Energia solare: una possibilità sostenibile e per tutti

La crescita dell’energia solare è dovuta a diversi motivi: i costi, sempre più economici; la duttilità di impiego che la rendono ideale per i tetti, ma anche per accostarsi all’agricoltura, per l’uso in dighe e bacini come fotovoltaico galleggiante, per il residenziale (il film sottile è un’opportunità candidata a svilupparsi nel prossimo futuro). È una tecnologia consolidata, ma in continua progressione, sia per le sempre migliori prestazioni sia per le opportunità create dalla ricerca – la perovskite, per esempio – che un giorno non molto lontano diventeranno soluzioni commerciali.

Inoltre, il fotovoltaico è destinato a diventare un protagonista indiscusso delle comunità energetiche e nell’autoconsumo diffuso. La stessa IEA nel report Electricity ha sottolineato che la generazione distribuita è in crescita in molte parti del mondo, l’aumento delle installazioni fotovoltaiche sui tetti e la crescente quantità di autoconsumo da solare fotovoltaico.

Sullo sviluppo atteso sarà interessante comprendere l’impatto di alcune decisioni ufficializzate di recente: solo in Italia, il Decreto CER e quello per l’incentivo all’agrivoltaico innovativo potrebbero dare avvio a un incremento sensibile e, in teoria, ancora più positivo di quello attualmente stimato.

Di certo, l’interesse sul tema è forte: lo conferma il “tutto esaurito” fatto registrare al convegno “Energia solare, energia per tutti” organizzato da Prospecta Formazione in collaborazione con KEY – The Energy Transition Expo, che ha visto la partecipazione effettiva di tremila persone online.

Fotovoltaico, incentivi, prospettive: i passi necessari per l’Italia

Già solo la crescita dell’energia solare in Italia, sotto forma di fotovoltaico, è significativa: come ha illustrato Luciano Barra, responsabile Affari istituzionali di Italia Solare, l’installato reale è sempre stato superiore agli obiettivi attesi. «Il fotovoltaico, di per sé, non avrebbe bisogno di aiuti ed è per questo che occorre massimizzare la sua diffusione perché è conveniente per l’intero Paese. Per accelerare serve che gli obiettivi al 2030 e oltre siano visti non come un onere, ma come un’opportunità. Quindi occorre attuare alcune priorità».

La prima riguarda le aree idonee (e il Decreto attinente): è necessario che siano individuate «con visione al 2050». Per il 2030 è bene individuare da subito le aree di accelerazione. «Occorre una scelta equilibrata tra soluzioni per minimizzare il costo di produzione dell’energia e l’uso delle superfici».

Per questo è necessario lavorare tempestivamente innanzitutto sulla prevenzione di un eccesso di produzione, affrontando con tempestività i problemi di rete, ponendosi sin da subito il tema degli accumuli «da sviluppare da subito in modo coordinato con la potenza e con durata crescente», ha ribadito Barra. Ha evidenziato tra le priorità anche la necessità di sostenere la filiera della produzione dei componenti e la necessità di una formazione di personale, oggi insufficiente lungo l’intera filiera.

Agrivoltaico, le potenzialità di sviluppo sostenibile

Lo sviluppo di energia solare passa anche dallo sviluppo di tecnologie capaci di conciliare fotovoltaico e agricoltura. Da qui passa l’agrivoltaico innovativo: il Decreto incentivante da poco pubblicato intende realizzare almeno 1,04 GW. Ciò sarà possibile anche grazie all’intervento di realtà come AIAS, Associazione italiana agrivoltaico sostenibile, che dal 2022 a oggi è riuscita a radunare un centinaio di soci e che persegue uno sguardo attento alla sostenibilità, intesa come integrazione di tutti gli aspetti che possono contribuire allo sviluppo tecnologico, che tiene conto però della progettazione ingegneristica, ma anche dell’attenzione al paesaggio e agli ecosistemi connessi.

«Ogni scelta progettuale determina impatti che possono essere traslati nello spazio e nel tempo. Le scelte progettuali devono supportare una trasformazione sostenibile del paesaggio», ha sottolineato Alessandra Scognamiglio, Architetta e ricercatrice ENEA nonché presidente AIAS.

Il tanto atteso Decreto Aree Idonee sarà strategico in questo senso, ma accanto agli strumenti normativi e politici occorre prevedere un lavoro composto da molteplici aspetti che spaziano dalla ricerca e sviluppo all’integrazione pratica sul campo. Basti pensare, per esempio, all’impianto algovoltaico di Portici, che permette di coltivare microalghe a elevato valore commerciale grazie a un sistema di coltura completamente automatizzato e integrato con l’impianto fotovoltaico.

Un altro passaggio importante è la costituzione della mappa dell’agrivoltaico nazionale, realizzata da ENEA, che si offre come strumento di supporto alle amministrazioni pubbliche nella pianificazione dello sviluppo del settore. Il percorso di crescita dell’agrivoltaico sostenibile passa anche dalla volontà di creare una certificazione di qualità nelle varie fasi legate al progetto, alla realizzazione, al monitoraggio e ai prodotti. Anche su questo lavora AIAS e sarà interessante poter scoprire di più anche in occasione della sua presenza a KEY 2024 e agli eventi tematici organizzati.

Energia solare e ricerca: dalla ricerca sulla perovskite…

Sempre in tema di sostenibilità, occorre tenere conto che entro il 2030 i due terzi dell’energia italiana dovrà essere prodotta da fonti rinnovabili. Nel complesso, considerando il contesto mondiale, le misure adottate finora sono insufficienti.

Non solo: il modo di creare energia finora si è basato su un principio insostenibile. Come ha sottolineato Giulia Grancini, docente di Chimica all’Università di Pavia e coordinatrice, nello stesso ateneo, del team PVSquared, dal 1970 al 2017 la massa totale dei materiali estratti dalla terra è cresciuta di quasi il 350% e il tasso di crescita e in continua accelerazione, conseguendo un impatto anche in termini emissivi piuttosto elevato.

Serve quindi puntare, anche per la produzione di energia solare, di modalità innovative, oltre che su materie prime reperibili, elevate prestazioni, nuove funzionalità, elevati tassi di riciclabilità e a basso costo. Lo sviluppo di materiali avanzati, funzionali, sostenibili, poco energivori, adattabili è al centro della ricerca sulle perovskiti che promettono numerose opportunità anche in termini di applicabilità, dall’energia indoor all’agrivoltaico.

Solo considerando il tasso di efficienza conseguito negli anni da nanodispositivi a perovskite ibrida si è passati da meno del 9% del 2012 a raggiungere il 26% nel 2020. C’è poi da considerare anche l’impiego in abbinamento col silicio: in celle solari tandem silicio e perovskite in laboratorio si è sfiorata un’efficienza del 34%.

Sulle perovskiti fervono le ricerche a livello internazionale. In Italia, vi lavora il lab PVSquared, coordinato dalla stessa Grancini, dove si studiano materiali a basso impatto, flessibili, di specifiche vernici green e a basso costo per la produzione di energia solare.

Certo, ci sono ancora aspetti da considerare per arrivare a sviluppi commerciali tangibili: «la criticità è legata alla stabilità. Ma credo fortemente che una sinergia tra ricerca e industria porterà a sviluppi sempre più importanti per accorciare il time-to-market della tecnologia. Non voglio fare previsioni sul quando avverrà, ma le prospettive sono decisamente interessanti», ha sottolineato la scienziata.

… alla circolarità

Sulla necessità di abbinare fotovoltaico ed economia circolare si è soffermato David Moser, research group leader di Eurac Research. Entriamo nell’era di 1 TW di fotovoltaico già oggi installato: occorre lavorare sin d’ora alla possibilità di riciclo e riuso di parti e materiali.

Per quanto – è bene evidenziarlo – la quantità di rifiuti prodotti dal fotovoltaico a fin vita è infinitesimale, specie se confrontata con i rifiuti di altro genere. Secondo una ricerca pubblicata su Nature Physics, tra il 2016 e il 2050, la produzione di “rifiuti solari” ammonterebbe a 54-160 milioni di tonnellate, ovvero meno di un decimo dei flussi di rifiuti elettronici e almeno il 99,6% in meno delle ceneri di carbone e dei rifiuti urbani. In ogni caso è bene organizzare al meglio una supply chain che sappia valorizzare il fotovoltaico a fine vita.

«La tecnologia solare fotovoltaica è uno dei motori chiave che alimentano la transizione energetica. Una ragione importante per il ruolo strategico del fotovoltaico nella transizione energetica è la sua percezione come tecnologia energetica rinnovabile e sostenibile con un basso impatto ambientale», ha sottolineato Moser, ricordando quanto già si stia facendo (anche in termini di normative e strategie) in Europa.

A questo proposito ha illustrato i lavori in corso per il Recyclability index, sulla Direttiva RAEE e la sua efficacia, oltre all’Ecodesign e all’Energy Label.

Gli obiettivi comprendono la possibilità di contare su prodotti fotovoltaici più performanti e più durevoli disponibili sul mercato UE, aumentando la qualità dei processi produttivi e facilitando la riparazione, ma anche sull’opportunità di avere più prodotti circolari disponibili sul mercato UE, aumentandone la riciclabilità.

Creare una filiera italiana fv (e combinare fotovoltaico con solare termico)

Va trovato il giusto equilibro tra varie esigenze, ha sottolineato Nicola Baggio, Technical and Special Projects Director di FuturaSun: nella produzione energetica c’è bisogno di equità, sostenibilità e sicurezza. Inoltre c’è bisogno di pensare allo sviluppo atteso del mercato, specie quello europeo che crescerà – in termini di installazioni di fotovoltaico – del 15% in media l’anno nei prossimi anni. «Possiamo e vogliamo dipendere dalle importazioni anche per i moduli?», ha posto l’interrogativo, ricordando che oggi in Europa viene importato il 97% del fabbisogno occorrente per i moduli.

Occorre rendere possibile una filiera produttiva made in Europe. Non solo: bisogna gettare le basi e il sostegno per un mercato fotovoltaico anche in Italia. «Sono molte le strade percorribili: probabilmente Industria 5.0 è l’iniziativa più appetibile».

Ha portato l’esempio di FuturaSun: allo sviluppo di una nuova fabbrica di celle in Cina, c’è la volontà di realizzare una linea produttiva altamente automatizzata anche in Italia, a Cittadella (Padova) dove realizzare moduli con componenti «quanto più possibile italiani e europei». Non solo: «ci impegniamo a produrre un modulo con minor carbon footprint», ha aggiunto Baggio, lanciando anche un sondaggio online per comprendere quanto si sia disposti a spendere di più per moduli fotovoltaici realizzati in Europa rispetto a un prodotto cinese. È lusinghiera la risposta del panel: il 75% degli 800 partecipanti ha espresso la volontà di spendere dai 5 ai 10 cent/Wp in più e un ulteriore 10% addirittura pronto a spendere oltre i 10 cent/Wp.

Le possibilità di sviluppo dell’energia solare passano non solo dal fotovoltaico, ma anche dalla combinazione con il solare termico. Quest’ultimo, ha evidenziato Alberto Villa, esperto in efficienza energetica degli edifici e relatore istituzionale di Viessmann Italia, «è un complemento impiantistico, utilissimo nel caso di abitazioni unifamiliari (comfort), fondamentale laddove il fabbisogno di acqua calda sanitaria è elevato come alberghi, RSA, ospedali, oltre a essere un’importante pedina per la copertura di rinnovabile nelle reti di teleriscaldamento».

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