Rinnovabili: fotovoltaico in agricoltura conviene, ecco come e perché

Indice degli argomenti:

• Rinnovabili, fotovoltaico e agricoltura: il sistema agrovoltaico Italiano
• Fotovoltaico, produzione agricola e gli obiettivi per la transizione energetica
• Fotovoltaico e agricoltura: i risultati

Per lo sviluppo delle rinnovabili, è possibile trovare un punto in comune tra fotovoltaico e agricoltura e una loro combinazione virtuosa? La risposta è: sì, è possibile, anche grazie alla possibilità offerta dall’agrovoltaico.

Si tratta di tecnologie fotovoltaiche che, senza essere di intralcio, permettono la conduzione delle attività agricole sullo stesso suolo.

Secondo il Fraunhofer ISE la tecnologia agrovoltaica negli ultimi anni è cresciuta in maniera significativa e la potenza agrovoltaica installata in tutto il mondo è passata da circa 5 megawatt (MW) nel 2012 a circa 2,9 GW nel 2020, con la Cina che, con 1,9 GW di impianti installati, ha la quota maggiore .

In Italia è stato sviluppato e brevettato un sistema particolarmente innovativo, basato su tensostrutture. I sistemi agrovoltaici sviluppati dall’azienda REM Tec, detentrice del brevetto del prodotto basato su tensostrutture, sono già operativi da qualche anno in Pianura Padana. Oggi, grazie a uno studio condotto da scienziati dell’ENEA e dell’Università Cattolica, è possibile anche comprendere il loro impatto ambientale ed economico, anche nel confronto di altre rinnovabili.

Rinnovabili, fotovoltaico e agricoltura: il sistema agrovoltaico Italiano

I sistemi agrovoltaici consentono di installare pannelli fotovoltaici su un’infrastruttura che permette di non entrare in competizione con l’utilizzo agricolo dei terreni. Sono già stati condotti studi che mettono in luce la combinazione virtuosa tra fotovoltaico e agricoltura: tra questi, c’è chi ha evidenziato come l’ombreggiamento causato dai moduli riduca l’evapotraspirazione e si dimostri benefico soprattutto nella stagione estiva, quando le precipitazioni sono più scarse ed in caso di stress idrico o mancanza di irrigazione. Il più grande impianto agrovoltaico del mondo si trova nei pressi del del deserto del Gobi in Cina: sotto i pannelli solari con una capacità di 700 MW sono coltivate delle bacche.

La presenza dei pannelli fotovoltaici, come accade con gli alberi, protegge colture dal riscaldamento eccessivo e fornisce un’attenuazione della temperatura del suolo. 2

Tuttavia sull’impiego dei moduli fotovoltaici a terra in aree agricole c’è ancora molto da fare in Italia.

La tecnologia viene così in aiuto. La società REM Tec ha sviluppato il modulo brevettato Agrovoltaico^®. In Italia, è l’unico sistema commerciale progettato e costruito su larga scala per combinare la coltivazione delle colture in campo con la produzione di energia elettrica da pannelli fotovoltaici.

È composto da pannelli, realizzati con celle fotovoltaiche in silicio, con inclinazione variabile a seconda del movimento del sole e delle condizioni atmosferiche per massimizzare la produzione di energia elettrica e aumentare la sicurezza durante eventi meteorologici estremi. Tutto è pensato per minimizzare l’impatto a terra, a cominciare dalle strutture di montaggio, progettate per ridurre al minimo l’ombreggiamento delle colture e consentire l’uso di macchinari agricoli convenzionali sotto di loro, il tutto minimizzando l’utilizzo di materiali altamente impattanti, quali acciaio e cemento, grazie all’adozione delle tensostrutture.

Finora sono stati realizzati tre impianti da 6,7 MW in totale, su una superficie di circa 35 ettari.

Anche se gli impianti sono già in uso da qualche anno, finora non esisteva in letteratura una valutazione scientifica ambientale ed economica di un impianto agrovoltaico. Da qui la realizzazione di uno studio dedicato, a cura di Alessandro Agostini, ricercatore ENEA, con il supporto del Department of Sustainable Crop Production dell’Università Cattolica di Piacenza, dove operano gli altri due autori, Stefano Amaducci e Michele Colauzzi. Il lavoro fornisce una valutazione completa delle prestazioni ambientali della tecnologia agrovoltaica, sia in termini ambientali (valutazione del ciclo di vita – LCA) ed economici (costo livellato dell’energia (LCOE) e di redditività, confrontandole con altre fonti di energia, convenzionali e rinnovabili. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica Applied Energy.

Fotovoltaico, produzione agricola e gli obiettivi per la transizione energetica

La questione legata a produzione energetica e consumo di suolo è particolarmente rilevante in Italia, dove comunque c’è necessità di raggiungere gli obiettivi fissati dal Piano Nazionale Integrato Energia e Clima (PNIEC) da qui al 2030, che prevede per il raggiungimento degli obiettivi la diffusione anche di grandi impianti fotovoltaici a terra.

“In questo contesto, l’appropriazione nulla o ridotta dei terreni dei sistemi agrovoltaici può, e dovrebbe, giocare un ruolo cruciale. Infatti, l’80-90% della terra sotto i sistemi agrovoltaici può essere coltivata con pratiche standard e macchine agricole comuni. La presenza di tiranti in acciaio nel restante 10-20% dei terreni sotto i sistemi agrovoltaici, a seconda della configurazione specifica, impedisce l’accesso e l’avanzamento dei grandi macchinari”, scrivono gli autori dello studio, rilevando che il terreno dove sono installati i tiranti dei sistemi fotovoltaici non è necessariamente improduttivo, in quanto può ospitare colture orticole, bestiame o qualsiasi altra attività agricola che non richieda grandi macchinari. Va anche messo in luce che rispetto a un impianto a biogas alimentato con mais coltivato nella stessa area, gli impianti fotovoltaici producono una quantità di energia per metro quadrato dalle 20 alle 70 volte superiore con minori emissioni nocive in aria, suolo e acqua.

Fotovoltaico e agricoltura: i risultati

Nello studio ci si è focalizzati sui tre esempi REM Tec ubicati tra Lombardia ed Emilia Romagna. La valutazione del ciclo di vita effettuata mostra che i sistemi agrovoltaici basati su tensostrutture hanno prestazioni ambientali simili a quelle di altri impianti fotovoltaici in tutte le aree di interesse ambientale indagate, che tengono conto di parametri quali cambiamento climatico, eutrofizzazione, qualità dell’aria e consumo di risorse.

Ma anche a livello di costi economici, tali infrastrutture sono paragonabili a quelli di altri impianti fotovoltaici (a terra o sul tetto), e anche se sono leggermente superiori, il ridotto consumo di suolo e la stabilizzazione della produzione agricola “sono valori aggiunti rilevanti che dovrebbero essere adeguatamente valorizzati in un futuro sistema energetico dominato dall’aumento del consumo di suolo da parte dell’uomo e dai cambiamenti climatici”, sottolineano gli autori dello studio.

Una guida pubblicata dal Fraunhofer ISE segnala che i costi di produzione energetica (LCOE) dell’agro-fotovoltaico, tra 7 e 12 centesimi per kWh, sono già competitivi con altre fonti di energia rinnovabile.

I sistemi agrovoltaici realizzati su tensostrutture riducono le emissioni di gas serra, migliorano la qualità dell’aria e riducono gli impatti sugli ecosistemi e l’esaurimento delle risorse energetiche fossili, il tutto rispetto al mix elettrico italiano e ai combustibili fossili. Considerando altre fonti di energia rinnovabile, l’eolico ha le migliori prestazioni ambientali, ma questa non è un’opzione praticabile in aree come la Pianura Padana dove è insufficiente l’apporto del vento.

Le prestazioni economiche degli impianti agrovoltaici sono simili a quelle degli impianti fotovoltaici a terra, grazie alla maggiore produttività raggiunta dai sistemi di inseguimento solare e al materiale risparmiato con l’adozione della tensostruttura, ma soprattutto non incidono sul consumo di suolo, aspetto fondamentale in un futuro sistema energetico dominato dalle energie rinnovabili. Inoltre, hanno il potenziale di aumentare e stabilizzare la resa delle colture non irrigate in condizioni di aridità, riducendo l’evapotraspirazione e la temperatura del suolo, soprattutto se le colture e le pratiche agricole sono sviluppate e ottimizzate alle condizioni specifiche del sistema agrovoltaico. I sistemi agro-fotovoltaici possono anche contribuire a combattere il cambiamento climatico riducendo le emissioni di gas serra e aumentando la resistenza agli impatti del cambiamento climatico sul settore agroalimentare.

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