleare hanno le impronte di carbonio più basse tra tutte le fonti di energia, con l'energia solare subito dietro di loro. Anche unadelle ricerche più recenti pubblicata su Nature Energy nel dicembre 2017 ha dimostrato questa conclusione.

Le maggiori discrepanze, in tutti gli studi, si sono verificate per la biomassa e l'energia idroelettrica. Ciò è dovuto all'alta variabilità dei diversi input che entrano nei calcoli. Per la biomassa, dobbiamo considerare che tipo di terreno è usato per la sua coltivazione e come questo terreno è gestito. I dati sull'energia idroelettrica, per esempio, dipendono fortemente dal tipo di terreno inondato dall'acqua e dai suoi ecosistemi, poiché anche la biomassa che si decompone sotto il livello dell'acqua produce gas serra.

Nella nostra infografica, stiamo usando inumeri ufficiali pubblicati nel rapporto dell'Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC).

L'impronta di carbonio così come gli impatti ambientali della costruzione e del funzionamento di diversi tipi di centrali dipendono fortemente dagli standard ecologici e dalla loro applicazione reale da parte di ogni paese. Per esempio, il PVPfatto nell'UE ha la metà dell'impronta di carbonio di uno fatto in Cina. Ciononostante, l'energia solare ed eolica sono ancora una delle forme di energia più pulite e accessibili che abbiamo attualmente a disposizione.

Il futuro dell'energia non comprende solo le fonti di energia rinnovabile. Contiamo anche sull'immagazzinamento dell'energia! Sapevi che con la loro combinazione possiamo sostituire quasi completamente le centrali elettriche fossili convenzionali? Se ti chiedi quale sia l'impronta di carbonio e l'impatto ecologico delle batterie, continua a seguire il nostro blog.

 


Di Radoslav Stompf

Stompf

Radoslav Stompf è co-fondatore e CEO di FUERGY. Radoslav ha +20 anni di esperienza nello sviluppo di sistemi di controllo e ottimizzazione per l'industria energetica. È stato consulente applicativo senior per un fornitore di soluzioni IT complete per le aziende energetiche e industriali dell'Europa centrale. Nel 2014 è stato co-fondatore di SmartEn, dove ha assicurato l'ottimizzazione energetica per grandi clienti in cifre di oltre 10 milioni di euro all'anno. La missione di Radoslav è quella di contribuire a plasmare il futuro del mercato globale dell'energia.


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