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I rifiuti organici sono una possibile fonte di energia rinnovabile, trasformare i rifiuti in energia è la nuova frontiera del settore delle energie alternative.

Sono molte le tecnologie e le reazioni atte a ricavare energia dai rifiuti. Una grande opportunità per il settore energetico è quella di ricavare elettricità direttamente dalla combustione dei rifiuti urbani tramite inceneritori, termovalorizzatori e pirolisi; purtroppo questa prospettiva presente un gran numero di effetti collaterali a danno dell'ambiente e della salute pubblica. Altrettanto controverso è il tema delle biomasse dove si assiste a un vero e proprio divario di opinione.

Nell'ideale, si dovrebbe ricavare energia dalle biomasse dei rifiuti pubblici. Sfalci e potature di piccoli giardini privati o pubblici potrebbero rappresentare la biomassa perfetta; tuttavia, gli sfalci e le potature da manutenzione del verde pubblico e privato devono sottostare alla normativa sui rifiuti e quindi non possono essere raccolti, in modo diretto, da aziende operanti nel settore delle biomasse.

Energia dai rifiuti

Ecco alcuni esempi di come è possibile ricavare energia dai rifiuti:

Biometanolo
Si può produrre a partire da rifiuti organici e distillazione secca della legna. Può essere impiegato sia come carburante per alimentare stufe, sia nel settore dei trasporti in combinazione con benzina o biodiesel. Nel settore energetico (per la produzione di elettricità), il biometanolo può essere impiegato come alternativa all'idrogeno nelle celle a combustibile.

Thermotoga Neapolitana
Grazie a un particolare batterio è possibile produrre elettricità a partire da rifiuti organici. Si parla di produzione biologica di idrogeno mediante fermentazione batterica di substrati organici. L'idrogeno come fonte di energia.

Biometano
Si tratta di un biocombustibile ottenuto raffinando il biogas generato dalla "digestione anaerobica", tecnica utilizzata nel riciclaggio della frazione organica dei rifiuti che consente di abbinare il recupero di materia al recupero di energia, vedi Biogas.

Biogas
Il biogas è prodotto tramite digestione anaerobica (in assenza di ossigeno) con un processo biologico che, a partire da rifiuti organici, conduce alla formazione di differenti metaboliti intermedi che vengono, via via, trasformati fino alla produzione di biometano e anidride carbonica.

Pirolisi dei rifiuti urbani
Un metodo per ricavare energia dai rifiuti piuttosto controverso. Si parla di termovalorizzatori a pirolisi anche se i danni ambientali sembrano essere gli stessi visti con i classici inceneritori di rifiuti urbani.

Gli impianti a biomassa, soprattutto quelli che sfruttano come "combustibile" gli scarti legnosi, potrebbero avere un ruolo da protagonista nella produzione energetica. Anche in questo caso si parla di Biogas.

Trasformare l'olio in biodiesel
L'olio esausto rappresenta un'ottima fonte energetica e può essere trasformato in biocarburante o impiegata direttamente per la produzione di elettricità mediante combustione nelle centrali elettriche.

Inceneritori
I rifiuti solidi urbani non riciclabili, vengono selezionati e immessi in appositi forni. La loro combustione produce calore che andrà a riscaldare l'acqua contenuta in una caldaia. L'acqua si trasformerà in vapore ad alta pressione che produrrà energia elettrica.

Nella foto, il termovalorizzatore di Acerra, Napoli
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Pubblicato da Anna De Simone il 9 Ottobre 2014

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Energia dai rifiuti, dalla biomassa ai termovalorizzatori

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I rifiuti organici sono una possibile fonte di energia rinnovabile, trasformare i rifiuti in energia è la nuova frontiera del settore delle energie alternative. Sono molte le tecnologie e le reazioni atte a ricavare energia dai rifiuti.

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Si sente sempre più spesso parlare di inquinamento e surriscaldamento globale; chi vive nelle metropoli del mondo è costretto a respirare un'aria che sicuramente provoca non pochi danni alla salute umana; la natura si ammala, i ghiacciai si sciolgono, tutte le scelte dell'uomo sulla Terra nei secoli hanno oggi delle conseguenze negative tangibili. Certo si sta cercando di ricorrere ai ripari, si è presa coscienza del problema, soprattutto in Occidente, però chissà quanti danni all'ecosistema ancora verrà perpetrati prima che si adottino davvero delle iniziative efficaci per rispettare l'ambiente. Viviamo in mondo che dipende dal petrolio, dalla produzione di energia tramite fonti inquinanti come il nucleare, e cambiare tutto il sistema da un giorno all'altro non è possibile. Ma la soluzione a tutti i problemi di energia, di diminuzione delle fonti non rinnovabili, della ricerca di alternative non inquinanti, dell'emergenza dei cambiamenti climatici, potrebbe venire stesso dalla natura: la società olandese Plant-e è riuscita a scoprire che sfruttando la fotosintesi delle piante è possibile produrre energia. Plant'e ha ideato una serie di prodotti capaci di ricavare elettricità dalle piante viventi; tali prodotti si basano su una tecnologia brevettata dalla Wageningen University che consente di produrre energia elettrica da impianti viventi: le piante.

Si chiama Plant Power, potere dalle piante appunto, il progetto sviluppato dalla Plant-e: "Volete usare il vostro tetto verde per alimentare la vostra casa? Vi piacerebbe vedere ogni zona umida e risaia di riso nel mondo trasformato in una centrale elettrica, senza la raccolta delle piante? Plant-e è una società che sviluppa e produce prodotti in cui piante viventi generano elettricità", dice l'azienda olandese. Ogni sito in cui le piante possono crescere può diventare una centrale elettrica. Anche il nome della società gioca sul legame "pianta (plant)" e "impianto (plante)". Durante la fotosintesi delle piante si produce materiale organico che in parte viene riutilizzato per far crescere le piante, e in parte resta inutilizzato e viene rigettato tramite le radici nel terreno. Gli organismi che si raccolgono attorno alle radici possono invece essere sfruttati per la produzione di energia. La tecnologia è basata su processi naturali ed è sicura sia per la pianta che per il suo ambiente.: "In questo processo, gli elettroni vengono rilasciati come prodotto di scarto. I microrganismi elettrochimicamente attivi abbattono la materia organica producendo elettroni che sono trasportati verso l'anodo della cella a combustibile. Gli elettroni possono essere raccolti come elettricità", spiega la Plant-e, "La ricerca ha dimostrato che l'impianto non compromette la raccolta di energia elettrica, così le piante continuano a crescere mentre l'elettricità viene prodotta contemporaneamente". Con Plant Power si può produrre energia 24 ore al giorno per 365 giorni l'anno senza danneggiare l'ambiente.

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Natura power: come ricavare energia elettrica dalle piante

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Si sente sempre più spesso parlare di inquinamento e surriscaldamento globale; chi vive nelle metropoli del mondo è costretto a respirare un'aria che sicuramente provoca non pochi danni alla salute umana; la natura si ammala, i ghiacciai si sciolgono, tutte le scelte dell'uomo sulla Terra nei secoli hanno oggi delle conseguenze negative tangibili.

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Le tecnologie per la conversione di energia da fonti marine in energia elettrica - in particolare quelle che sfruttano il moto ondoso e le correnti di marea - sono pronte a entrare nella fase conclusiva del loro sviluppo.

Sebbene in Europa la maggiore disponibilità di risorsa sia localizzata lungo le coste Atlantiche, il Mediterraneo offre opportunità sia per una consistente produzione di energia sia per il raggiungimento della piena maturità tecnologica dei convertitori, grazie a condizioni climatiche meno critiche e più vincolanti in termini di efficienza.

Lo sviluppo di tecnologie innovative per lo sfruttamento dell'energia marina, inoltre, permetterebbe di sostenere il fabbisogno energetico delle comunità residenti in habitat costieri particolarmente vulnerabili o di infrastrutture fortemente energivore come i porti, tutelando gli ecosistemi e mettendo a disposizione nuove strategie per l'inquinamento, mitigazione e adattamento ai cambiamenti climatici. In questo settore, la ricerca Italiana ha compiuto enormi progressi, guadagnando visibilità internazionale e aprendo possibilità di esportazione per le tecnologie più avanzate.

Nuovi investimenti e politiche mirate permetterebbero di realizzarne pienamente il potenziale di crescita economica, favorendo la possibilità di diversificazione del prodotto per le piccole e medie imprese dell'indotto e la nascita di economie di scala, creando lavoro ad alto valore aggiunto.

Un convinto sostegno all'utilizzo di energia blu, infine, adempirebbe gli obblighi di recepimento e attuazione nazionale delle raccomandazioni e direttive europee in materia di energie rinnovabili e di pianificazione dello spazio marittimo.

La ricerca, l' innovazione e la competitività sono al centro della strategia dell'Unione Europea, che ha disegnato un nuovo percorso per accelerare la trasformazione del sistema energetico europeo e introdurre sul mercato tecnologie innovative a zero emissioni.

Il Piano Strategico per le Tecnologie Energetiche (Set Plan) ha identificato le azioni prioritarie per la promozione del settore dell'energia dal mare, sottolineando la necessità di concentrarsi sulle tecnologie promettenti, con l'obiettivo di ridurre il Levelized Cost of Energy (LCoE) a 15 c/kWh entro il 2025 e a 10 c/kWh entro il 2030 per la produzione da correnti di marea, mentre quello per l'energia da moto ondoso andrebbe contenuto entro i 20 c/kWh al 2025, entro i 15 c/kWh al 2030 ed entro i 10 c/kWh al 2035.

I rapporti del Joint Research Centre (Jrc) sullo stato dell'energia dal mare in Europa (Jrc Ocean Energy Status Reports 2014 and 2016), così come la Ocean Energy Strategic Road Map del 2016, riconoscono i progressi tecnologici compiuti e la realizzabilità degli obbiettivi fissati, sottolineando i fattori che ostacolano industrializzazione e commercializzazione dei convertitori migliori.

Tra questi, la limitata possibilità di contare su finanziamenti certi a lungo termine, la ridotta presenza di grandi investitori privati, procedure autorizzative complesse e non sempre coerenti, preoccupazioni sull'impatto ambientale delle installazioni.

È innegabile che tali barriere siano presenti anche in Italia e che il loro superamento sia legato a un supporto pubblico da parte del governo nazionale, delle regioni e delle amministrazioni, sia nel garantire finanziamenti stabili, duraturi e nel creare nuovi strumenti di accesso al credito, sia nell'individuazione di percorsi decisionali partecipati e trasparenti in cui siano coinvolti tutti gli stakeholders pubblici e privati.

Nel medio termine, verrebbe così incentivato il trasferimento tecnologico dall'accademia alle imprese, stimolando la creazione di distretti tecnologici in aree capaci di attrarre investimenti coordinati, incoraggiando la domanda di alte professionalità in campi innovativi dell'economia del mare.

Il crescente interesse strategico italiano nel settore dell'energia blu si riflette nei recenti interventi governativi a sostegno, tra cui gli alti incentivi per le rinnovabili blu nel Piano di Azione Nazionale per le Energie Rinnovabili e i recenti bandi per il finanziamento di progetti di ricerca strategica nel campo (De-creti Direttoriali 1610/3 dell'agosto 2016 e 1735/13 del luglio 2017).

Tali provvedimenti fanno leva sulla vitalità di una comunità scientifica e tecnica consolidata, che conta sulla partecipazione attiva di università, spin-off, piccole e medie imprese e grande industria e che è stabilmente coinvolta in collaborazioni e progetti di ricerca internazionali.

Per un ripasso delle tecnologie italiane per energia blu si rimanda al documento di sintesi "Ocean energy exploitation in Italy: ongoing R&D activities", ricordando qui che, tra i convertitori progettati e realizzati, alcuni prototipi in scala 1:1 sono già testati in progetti pilota, con le Autorità Portuali e le amministrazioni pubbliche ...
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Energia dal mare, prospettive e barriere per lo sviluppo nel Mediterraneo | QualEnergia.it

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Le tecnologie per la conversione di energia da fonti marine in energia elettrica ­- in particolare quelle che sfruttano il moto ondoso e le correnti di marea - sono pronte a entrare nella fase conclusiva del loro sviluppo.

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Una dei maggiori problemi da affrontare nello studio delle Space base solar power (SBSP), oltre che i costi proibitivi, è sempre stato come recuperare l'energia sulla terra in modo sicuro. Invece i diversi sistemi che vengono attualmente sviluppati stanno apparentemente tenendo conto di questo problema.

Nel Regno Unito ad esempio un sistema progettato dallo scienziato Ian Cash è ora allo studio della British Interplanetary Society. Il sistema, chiamato HESPeruS (Highly Elliptical Solar Power Satellite), è ancora allo stadio concettuale ma Cash sostiene che abbia una parità di costi con il nuovo nucleare e dia anche opzioni avanzate di cattura dell'energia rispetto a molti dei sistemi progettati per le SBSP. Tale cattura avviene attraverso un corpo modulare e un piatto che ruota una sola volta all'anno in modo che i pannelli siano sempre rivolti verso il sole. Anche il modo in cui l'energia raggiunge la terra è più avanzato, grazie ad un'antenna di cattura dell'energia posizionata dove Cash considera HESPeruS abbia il maggior punto di vantaggio rispetto agli altri progetti. "La sua unicità sta forse nell'avere il diametro del trasmettitore (apertura) più grande della sua superficie di raccolta del solare", sostiene Cash.

Questo significa che può mandare più energia verso la terra e lo può fare più facilmente degli altri sistemi. Il lancio di HESPerus dipende dal successo di Skylon reusable space plane, il jet spaziale riciclabile, che è costruito dalla compagnia Britannica Reaction Engines. Ci sono tuttavia buone probabilità che questo si concretizzi presto poiché l'Agenzia spaziale europea ha messo il suo sigillo di approvazione già alla fine del 2004. Il primo aereo spaziale dovrebbe fare i suoi voli di prova nel 2019 e se tutto va secondo i piani, dovremmo vedere i primi HESPeruS che forniranno SBSP al Regno Unito tra 15-20 anni.

Un progetto comune, sviluppato nelle aree del Medio Oriente e del nord Africa, tra l' India e la UEA ha elaborato invece una proposta per uno sviluppo a più fasi che dovrebbe portare nell'arco di un ventennio all'ottenimento di SBSP funzionanti per la produzione di energia con un ulteriore vantaggio: quello di produrre anche acqua potabile. La prima fase comporta la creazione di impianti solari terrestri che raddoppino la loro funzione fungendo anche da impianti di dissalazione.

Il sistema SBSP proposto per questo progetto si basa sul SPS-ALPHA design, che assomiglia ad un alveare. E' composto di tre parti: un'ampia distesa di pannelli solari che puntano verso la terra, un grande sistema riflettente che intercetta la luce del sole ed è posizionato tra lo schieramento dei pannelli solari e la terra, un supporto che li collega tra loro. L'energia prodotta sarà poi inviata alla terra usando micro onde.

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Una dei maggiori problemi da affrontare nello studio delle Space base solar power (SBSP), oltre che i costi proibitivi, è sempre stato come recuperare l'energia sulla terra in modo sicuro. Invece i diversi sistemi che vengono attualmente sviluppati stanno apparentemente tenendo conto di questo problema.

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Il calore è una forma di energia e l'energia geotermica è, letteralmente, il calore contenuto all'interno della Terra che genera fenomeni geologici su scala planetaria. 'L'energia geotermica' viene spesso usata al giorno d'oggi per indicare quella parte del calore della Terra che può, o potrebbe, essere recuperata e sfruttata dall'uomo.
Breve storia della geotermia
La presenza di vulcani, sorgenti termali e altri fenomeni termici deve aver portato i nostri antenati a supporre che alcune parti dell'interno della Terra sono calde. Tuttavia, non fu solo il periodo compreso tra il XVI e XVII secolo, quando con lo scavo delle prime miniere a poche centinaia di metri sotto il livello del suolo, che l'uomo ha dedotto, da semplici sensazioni fisiche, che la temperatura della Terra aumenta con la profondità.

Le prime misure con termometri sono state fatte probabilmente nel 1740 da De Gensanne, in una miniera vicino Belfort, in Francia (Buffon, 1778). Nel 1870, i moderni metodi scientifici sono stati utilizzati per studiare il regime termico della Terra (Bullard, 1965), ma è solo nel ventesimo secolo, con la scoperta del ruolo svolto dal calore radiogenico, che abbiamo potuto comprendere pienamente fenomeni come l'equilibrio del calore e la storia termica della Terra. Tutti i moderni modelli termici della Terra, infatti, devono tener conto del calore prodotto in continuazione dal decadimento degli isotopi radioattivi a lunga vita dell'uranio (U 238, U 235), torio (Th ²³²⁾ e

potassio (K ⁴⁰⁾ , che sono presenti nella Terra (Lubimova, 1968). In aggiunta al calore radiogenico, in proporzioni non esattamente definite, altre potenziali fonti di calore, quali l'energia primordiale del pianeta. Teorie e modelli termici realistici non erano disponibili fino al 1980, quando è stato dimostrato che non c'era equilibrio tra il calore degli isotopi radioattivi presenti nell'interno della Terra ed il calore disperso nello spazio dalla Terra, e che il nostro pianeta si sta lentamente raffreddando. Per dare un'idea del fenomeno coinvolto e la sua scala, citeremo un bilancio termico di Stacey e Loper (1988), in cui è stimato il flusso totale di calore della Terra a (conduzione, convezione e irraggiamento ). Di questa cifra, provengono dalla crosta terrestre, che rappresenta solo il 2% del volume totale della Terra, ma è ricca di isotopi radioattivi, derivano dal mantello, che rappresenta il 82% del totale il volume della Terra, e provengono dal nucleo, che costituisce il 16% del volume totale e non contiene isotopi radioattivi. (Vedi figura 1). Poiché il calore radiogenico del mantello è stimato in , la velocità di raffreddamento di questa parte della Terra è .

In stime più recenti, basato su un numero maggiore di dati, il flusso totale di calore dalla Terra è di circa 6% superiore a quella utilizzata da Stacey e Loper nel 1988. Anche così, il processo di raffreddamento è ancora molto lento. La temperatura del mantello è diminuito non più di 300 a 350 °C in 3 miliardi anni, ed ora è di circa 4000 °C alla base. È stato stimato che il contenuto di calore totale della Terra, calcolato assumendo una temperatura superficiale media di 15 ° C, è dell'ordine di 12,6 x 10 ²⁴ MJ, e che la crosta è dell'ordine di 5,4 x 10 ²¹ MJ (Armstead, 1983). L'energia termica della Terra è quindi enorme, ma solo una parte di essa può essere sfruttata. Finora l'utilizzazione di questa energia è stata limitata ai settori nei quali le condizioni geologiche permettono ad un vettore (acqua in fase liquida o vapore) a trasferire il calore dalle formazioni calde profonde o vicino alla superficie, dando luogo a risorse geotermiche; tecniche innovative in un prossimo futuro, tuttavia, potranno offrire nuove prospettive in questo settore.

Nella prima parte del XIX secolo i fluidi geotermici erano già utilizzati per il loro contenuto energetico. Una piccola industria chimica fu istituita in quel periodo in Italia (nella zona oggi conosciuta come Larderello), per estrarre l'acido borico dalle acque calde che emergono o da pozzi di piccola profondità. L'acido borico era ottenuto facendo evaporare le acque calde ricche di boro in bollitori metallici, usando il legno proveniente da foreste vicine come combustibile. Nel 1827 Francesco Larderel, fondatore di questa industria, ha sviluppato un sistema per l'utilizzo del calore dei fluidi borici nel processo di evaporazione, piuttosto che la combustione del legno proveniente dalle foreste in rapido esaurimento (vedi Figura 2).

Lo sfruttamento del vapore naturale per lo sfruttamento di energia meccanica è iniziato più o meno lo stesso periodo. Il vapore geotermico è stato utilizzato per sollevare liquidi in impianti a gas primitivi e più tardi nelle pompe volumetriche e centrifughe e verricelli, che sono stati tutti utilizzati per l'estrazione o nell'industria dell'acido borico. Tra il 1850 e il

1875 la fabbrica di Larderello detenne il monopolio in Europa per la produzione di acido borico. Tra il 1910 e il 1940 il vapore a bassa pressione in questa parte della Toscana è stato messo in servizio per riscaldare edifici industriali, residenziali e serre. Intanto anche altri paesi iniziarono a sviluppare le loro risorse geotermiche su scala industriale. Nel 1892 il primo sistema di teleriscaldamento geotermico cominciò ad operare in Boise, Idaho (USA). Nel 1928 l'Islanda, un altro pioniere nell'utilizzo di energia geotermica, cominciò a sfruttare i fluidi geotermici (soprattutto acqua calda) per il riscaldamento domestico.

Nel 1904 il primo tentativo svolto per generare energia elettrica dal vapore geotermico, ebbe luogo a Larderello (vedi Figura 3).

Il successo di questo esperimento fù una chiara indicazione del valore industriale dell'energia geotermica e segnò l'inizio di una nuova forma di sfruttamento energetico. La produzione di elettricità a Larderello fu un successo commerciale. Nel 1942 la potenza geotermoelettrica installata raggiunse 127.650 kW e. Diversi paesi ben presto seguirono l'esempio dell'Italia. Nel 1919 i primi pozzi geotermici in Giappone furono perforati a Beppu, seguiti nel 1921 da pozzi trivellati a The Geysers, in California, USA. Nel 1958 un primo impianto geotermoelettrico entrò in esercizio in Nuova Zelanda, nel 1959 in Messico, nel 1960 negli Stati Uniti.
Stato attuale di utilizzo geotermica
Dopo la Seconda Guerra Mondiale, molti paesi furono attirati dall'energia geotermica, considerandola competitiva rispetto ad altre forme di energia.

Tabella 1. Installati generatori di capacità geotermica in tutto il mondo dal 1995 al 2000 (da Huttrer, 2001), e alla fine del 2003.

I paesi che utilizzano l'energia geotermica per produrre elettricità sono elencati nella Tabella 1, che dà anche la capacità installata geotermica elettrica nel 1995 (6.833 MW e), nel 2000 (7.972 MW e) e l'aumento tra il 1995 e il 2000 (Huttrer, 2001). La stessa tabella riporta anche la capacità totale installata a fine 2003 (8402 MW e). La potenza geotermica installata nei paesi in via di sviluppo nel 1995 e nel 2000 rappresenta il 38 e il 47% del totale mondiale, rispettivamente.

L'utilizzo dell'energia geotermica nei paesi in via di sviluppo ha mostrato un trend interessante nel corso degli anni. Nei cinque anni tra il 1975 e il 1979 la capacità geotermica elettrica installata in questi paesi, aumentata da 75 a 462 E MW, entro la fine del successivo quinquennio (1984) questa cifra aveva raggiunto 1.495 MW e, mostrando un tasso di incremento durante questi due periodi di 500% e 223%, rispettivamente (Dickson e Fanelli, 1988). Nei successivi sedici anni, dal 1984 al 2000, c'è stato un ulteriore incremento di quasi il 150%. L'energia geotermica svolge un ruolo abbastanza significativo nel bilancio energetico di alcune aree, ad esempio, nel 2001 l'energia elettrica prodotta da risorse geotermiche rappresentava il 27% del totale di elettricità prodotta nelle Filippine, il 12,4% in Kenya, 11,4% in Costa Rica, e il 4,3% in El Salvador.

Per quanto riguarda le applicazioni non elettriche dell'energia geotermica, dalla tabella 2 si nota che la potenza installata in tutto il mondo per l'anno 2000 è di 15.145 MW t) e l'energia utilizzata 190.699 TJ / anno. In quell'anno 58 paesi hanno segnalato usi diretti, rispetto al 28 nel 1995 e 24 nel 1985. Il numero di paesi con usi diretti è molto probabilmente aumentata da allora, così come la capacità totale installata e il consumo energetico.

Il più comune uso non elettrico in tutto il mondo (in termini di capacità installata) è rappresentato dalle pompe di calore (34,80%), seguiti da bagno (26,20%), lo spazio-riscaldamento (21,62%), serre (8,22%), acquacoltura (3,93 processi%) e industriali (3,13%) (Lund e Freeston, 2001).

Tabella 2. Usi non elettrici dell'energia geotermica nel mondo (2000): potenza termica installata (in MW t) e energia utilizzata (TJ / anno). Tratto da Lund e Freeston (2001).

* Nel 2003 le cifre sono salite a 4350 MW t e 22.250 TJ / anno (Lund, 2003)
Motore termico della Terra
Il gradiente geotermico dà la misura della temperatura con la profondità nella crosta terrestre. Sino alle profondità raggiungibili con perforazioni che utilizzano la tecnologia moderna, vale a dire più di 10.000m, il gradiente geotermico medio è di circa 2,5-3 ° C/100 m. Ad esempio, se la temperatura entro i primi metri sotto la superficie, che in media corrisponde alla temperatura media annua dell'aria esterna, è di 15 ° C, quindi si può ragionevolmente supporre che la temperatura sarà di circa 65 ° -75 ° C a 2000 m di profondità, 90 ° -105 ° C a 3000 m, e così via di seguito per alcune migliaia di metri. Vi sono, tuttavia, vaste aree in cui il gradiente geotermico si discosta dal valore medio. Nelle zone in cui il basamento profondo ha subito un rapido affondamento e il bacino è pieno sedimenti giovani dal punto di vista geologico, il gradiente geotermico può essere inferiore a 1 ° C/100 m. D'altra parte, in alcune zone il gradiente è più di dieci volte il valore medio.

La differenza di temperatura tra le zone profonde più calde zone più fredde superficiali genera un flusso di calore dall'interno verso la superficie, con una tendenza a creare condizioni uniformi, anche se, come spesso accade con i fenomeni naturali, questa situazione non viene mai raggiunta.

Il flusso di calore terrestre medio dei continenti e degli oceani è di 65 e 101 mWm -2, rispettivamente, che, arealmente ponderato, producono una media globale di 87 mWm ⁻² (Pollack et al., 1993). Questi valori sono basati su 24.774 misure eseguite in 20.201 siti, che coprono circa il 62% della superficie della Terra.

L'analisi del flusso di calore terrestre di Pollack et al. (1993) è la più recente e la University of North Dakota sta attualmente fornendo un accesso, via Internet, a un database aggiornato che comprende dati sulle superfici oceaniche e continentali del flusso di calore.

L'aumento della temperatura con la profondità, i vulcani, geyser, sorgenti termali, ecc, sono in un certo senso l'espressione visibile e tangibile del calore interno della Terra, ma questo calore è all'origine di altri fenomeni meno percettibili dagli uomo, ma di grandezza tale che la Terra è stata paragonata ad un enorme 'motore termico'. Cercheremo di descrivere questi fenomeni, indicati collettivamente come la teoria della tettonica a zolle, in termini semplici, e il loro rapporto con le risorse geotermiche.

Il nostro pianeta è costituito da una crosta, che raggiunge uno spessore di circa 20-65 km nelle aree continentali e 5-6 km nelle aree oceaniche, un mantello, che è di circa 2900 km di spessore, e un nucleo, di circa 3470 km di raggio (vedi Figura 4). Le caratteristiche fisiche e chimiche della crosta, mantello e nucleo variano dalla superficie della Terra al suo centro. L'involucro esterno della Terra, noto come litosfera, è costituito dalla crosta e lo strato superiore del manto. Uno spessore che va da meno di 80 km nelle aree oceaniche a più di 200 km nelle aree continentali, la litosfera si comporta come un corpo rigido. Sotto la litosfera è la zona nota come astenosfera, 200-300 km di spessore, con un comportamento 'più plastico'. In altre parole, su una scala geologica in cui il tempo è misurato in milioni di anni, questa parte della Terra si comporta in modo molto simile a un fluido in alcuni processi.

Il lentissimo movimento delle celle convettive (pochi centimetri all'anno) è provocato dal calore prodotto in continuazione dal decadimento degli elementi radioattivi e dal calore proveniente dalle parti più profonde della Terra. Enormi volumi di rocce calde profonde, meno densi e più leggeri del materiale circostante, risalgono con questi movimenti verso la superficie, mentre rocce più fredde, più dense e più pesanti vicino alla superficie, tendono a scendere per riscaldarsi e risalire di nuovo, molto simile a quanto accade per l'acqua bollente in una pentola.

Nelle zone in cui la litosfera è più sottile, e soprattutto nelle aree oceaniche, la litosfera è spinta verso l'alto e fratturata dal materiale molto caldo e parzialmente fuso, che sale dall'astenosfera, in corrispondenza dei rami ascendenti delle celle convettive. E 'questo meccanismo che ha creato e crea ancora le creste che si estendono per oltre 60.000 km sotto gli oceani, emergendo in alcune zone (Azzorre, Islanda) e talvolta insinuandosi tra i continenti come nel Mar Rosso. Una frazione relativamente piccola di rocce fuse, che risale dall'astenosfera emerge dalla cresta delle dorsali e, a contatto con l'acqua marina, solidifica e forma nuova crosta oceanica. La maggior parte del materiale che sale dalla astenosfera, tuttavia, si divide in due rami, che scorrono in direzioni opposte sotto la litosfera. La generazione continua di nuova crosta e la spinta di questi due rami in direzioni opposte ha causato le dorsali oceaniche ai cui lati delle creste si allontanano le zolle ad una velocità di pochi centimetri all'anno. Di conseguenza, la superficie dei fondali oceanici (la litosfera oceanica) tende ad aumentare. Le dorsali sono tagliate perpendicolarmente da enormi fratture, in alcuni casi poche migliaia di chilometri di lunghezza, chiamate faglie trasformi.

Questi fenomeni portano ad una semplice osservazione: poiché non c'è evidenza di un aumento della superficie della Terra con il tempo, la formazione di nuova litosfera lungo le dorsali e l'espansione dei fondali oceanici devono essere accompagnati da una contrazione analoga della litosfera in altre parti del il mondo. Questo è davvero ciò che accade nelle zone di subduzione, le maggiori delle quali sono indicate delle grandi fosse oceaniche, come quelle che si estendono lungo il margine occidentale dell'Oceano Pacifico e la costa occidentale del Sud America. Nelle zone di subduzione la litosfera si inflette verso il basso, si immerge sotto la litosfera adiacente e scende nelle zone profonde molto calde, dove è "digerita" dal mantello, e il ciclo ricomincia. Parte del materiale litosferico ritorna allo stato fuso e può risalire alla superficie attraverso fratture della crosta. Di conseguenza, archi magmatici con molti vulcani si formano parallele alle trincee, sul lato opposto a quello delle creste. Laddove le fosse si trovano nell'oceano, come nel Pacifico occidentale, gli archi magmatici formano catene di isole vulcaniche, dove le fosse si trovano lungo i margini dei continenti, gli archi consistono in catene montuose con numerosi vulcani, come le Ande. La figura 4 illustra i fenomeni che abbiamo appena descritto.

Creste, faglie trasformi e zone di subduzione formano una vasta rete che divide il nostro pianeta in sei grandi aree e numerose altre aree più piccole litosferiche o piastre (vedi Figura 5).

A causa delle grandi tensioni generate dal motore termico della Terra
e l'asimmetria delle zone di produzione e di consumo di materiale litosferico, queste placche vanno alla deriva lentamente uno contro l'altro, spostando la posizione continuamente.

I margini delle piastre corrispondono a zone deboli, densamente fratturati della crosta, caratterizzati da una intensa sismicità, da un gran numero di vulcani e, a causa della salita di materiali molto caldi verso la superficie, da un flusso elevato di calore terrestre. Come mostrato in figura 5, le zone più importanti dal punto di vista geotermico sono quelle prossime ai margini della piastra.
Sistemi geotermici
I sistemi geotermici possono formarsi in regioni con un normale o leggermente al di sopra gradiente geotermico, e specialmente nelle regioni prossime ai margini di placca dove i gradienti geotermici possono essere significativamente superiore al valore medio. Nel primo caso i sistemi saranno caratterizzati da basse temperature, di solito non superiori a 100 °C a profondità esplorabili economicamente; nel secondo caso le temperature potrebbero coprire una vasta gamma, da bassa a molto elevata, e persino fono a 400 °C.

Che cos'è un sistema geotermico e cosa accade in un tale sistema?

Un sistema geotermico è costituito da tre elementi principali: una fonte di calore, un serbatoio e un fluido, che è il vettore che trasporta il calore. La fonte di calore può essere a temperatura molto elevata (> 600 °C) come

un'intrusione magmatica che ha raggiunto profondità relativamente basse (km 5-10) o, come in certi sistemi a bassa temperatura, a temperatura normale della Terra, che, come abbiamo spiegato in precedenza, aumenta con la profondità. Il serbatoio è un complesso di rocce calde permeabili nel quale i fluidi possono circolare assorbendo il calore. Il serbatoio generalmente è compreso tra due livelli di rocce impermeabili ed è collegato alla superficie attraverso la quale le acque meteoriche possono sostituire anche parzialmente o sostituire i fluidi che risalgono dal serbatoio tramite fessure naturali o mediante pozzi. Il fluido geotermico è l'acqua, nella maggior parte dei casi meteorica in fase liquida o vapore, a seconda della sua temperatura e pressione. Questo spesso trascina con sé le sostanze chimiche e gas come CO 2, H ₂ S, ecc.

Nella Figura 6 è rappresentato molto semplicemente un sistema geotermico.

Il meccanismo alla base di sistemi geotermici e regolano la convezione dei fluidi. La Figura 7 descrive schematicamente il meccanismo nel caso di un sistema a temperatura intermedia idrotermale. La convezione si verifica a causa del riscaldamento e la conseguente espansione termica del fluido in un campo gravitazionale; il calore, che viene alimentato alla base del sistema di circolazione, è la reazione che alimenta il sistema. Fluido caldo e di minor densità tende a salire e ad essere sostituito dal fluido più freddo di alta densità, proveniente dai margini del sistema.
Il fenomeno della convezione, per sua natura, tende ad aumentare la temperatura nella parte superiore di un sistema e a diminuirlo nella parte inferiore (White, 1973).
Il fenomeno che abbiamo appena descritto può sembrare semplice, ma la ricostruzione di un buon modello di un sistema geotermico reale non è affatto facile da realizzare. Si richiede abilità in molte discipline e di una vasta esperienza, soprattutto quando si tratta di sistemi ad alta temperatura. I sistemi geotermici sono presenti in natura in una varietà di combinazioni di caratteristiche geologiche, fisiche e chimiche, dando luogo a diversi tipi di sistemi.

Di tutti gli elementi di un sistema geotermico, la fonte di calore è l'unica che deve essere naturale. Se esistono le condizioni favorevoli, gli altri due elementi potrebbero essere artificiali. Ad esempio, i fluidi geotermici estratti dal serbatoio per alimentare la turbina in un impianto geotermico potrebbero, dopo il loro utilizzo, essere iniettati nel serbatoio attraverso pozzi di iniezione specifici. In questo modo la ricarica naturale del serbatoio è integrata dalla ricarica artificiale. Da molti anni la re-iniezione è stata adottata anche in varie parti del mondo come un mezzo per ridurre drasticamente l'impatto ambientale degli impianti geotermici.

Ricarica artificiale attraverso pozzi di iniezione può anche contribuire a ricostituire e mantenere i campi geotermici 'vecchi o' esauriti '. Per esempio, a The Geysers in California, USA, uno dei più grandi campi geotermici del mondo, la produzione ha cominciato a ridursi drasticamente alla fine degli anni '80 a causa della mancanza di liquidi. Il primo progetto di questo tipo, progetto di riciclaggio dei Geyser Sud-Est degli effluenti, è stato lanciato nel 1997, per il trasporto di acque reflue trattate per 48 km al campo geotermico. Questo progetto ha portato alla riattivazione di un numero di impianti che erano stati abbandonati a causa di una mancanza di fluidi. Nel secondo sistema, il Santa Rosa Geysers Recharge Project, 41,5 milioni di litri al giorno di trattamento terziario delle acque reflue vengono pompati dall'impianto di Santa Rosa di trattamento delle acque reflue regionali e di altre città attraverso un gasdotto di 66 km al campo Geysers, dove si ricarica il serbatoio attraverso pozzi perforati appositamente.

Nei cosiddetti Hot Dry Rock (HDR) i progetti, che sono stati sperimentati per la prima volta a Los Alamos, New Mexico, USA, nel 1970, sia il fluido che il serbatoio sono artificiali. Acqua ad alta pressione viene pompata attraverso un pozzo appositamente perforato in un corpo profondo di roccia calda compatta, provocando la sua fratturazione idraulica. L'acqua penetra e circola nelle fratture prodotte artificialmente ed estrae il calore dalle rocce all'intorno, che funzionano come un serbatoio naturale. Questo 'serbatoio' viene poi raggiunto da un secondo pozzo, che viene utilizzato per estrarre l'acqua riscaldata.

L'intero sistema, completo di impianto di utilizzazione in superficie, potrebbe formare un circuito chiuso (Garnish, 1987) (vedi figura 8).

Il progetto di Los Alamos è stato il precursore per altri progetti simili in Australia, Francia, Germania, Giappone e Regno Unito. Dopo un periodo di relativo abbandono, questi progetti hanno avuto nuovo impulso dalla scoperta, da un lato, che le rocce profonde posseggono un certo grado di fratturazione naturale e, inoltre, che le metodologie e le tecnologie adottate dipendono dalle condizioni geologiche locali. La ricerca più avanzata nel settore degli HDR sono state svolte in Giappone e nel quadro del progetto europeo in Alsazia (Francia). Diversi progetti lanciati in Giappone nel 1980 (a Hijiori, Ogachi e Yunomori), largamente finanziati dal governo a dall'industria giapponese, hanno prodotto risultati molto interessanti sia dal punto di vista scientifico che industriale. Il progetto europeo HDR, invece, è stato implementato su un numero di fasi, tra cui la perforazione di due pozzi, uno dei quali ha raggiunto la profondità di 5060 m. Risultati molto promettenti sono stati ottenuti dalle loro indagini geofisiche e prove idrauliche, e il progetto europeo sembra, per il momento, di essere quello di maggior successo (Tenzer, 2001).
Definizione e Classificazione delle risorse geotermiche
Non esiste uno standard internazionale di terminologia in uso in tutta la comunità geotermica allo scopo di agevolare la comprensione reciproca. Di seguito sono riportate alcune delle più comuni definizioni e classificazioni in questa disciplina.

Secondo Muffler e Cataldi (1978), quando si parla genericamente di risorse geotermiche, bisogna fare riferimento alle risorse di base accessibili, cioè, a tutta l'energia termica accumulata nella superficie della Terra a una specifica profondità nella crosta, con una definita e misurata temperatura media annuale.

Le risorse di base accessibili comprendono le risorse di base accessibili e utili (= Risorse) che corrispondono a quella parte delle risorse che potrebbero essere estratte, economicamente e giuridicamente in un certo e determinato periodo di tempo nel futuro (a meno di cento anni).

A questa categoria appartengono le risorse economiche individuate (= Riserve) che sono quella parte delle risorse di una determinata area che possono essere estratte legalmente ad un costo competitivo con altre fonti commerciali di energia e che sono note e caratterizzate da perforazioni o dati geochimici, geofisici e prove geologiche.

Nella Figura 9 sono illustrati in forma grafica i termini accennati ed altri che possono essere usati dagli esperti geotermici.

Il più comune criterio di classificazione delle risorse geotermiche è dato dalla tipo di entalpia dei fluidi geotermici che agiscono e come trasferiscono il calore dalle rocce calde profonde alla superficie.

L'Entalpia, che può essere considerata più o meno proporzionale alla temperatura, viene utilizzata per esprimere il calore (o energia termica) contenuto dei fluidi, e dà un'idea approssimativa del loro " valore". Le risorse sono suddivisi in entalpia bassa, media ed alta (o temperatura), secondo criteri che sono generalmente basati sul contenuto energetico dei fluidi e sulle loro forme potenziali dell'uso.

La tabella 3 riporta le classificazioni proposte da un certo numero di autori. Un metodo standard di classificazione, come terminologia, eviterebbe confusione e ambiguità, ma, fino a quando tale metodo esiste, dobbiamo indicare i valori di temperatura o gli intervalli interessati caso per caso, dal momento che i termini bassa, media e alta sono privi di significato nella migliore delle ipotesi.

Tabella 3. Classificazione delle risorse geotermiche (° C)
Fonte: (a) Muffler e Cataldi (1978). (B) Hochstein (1990). (C) e Benderitter Cormy (1990). (D) Nicholson (1993). (E) Axelsson e Gunnlaugsson (2000)

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Dalla terra una fonte di energia: la Geotermia - Conoscere Geologia

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Il calore è una forma di energia e l'energia geotermica è, letteralmente, il calore contenuto all'interno della Terra che genera fenomeni geologici su scala planetaria. 'L'energia geotermica' viene spesso usata al giorno d'oggi per indicare quella parte del calore della Terra che può, o potrebbe, essere recuperata e sfruttata dall'uomo.

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pubblicato il 20 maggio 2016 in energia

Energia dal vento: la tecnologia degli impianti eolici ad asse orizzontale

Premessa
L'energia del vento si può sfruttare, convertendola in energia meccanica o in energia elettrica, grazie a particolari macchine, gli impianti eolici.
Esistono diversi tipi di macchine eoliche, che si differenziano per configurazione impiantistica (ad asse orizzontale o verticale), per produzione di energia (grandi turbine e minieolico) e luogo di installazione (in mare, su terra, sugli edifici).
Per maggiori approfondimenti sulle diverse configurazioni cliccare qui.
In questo articolo ci si concentrerà sui grandi impianti eolici ad asse orizzontale.

I vantaggi e gli svantaggi della tecnologia
L'energia eolica è una delle più importanti fonti di energia rinnovabile, in grado di sfruttare l'energia solare che sulla Terra si trasforma in vento (per maggiori informazioni cliccare qui). Gli impianti eolici si basano sullo sfruttamento dell'energia cinetica del vento per generare energia meccanica, trasformata a sua volta in energia elettrica grazie all'utilizzo di macchine chiamate aerogeneratori. Un insieme di singoli aerogeneratori collegati tra loro costituisce un parco eolico, o wind farm (fattoria del vento).

I principali vantaggi di questa fonte di energia alternativa possono essere così riassunti: nessuna emissione di inquinanti durante la produzione di energia; prezzo di vendita dell'energia prodotta molto competitivo rispetto ad altre fonti rinnovabili. Gli aspetti negativi sono principalmente: produzione di energia non costante (la velocità del vento è infatti variabile nel tempo e dipende dal sito di istallazione); l'eventualità di un forte impatto ambientale, per lo più visivo; alti costi di realizzazione. Il costo di installazione di un impianto dipende da numerosi fattori. Ad esempio, per installazioni on-shore (su terra) il costo si aggira intorno a un milione di euro per ogni MW installato, ma se l'impianto viene installato in un luogo sufficientemente ventoso, i costi di realizzazione si possono recuperare in pochissimi anni.
Per ulteriori approfondimenti sui limiti e vantaggi dello sfruttamento del vento, cliccare qui.

Dove e come installare le turbine eoliche
La scelta del sito dove realizzare il parco eolico è molto importante. Innanzitutto bisogna valutare la produttività del sito stesso, quindi definire la continuità e l'intensità del vento nell'area di interesse. Una valutazione affidabile della produttività di un parco eolico si deve quindi basare su una campagna anemometrica, eseguita direttamente sul sito dove verrà realizzato il parco. Attraverso degli anemometri (strumenti in grado di misurare le caratteristiche del vento), di altezza pari ad almeno i 2/3 della futura turbina, si misura la velocità e la direzione del vento nel tempo. La durata di queste misurazioni non dovrebbe scendere sotto i 12 mesi, e una buona campagna anemometrica dovrebbe durare almeno un paio di anni.
Generalmente i siti migliori dove poter realizzare un campo eolico sono off-shore, quindi in mare aperto, ma vengono anche realizzati in montagna e sulle colline. Il motivo principale per cui si preferiscono queste zone è l'assenza di ostacoli che potrebbero causare turbolenze e incidere quindi negativamente sulla velocità e sulla direzione del vento, a scapito della produzione di energia elettrica.

Le turbolenze possono essere generate da un'infinità di fattori: possono svilupparsi a causa della presenza di alberi, quindi dalla vegetazione, ovvero possono essere legati a fattori antropici, come palazzi, case o altre strutture. Svariati fattori sono legati direttamente all'orografia del terreno, mentre un altro aspetto molto importante da tenere in considerazione durante la fase progettuale è la valutazione della distanza tra i vari aerogeneratori. Avere queste turbine eoliche vicine tra loro, può facilmente creare pesanti disturbi che possono incidere sull'intensità del vento. In genere, la distanza tra due torri affiancate deve essere circa 2 volte il diametro del rotore, mentre la distanza tra due torri disposte "una dietro l'altra" deve essere circa 4 volte il diametro del rotore.
Di conseguenza, la posizione degli aerogeneratori risulta di primaria importanza e il loro posizionamento può seguire diversi schemi: reticolo quadrato, rettangolare, disposizione rettilinea, per file parallele o incrociate, o semplicemente possono seguire l'orografia del terreno.

I componenti di un impianto eolico
I componenti principali di un aerogeneratore sono: le fondamenta, la torre, la navicella e il rotore.

Le fondamenta
Le fondamenta sono molto imponenti, spesso completamente interrate, e sono costruite in cemento armato. Sostengono l'intera macchina e contribuiscono a resistere alle numerose oscillazioni e vibrazioni causate dall'energia cinetica del vento. I plinti di fondazione e i pilastri raggiungono profondità notevoli, mediamente intorno ai 20-25 metri nel terreno.

La torre sostiene la navicella e il rotore. Può essere realizzata in acciaio a traliccio (come i tralicci di trasmissione dell'energia elettrica in alta tensione), oppure in acciaio tubolare per via della sua migliore resistenza alle sollecitazioni. Queste ultime sono caratterizzate da vari conci che vengono assemblati sul posto. Al suo interno è presente una scala in acciaio che permette di raggiungere la navicella, i cavi elettrici e il computer che gestisce l'intera macchina.

Il rotore e le pale
Il rotore è costituito da un mozzo su cui sono fissate le pale. Esistono diverse configurazioni del rotore: a una, a due e a tre pale. Il rendimento è pressoché simile ma con le configurazioni con una e due pale aumentano le vibrazioni e il rumore. Le pale sono realizzate in acciaio e fibra di vetro, anche se le più moderne sono realizzate in fibra di carbonio. Sono infatti molto più leggere, a discapito dei prezzi che aumentano di molto. Le pale sono flessibili e hanno una forma detta "svergolata" che permette di avere migliori caratteristiche aerodinamiche e quindi di sfruttare al meglio la forza cinetica del vento, "catturando" più energia. Generalmente l'altezza della torre è circa pari al diametro delle pale.

La navicella
La navicella è posizionata sulla torre. La sua principale caratteristica è la rotazione sul proprio asse in funzione della direzione del vento.
All'interno della navicella ci sono una serie di componenti che permettono di convertire l'energia cinetica del vento in energia elettrica: l'albero lento, il moltiplicatore di giri, l'albero veloce, un sistema frenante e il generatore elettrico.
L'albero lento è direttamente collegato al mozzo e la sua velocità di rotazione (15-30 giri al minuto) è direttamente legata a quella del vento. Il moltiplicatore di giri svolge la funzione di convertire la bassa velocità di rotazione dell'albero lento, in una maggiore velocità dell'albero veloce, fino a 2000-3000 giri al minuto. Questo valore permette il buon funzionamento del generatore elettrico, che raggiunge il valore di frequenza della tensione elettrica desiderato, in modo da poterla inviare direttamente nella rete nazionale. Il generatore elettrico è rappresentato da un alternatore a frequenza costante che produce corrente alternata con una frequenza di circa 50Hz, ossia una velocità di rotazione del rotore, collegato all'albero veloce, pari a circa 50 giri al secondo, circa 3000 giri al minuto. Questa velocità di rotazione del rotore genera un campo magnetico che produce una forza elettromotrice indotta negli avvolgimenti dello statore (legge di Faraday), convertendo così l'energia cinetica in elettrica. Il sistema frenante controlla la potenza dell'aerogeneratore, cioè rallenta o blocca il rotore in caso di velocità del vento eccessive o a seguito di malfunzionamenti.
Molti aerogeneratori sono inoltre dotati di un dispositivo di controllo della produzione o delle anomalie a distanza. Il monitoraggio, il controllo e le analisi statistiche possono essere visualizzati localmente o in remoto. Per maggiori curiosità sulle procedure di costruzione delle varie parti di un impianto eolico, si rimanda alla pagina internet della Gamesa: (http://www.gamesacorp.com/en/products-and-services/wind-turbines/design-and-manufacture/manufacturing-and-assembly-process.html).

a cura di Dario Colucci e Marco Suanno

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Energia dal vento: la tecnologia degli impianti eolici ad asse orizzontale - Eniscuola

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Premessa L'energia del vento si può sfruttare, convertendola in energia meccanica o in energia elettrica, grazie a particolari macchine, gli impianti eolici. Esistono diversi tipi di macchine eoliche, che si differenziano per configurazione impiantistica (ad asse orizzontale o verticale), per produzione di energia (grandi turbine e minieolico) e luogo di installazione (in mare, su terra, ...

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Energia elettrica dall'idrogeno? Gli ingegneri del Massachussets Institute of Technology (MIT) hanno sviluppato un sistema per immagazzinare energia solare che si ispira alla fotosintesi clorofilliana.

"Una bottiglia e mezzo di acqua potrebbe alimentare un intero appartamento"

Madre Natura insegna - Sono anni che Daniel Nocera, professore di chimica al Mit, lavora a un sistema economico per immagazzinare l'energia prodotta dai pannelli solari. E c'è riuscito. La scoperta si ispira a uno dei passaggi chiave della fotosintesi clorofilliana: la scissione dell'acqua in idrogeno e ossigeno. Le piante, tramite la clorofilla, sono in grado di trasformare l'energia solare in energia chimica, un processo che in pratica "imprigiona" l'energia del sole.

Niente emissioni - La scoperta di Daniel Nocera riprende lo stesso "stratagemma" usato dalle piante per separare le molecole d'acqua e produrre energia utilizzabile. Il segreto è un catalizzatore in grado di utilizzare l'elettricità prodotta da una cella fotovoltaica per scindere l'acqua in idrogeno e ossigeno gassosi per poi ricombinarli per alimentare delle celle a combustibile per produrre energia elettrica. Tutto a un costo irrisorio, 24 ore su 24, sfruttando materiali non tossici e senza emissioni di CO2.
Energia di scarico - Il catalizzatore sviluppato da Nocera, a differenza di quelli impiegati nell'industria che richiedono l'impiego di soluzioni acide o alcaline, funziona con una normale acqua a pH neutro. Il ricercatore, che ha recentemente stipulato un accordo con Tata Group per portare sul mercato la sua scoperta, sostiene che presto sarà possibile produrre abbastanza idrogeno per alimentare un'intera abitazione partendo da una bottiglia e mezzo di acqua, anche di scarico. (pp)Silvia Ponzio
Il meglio alimentato a energia solare. Guarda la gallery!

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Elettricità dall'acqua: invenzione del MIT

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per il futuro