Come nel caso delle scarse precipitazioni, anche carenza di sole e vento possono causare “siccità enegetiche” e lasciare al buio interi stati per mesi.

 

 

Il costo dell’energia sta raggiungendo livelli che allarmano cittadini e imprese: i prezzi per continuare a produrre, illuminare e riscaldare (o raffreddare) case, uffici e fabbriche rischiano di diventare insostenibili.

Certo, nell’ultimo decennio le energie rinnovabili, come eolico e solare, hanno subito un decremento di costo di oltre il 70%, ma sono sufficienti a soddisfare il nostro fabbisogno sul lungo periodo?

Come per le risorse idriche, anche quelle rinnovabili dipendono inesorabilmente da condizioni non controllabili, prime tra tutte quelle metereologiche. Che possono causare siccità non solo di acqua, ma anche di vento e sole.

Che fare se per giorni – o settimane – non si riesce a ricavare abbastanza energia da pannelli fotovoltaici e pale eoliche perché c’è brutto tempo o perché non tira un filo d’aria?

‎L’avvertimento arriva da ‎‎Upmanu Lall‎‎, professore alla Columbia Engineering e alla Columbia Climate School, che ha recentemente rivolto lo sguardo dall’uso sostenibile dell’acqua alle fonti energetiche verdi.

‎”I progettisti di sistemi di energia rinnovabile dovranno prestare attenzione al cambiamento dei modelli eolici e solari nel corso di settimane, mesi e anni, come fanno i gestori dell’acqua”, ha affermato.

Il monito è chiaro: “non siamo in grado di gestire una variabilità di questa portata con le batterie nella transizione verso emissioni carbonio pari a zero”.‎

‎In un nuovo ‎‎studio‎‎ sulla rivista ‎Patterns‎, Lall e il dottorando della Columbia Yash Amonkar, mostrano che il potenziale solare ed eolico variano ampiamente nel corso di giorni e settimane, per non parlare di mesi o anni.

Si sono concentrati sul Texas, primo stato americano nella generazione di elettricità dall’energia eolica e quinto in quella solare. “È un laboratorio ideale per studiare questo pericolo dei sistemi di energia rinnovabile”.‎

‎Attingendo a 70 anni di dati storici sull’energia eolica e solare, i ricercatori hanno costruito un modello di intelligenza artificiale per prevedere la probabilità di una “siccità”, quando la produzione giornaliera di energie rinnovabili scende al di sotto di una soglia obiettivo.

Sotto una soglia fissata al 30 ° percentile, quando circa un terzo di tutti i giorni sono di bassa produzione, i ricercatori hanno scoperto che il Texas potrebbe affrontare una siccità energetica giornaliera per un massimo di quattro mesi consecutivi.‎

‎Le batterie non sarebbero in grado di compensare una siccità di questa lunghezza, ha detto Lall, e se il sistema si basasse solo sull’energia solare, la siccità potrebbe durare il doppio del tempo, fino a otto mesi.

“Questi risultati suggeriscono che bisognerà prendere in considerazione modi alternativi di immagazzinare o generare elettricità, o aumentare drasticamente la capacità dei sistemi rinnovabili”, ha affermato. ‎

‎La ricerca è iniziata sei anni fa, quando Lall e un ex studente laureato, David Farnham, hanno esaminato la variabilità eolica e solare in otto aeroporti degli Stati Uniti, dove i dati meteorologici tendono ad essere più dettagliati. Volevano vedere quanta variazione ci si poteva aspettare in un’ipotetica rete di energia rinnovabile al 100%.‎

‎I risultati, che Farnham ha pubblicato nella sua tesi di dottorato, non sono stati una sorpresa. Farnham e Lall hanno scoperto che il potenziale solare ed eolico, come le precipitazioni, è altamente variabile in base al periodo dell’anno e al luogo in cui sono state posizionate turbine eoliche e pannelli solari.

Hanno scoperto che il potenziale di energia rinnovabile è aumentato e diminuito dalla media a lungo termine di ben un terzo in alcune stagioni in otto città.‎

‎”Abbiamo coniato il termine ‘siccità energetica’ poiché un ciclo di 10 anni con questa variazione rispetto alla media a lungo termine sarebbe proprio come una grave siccità”, ha detto Lall.

‎Nel presente studio, Lall e Amonkar hanno scoperto che le persistenti siccità di energia rinnovabile potrebbero durare fino a un anno anche se i generatori solari ed eolici fossero sparsi in tutto lo stato del Texas.

La conclusione, ha detto Lall, è che le energie rinnovabili affrontano un problema di stoccaggio che può essere realisticamente risolto solo aggiungendo ulteriore capacità o fonti di energia.‎

‎”In un mondo completamente rinnovabile, avremmo bisogno di sviluppare combustibile nucleare o combustibile a idrogeno, o riciclaggio del carbonio, o aggiungere molta più capacità per generare energie rinnovabili, se vogliamo evitare di bruciare combustibili fossili”.‎

‎In tempi di scarse precipitazioni, i gestori mantengono la fornitura d’acqua attingendo ai bacini idrici di riserva o alle falde acquifere sotterranee. I sistemi di energia solare ed eolica non hanno un backup equivalente.

Le batterie utilizzate per immagazzinare l’energia solare ed eolica in eccesso nei giorni eccezionalmente luminosi e ventosi mantengono una carica solo per poche ore e, al massimo, per alcuni giorni. Le centrali idroelettriche forniscono un potenziale cuscinetto, ha detto Lall, ma non abbastanza a lungo per affrontare un periodo di sole e vento intermittenti.‎

 

 

 

 

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