Energia marina: dalle onde nascono le fonti rinnovabili

L’energia marina si candida a essere una delle fonti rinnovabili più interessanti dei prossimi anni. L’Europa ci crede davvero, tanto che al 2050 conta di ricavare da onde e correnti almeno il 10% del proprio fabbisogno energetico.

L’energia dal mare, prodotta dalle fonti delle onde e dei flussi di marea è in aumento: da meno di 5GWh nel 2009 a quasi 50 GWh nel 2019. È quanto emerge dalla relazione annuale presentata di recente dalla Ocean Energy Systems, collaborazione intergovernativa internazionale, fondata nel 2001, che opera nell’ambito di un quadro stabilito dall’Agenzia Internazionale per l’Energia.

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Cos’è l’energia marina?

Ma, prima di tutto, cosa si intende con energia marina (o energia oceanica)? Si intende quella forma di produzione energetica estratta attraverso tecnologie che utilizzano l’acqua di mare come forza motrice o attraverso tecnologie che sfruttano il suo potenziale chimico o termico.

Più nel dettaglio, l’energia marina può essere generata da sei specifiche fonti:

1. le onde
2.  le maree
3. le correnti di marea
4.  le correnti marine
5. i gradienti di temperatura
6. la salinità

Da tempo si sa che potenzialmente l’energia oceanica può essere capace di generare enormi quantità di energia. Già nel 2011 le prime stime a livello globale indicavano che il potenziale energetico teorico del mare, nelle sue diverse forme, superasse “di gran lunga il presente fabbisogno energetico dell’intera popolazione mondiale”.

L’energia che viene da moto ondoso e correnti marine

Ma quali sono le più promettenti? «Il progetto H2020 Ocean-SET ha preso in considerazione esclusivamente fonti energetiche da moto ondoso e dalle correnti di marea, queste ultime ricavate da tecnologie non impattanti per l’ambiente. In questo caso le aree più promettenti sono lo Stretto di Messina, oltre allo Stretto di Gibilterra», spiega Gianmaria Sannino, responsabile del Laboratorio di Modellistica Climatica e Impatti dell’ENEA. È stato calcolato che, grazie allo sfruttamento delle correnti che raggiungono velocità superiore a 1,5 metri al secondo, la produzione di energia potrebbe arrivare qui a 125 GWh l’anno, una quantità sufficiente a soddisfare il fabbisogno energetico di città come la stessa Messina.

L’energia delle onde è una fonte che si ricava dallo sfruttamento dell’energia cinetica contenuta nel moto ondoso. Le correnti di marea, invece, sono quelle generate dall’attrazione esercitata dalla Luna e dal Sole sulle masse d’acqua marine. «Sono estremamente puntuali e regolari tanto che, per esempio, si possono prevedere le correnti dello stretto messinese da qui ai prossimi 100 anni – afferma il responsabile ENEA – È un vantaggio significativo: è l’unica fonte rinnovabile totalmente prevedibile. Il suo limite è rappresentato dalla ridotta potenzialità di sfruttamento per cui sono davvero poche le zone del mondo dove è profittevole generare energia sufficiente».

Energia marina: l’Europa punta a produrre 100 GW

L’Unione Europea valuta con molto interesse l’energia marina. Seppure oggi siano installati impianti sperimentali capaci di generare poche decine di MW per la produzione di energia dal mare, si prevede che entro il 2050 il 10% del fabbisogno energetico dell’UE sarà coperto da questa fonte rinnovabile “grazie a una produzione di 100 GW che permetterà di fornire energia elettrica a 76milioni di famiglie e di evitare l’immissione in atmosfera di 276 milioni di tonnellate di CO2 l’anno”, segnala l’Agenzia nazionale.

«L’UE ha considerato questa fonte energetica nello European Strategic Energy Technology Plan». Il Piano strategico SET Plan è un passo fondamentale per favorire lo sviluppo delle tecnologie energetiche che possano favorire la transizione verso un sistema energetico decarbonizzato. SET Plan ha fissato al 2030 lo sviluppo di tecnologie commerciali per lo sfruttamento delle correnti e al 2035 quelle per le onde con una previsione di abbattimento dei costi del kWh. Per accelerare questo piano di sviluppo tecnologico, la Commissione europea ha finanziato con 1 milione di euro OceanSET che vedrà la collaborazione di 8 partner Ue, tra i quali ENEA. OceanSET è un progetto triennale focalizzato sul sostegno al piano di attuazione dell’energia oceanica.

«Lo scorso 4 maggio è stato pubblicato il primo rapporto annuale del progetto, che definisce l’azione dei vari Stati e un monitoraggio di quanto fatto dagli sviluppatori del settore. Ne è emerso un quadro lusinghiero: l’UE è in linea con la roadmap al 2050; ma in particolare, considerando le linee di finanziamento per lo sviluppo tecnologico, l’Italia si pone ai vertici europei, non molto distante da Regno Unito (l’analisi è stata fatta pre brexit) e Irlanda», illustra Sannino, che è rappresentante nazionale per il Working Group OceanSet. Il nostro Paese può contare su finanziamenti complessivi per quasi 4 milioni di euro annui.

Energia dal mare: il ruolo dell’ENEA

Per comprendere e finalizzare al meglio la possibilità di produrre elettricità dal mare servono studi accurati. Enea, attraverso il lavoro svolto dal laboratorio di “Modellistica Climatica e Impatti” dell’Ente Nazionale, ha presentato due modelli capaci di stimare la produzione di energia dal mare grazie alle previsioni ad alta risoluzione di onde e correnti di marea nel Mediterraneo.

Uno si chiama MITO ed è in grado di fornire previsioni su temperatura, salinità e velocità delle correnti marine con un dettaglio spaziale che va da 2 km fino a poche centinaia di metri. L’altro, denominato Waves, è un sistema di previsione delle onde capace di una risoluzione fino a 800 metri in aree marine e costiere ad alto potenziale energetico. Entrambi i modelli utilizzano il super computer di ENEA “CRESCO6” da 1,4 petaflops, ovvero capace di svolgere 1,4 milioni di miliardi di operazioni matematiche al secondo.

«Sono calcoli fondamentali per comprendere come sfruttare al meglio la capacità delle onde, le loro caratteristiche e permettere ai dispositivi di conversione energetica di funzionare in modo adeguato: per comprendere meglio, questi dispositivi sono come violini immersi in una orchestra composta da molteplici tipi d’onda differente. Per funzionare al meglio i dispositivi di conversione devono accordarsi alle onde circostanti. I nostri strumenti permettono proprio questo, con una precisione molto elevata».

Il futuro energetico è nel mare

Un altro progetto su cui sta lavorando ENEA e il Politecnico di Torino è Pewec (Pendulum Wave Energy Converter), pensato per le coste italiane, caratterizzate da onde di piccola altezza ed elevata frequenza. È un sistema galleggiante molto simile a una zattera da posizionare in mare aperto, in grado di produrre energia elettrica sfruttando l’oscillazione dello scafo per effetto delle onde. Presentato nel 2015 non ha poi avuto lo sviluppo sperato, «pur avendo raggiunto un livello di maturità importante. Oggi riparte, grazie a nuovi fondi di investimento», spiega Sannino.

Ma l’azione dell’Agenzia Nazionale e della ricerca italiana svolge un ulteriore importante compito: creare le condizioni per una rete di ricerca. In questo senso si pone il Cluster Tecnologico Nazionale “Blue Italian Growth” (Big) che vede nello sviluppo delle energie rinnovabili marine un volano per la crescita economica e per il rilancio della filiera cantieristica del nostro Paese. L’ENEA, insieme al Politecnico di Torino, è responsabile presso il Consiglio Tecnico Scientifico del Cluster-BIG.