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INTRODUZIONE
La presente tesi ha come scopo quello di illustrare le varie fonti di energia
rinnovabile, per poi passare ad una analisi più approfondita per quel che riguarda l’energia
eolica e le sue caratteristiche.
Nel primo capitolo si andrà ad osservare come si sono sviluppate le forme di
energia rinnovabili attraverso la storia, passando dalle tappe principali in cui si è
cominciato a parlarne; dopodiché si farà una breve analisi di ogni tipo di energia
rinnovabile.
Nel secondo capitolo verrà analizzato il mercato interno dell’energia, le
regolamentazioni a livello internazionale ed europeo, passando dal protocollo di Kyoto e
arrivando alla legislazione italiana e poi spagnola.
Nel terzo capitolo si analizzeranno nello specifico gli aerogeneratori eolici e le
wind farm: i requisiti che un terreno deve avere per l’installazione di un parco eolico, i
principi di funzionamento di un aerogeneratore, i vari tipi di turbine e gli aspetti positivi e
negativi sullo sviluppo di questa forma di energia rinnovabile.
Nel quarto capitolo si andrà a monitorare la situazione dello sviluppo dell’energia
eolica nel mondo attraverso una serie di grafici e statistiche; si guarderà la capacità totale
installata nei Paesi,i tassi di crescita e la nuova capacità installata nell’ultimo anno;
dopodiché si passerà alla capacità occupazionale del settore eolico e alle previsioni sullo
sviluppo del mercato nei prossimi anni.
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Nel quinto capitolo si andrà ad analizzare più approfonditamente il caso
dell’eolico in Spagna prendendo in esame la realtà delle Canarie e considerando la
riduzione della dipendenza energetica e dell’impatto ambientale; in seguito si passerà ad
osservare il compimento degli obiettivi di politica energetica, la previsione sull’evoluzione
della resa del settore ed infine l’impatto socio-economico.
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Capitolo 1 LE ENERGIE ALTERNATIVE
1.1 Storia dell’ energia alternativa
Abbiamo tutti sentito parlare di 'energie alternative', ma quanto ne sappiamo
veramente? Il fatto è che l'energia alternativa comprende una miriade di sotto-argomenti
connessi a sole, vento , acqua , energia geotermica , nucleare e altro ancora.
La storia delle fonti energetiche alternative risale a tempi antichissimi. In realtà,
qualsiasi nuovo combustibile scoperto dagli esseri umani, è diventato alternativo a quelli
precedenti, dopo un certo periodo di tempo. Ad esempio, nel Medioevo il carbone divenne
un’alternativa al legno, che la gente utilizzava in precedenza per riscaldare le loro case e
per la cottura dei cibi.
Successivamente il petrolio, all'inizio del 19° secolo, è diventato un'opzione
alternativa all'olio di balena, in precedenza ampiamente usato per l’illuminazione
provocando gravi decimazioni di balene negli oceani.
L'alba del 20° secolo è stata segnata dalla comparsa dell’ etanolo come alternativa
alla benzina.
Tuttavia, oggi abbiamo introdotto un nuovo significato per il termine "energia
alternativa, con il quale si intende qualcosa che non riduce o esaurisce le risorse naturali e
non danneggia l'ambiente.
Una più moderna accezione del termine “ alternative” è apparsa negli anni ’70
circa, quando i paesi più sviluppati hanno avvertito la carenza di gas e combustibili fossili.
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Il problema principale con i combustibili tradizionali è che le risorse naturali dei
combustibili fossili, quali petrolio, gas e carbone, stanno rapidamente diminuendo e ciò
provoca, oltretutto, la loro costante crescita nei prezzi e la forte dipendenza delle
economie mondiali dalle fonti energetiche importate.
Altro aspetto di fondamentale rilevanza è che i tradizionali combustibili fossili
sono ampiamente accusabili di inquinamento e il loro effetto è devastante per l'ambiente.
umanità sta già affrontato le gravi conseguenze derivanti dall’uso sconsiderato
delle risorse naturali non rinnovabili: il riscaldamento globale e la riduzione dell'ozono,
causato dalle emissioni di gas serra durante la combustione dei combustibili fossili, così
come l'inquinamento atmosferico e le erosioni del suolo, sono solo alcuni esempi di
cambiamento irreversibile dell'ambiente.
Fortunatamente, l’incremento della sensibilizzazione dei governi e della
popolazione sull’importanza della salvaguardia dell’ambiente per noi e per le future
generazioni sta permettendo la diffusione di energie eco-friendly in tutto il mondo, con
modalità e tempistiche, comunque, notevolmente differenti di Paese in Paese.
1.2 Definizione di energia alternativa o rinnovabile
Una fonte di energia che non si esaurisce durante il suo utilizzo: ecco la
definizione pratica per una fonte di energia rinnovabile.
La radiazione solare rappresenta la fonte rinnovabile per antonomasia e, più
rigorosamente, richiamando il primo e secondo principio della termodinamica, è possibile
affermare che l’energia totale dell’universo si mantiene costante, mentre l’entropia
complessiva aumenta continuamente.
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Cioè: da un lato è impossibile creare o distruggere energia, ma si può solo
trasformarla da una forma all’altra; dall’altro lato ogni trasformazione causa un degrado
della qualità dell’energia disponibile che corrisponde appunto all’aumento di entropia.
Perciò l’entropia può essere assunta come la misura della quota di energia non più
convertibile, cioè utilizzabile un’altra volta.
Facendo un esempio: se bruciamo carbone, dalla reazione del carbonio con
l’ossigeno otteniamo calore e formiamo anidride carbonica.
Anche se l’energia complessivamente non è stata distrutta, ma c’è solamente
stata la trasformazione da energia chimica a calore, è chiaro che difficilmente, dai prodotti
ottenuti potremo ritornare alla disponibilità iniziale di carbone.
Siamo perciò davanti a una quota di energia non più convertibile, cioè ad un
aumento dell’entropia.
La radiazione solare ha origine dal consumo del combustibile nucleare del sole, e
poiché è una risorsa estremamente grande e possibile ai fini pratici considerare la fonte
solare come inesauribile e quindi rinnovabile.
Paradossalmente se tutti i combustibili fossili fossero utilizzati in quantità
confrontabili alla loro velocità di formazione, questi stessi costituirebbero delle fonti
rinnovabili; invece la velocità di formazione della biomassa li caratterizza
inequivocabilmente come fonti esauribili.
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1.3 Le tappe principali delle energie alternative
Per meglio illustrare lo sviluppo delle moderne fonti di energia alternative è
offerta una linea temporale a breve con le tappe principali di seguito.
1861 - Mouchout Auguste inventò la prima macchina a vapore attivo, alimentato
dal sole.
1839 - William Grove ha inventato la prima cella a combustibile a
idrogeno.
1888 - Charles Brush costruì il primo mulino a vento per generare
elettricità.
1892 - sistema di riscaldamento prima volta al mondo è stato costruito in
Idaho, dove è stata utilizzata l'energia geotermica per riscaldare gli edifici.
1904 - Campi di Larderello (Italia) viene costruito il primo impianto di
convertire il calore in energia geotermica.
1908 - Henry Ford costruì il primo veicolo prodotto in serie, denominata
Ford Model T, funzionante a etanolo; questo veicolo rimase in produzione
fino al 1927.
1936 - La più grande diga di Hoover è stata costruita sul Colorado River.
1953 - La prima cella solare in grado di generare energia elettrica, è stato
costruita presso i Laboratori Bell.
1958 - Il primo satellite ad energia solare è stato lanciato negli Stati Uniti.
1981-1990 - oltre 17.000 macchine eoliche sono state costruite in
California.
2006 - La più grande turbina eolica off-shore, chiamato Repower, capace di
generare 5 megawatt di elettricità, è stata installata nel Mare del Nord.
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2006 – L’impianto geotermico costruito in Alaska, può generare energia
elettrica da acqua geotermica con la temperatura record negativo di 57°C.
2007 - Ford Fusion Hydrogen 999, alimentata a idrogeno, ha raggiunto la
velocità record di oltre 207 mph.
2009 - I due velivoli alimentati da energia solare (SkySpark) hanno
raggiunto la velocità record di 250 km/h.
1.4 Le fonti rinnovabili
Sono da considerarsi energie rinnovabili quelle forme di energia generate da fonti
che per loro caratteristica intrinseca si rigenerano o non sono esauribili nella scala dei
tempi umani, e per estensione, il cui utilizzo non pregiudica le risorse naturali per le
generazioni future.
Il bisogno di trovare rapidamente fonti di energia alternative ai combustibili fossili
nacque in seguito alla crisi economica del 1973, quando i Paesi arabi produttori di petrolio
aumentarono improvvisamente il suo prezzo; di conseguenza aumentò il prezzo della
benzina, dei combustibili per il riscaldamento e dell’energia elettrica.
Contemporaneamente nel mondo della ricerca crebbe la consapevolezza della
esauribilità dei combustibili fossili.
Oggi, l’utilizzo delle fonti rinnovabili di energia e ormai una realtà consolidata e il
loro impiego per la produzione di energia è in continuo aumento.
Questo è reso possibile non solo dal continuo sviluppo tecnologico, ma
soprattutto perché gli Stati hanno attribuito a tali fonti un ruolo sempre più strategico
nelle scelte di politica energetica, sia nel tentativo di ridurre la dipendenza economica e
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politica dai paesi fornitori di combustibili fossili, sia per far fronte alla loro esauribilità e alle
diverse emergenze ambientali.
Un ulteriore incentivo all’impiego delle fonti rinnovabili viene dalle ricadute
occupazionali, soprattutto a livello locale, legate alla produzione di energia con fonti
disponibili sul territorio nazionale: infatti i paesi che con più forza hanno creduto e
investito nelle nuove fonti energetiche pulite hanno visto negli ultimi anni la creazione di
decine di migliaia di nuovi posti di lavoro.
Oggigiorno le fonti energetiche rinnovabili stanno vivendo una stagione di grande
sviluppo a livello mondiale con un peso sempre più rilevante nella bilancia energetica.
Tali fonti vengono classificate in fonti rinnovabili classiche e fonti rinnovabili
nuove. Le classiche sono quelle che vengono sfruttate dai tempi iniziali dell’età industriale;
tra le più antiche ritroviamo le centrali idroelettriche e le geotermiche. Le fonti rinnovabili
nuove sono invece l'energia solare, eolica e da biomassa.
Un’ulteriore suddivisione è quella tra fonti programmabili e non programmabili a
seconda che possano essere programmate in base alla richiesta di energia oppure no.
Il Gestore Servizi Elettrici (GSE) classifica nelle fonti programmabili gli impianti
idroelettrici a serbatoio e bacino, i rifiuti solidi urbano, le biomasse (impianti assimilati che
usano combustibili fossili e residui) mentre nelle fonti non programmabili rientrano gli
impianti di produzione idroelettrici fluenti, eolici, geotermici, fotovoltaici e biogas.
Le fonti rinnovabili di energia possiedono due caratteristiche fondamentali che
rendono auspicabile un loro maggior impiego.
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La prima consiste nel fatto che esse rinnovano la loro disponibilità in tempi
estremamente brevi: si va dalla disponibilità continua nel caso dell’uso dell’energia solare,
ad alcuni anni nel caso delle biomasse.
L’altra è che, a differenza dei combustibili fossili, il loro utilizzo produce un
inquinamento ambientale del tutto trascurabile.
Esistono comunque alcuni limiti che ne ostacolano il pieno impiego. Le fonti
rinnovabili, e tra esse soprattutto l’eolico e il solare, forniscono energia in modo
intermittente.
Questo significa che il loro utilizzo può contribuire a ridurre i consumi di
combustibile nelle centrali convenzionali, ma non può sostituirle completamente; inoltre,
per produrre quantità significative di energia, spesso è necessario impegnare rilevanti
estensioni di territorio.
Tuttavia va ricordato che ciò non provoca effetti irreversibili sull’ambiente e che il
ripristino delle aree utilizzate non ha costi eccessivi.
1.5 Perché le fonti rinnovabili, le varie tipologie
Nel 2005 il fatturato del comparto delle fonti rinnovabili su scala mondiale ha
raggiunto i 40 miliardi di dollari,con tassi di crescita elevatissimi per alcuni settori.
In particolare sono tre le soluzioni che stanno sorprendendo i mercati per
l’imprevista dinamica: il solare fotovoltaico, l’eolico e i biocombustibili.