Attualmente, il trasporto aereo è uno dei mezzi di trasporto più dannosi per il clima. Nonostante rappresenti solo una parte relativamente piccola delle emissioni globali di CO₂, l’industria aeronautica ha un impatto sproporzionato sul riscaldamento globale a causa dell’altitudine a cui vengono rilasciati i gas serra e dell’elevata intensità energetica richiesta dal volo.

Ma un'importante innovazione scientifica potrebbe riscrivere il futuro dell’aviazione sostenibile. Un gruppo di ricercatori ha infatti sviluppato una nuova cella a combustibile che utilizza sodio e aria, in grado di generare energia con una densità energetica sorprendentemente elevata.

Un Salto Tecnologico: Come Funziona la Cella Sodio-Aria

La nuova tecnologia si basa su una reazione chimica tra il sodio — un metallo abbondante e a basso costo — e l’ossigeno presente nell’aria. A differenza delle tradizionali celle a combustibile a idrogeno, che richiedono infrastrutture complesse per lo stoccaggio e il trasporto del gas, la cella sodio-aria sfrutta direttamente l’aria come reagente, semplificando il sistema e riducendo il peso complessivo.

Il vero punto di svolta è la densità energetica: questa nuova cella può fornire una quantità di energia per chilogrammo che supera di gran lunga quella delle batterie agli ioni di litio, attualmente utilizzate nei veicoli elettrici. Secondo gli sviluppatori, si tratta di una densità sufficiente a rendere possibile il volo elettrico su lunghe distanze, persino per aerei di linea.

Impatti Ambientali e Vantaggi Economici

Se questa tecnologia verrà commercializzata su larga scala, potrebbe abbattere in modo drastico le emissioni di CO₂ del settore aereo. Inoltre, il sodio è molto più abbondante e meno costoso rispetto al litio, il che potrebbe rendere i futuri velivoli elettrici non solo più verdi, ma anche più economici da costruire e da mantenere.

Va però sottolineato che la tecnologia è ancora in fase di sviluppo: rimangono da risolvere questioni relative alla durabilità dei materiali, alla stabilità delle reazioni chimiche e alla scalabilità industriale.

Il Futuro del Volo è più Vicino

Con la crescente pressione per decarbonizzare tutti i settori dell’economia, incluso quello aeronautico, scoperte come questa rappresentano un faro di speranza. Le celle a combustibile sodio-aria potrebbero affiancare o persino sostituire le attuali tecnologie a combustibili fossili, aprendo la strada a un trasporto aereo finalmente compatibile con gli obiettivi climatici globali.

Il futuro del volo potrebbe essere più leggero, più silenzioso, e — soprattutto — più pulito. E potrebbe arrivare prima di quanto immaginiamo.

Sotto il suolo della Mosella giace il più grande giacimento di idrogeno bianco mai scoperto. Una fonte naturale di energia pulita che può stravolgere il mercato globale.

Quante volte la fortuna ha giocato un ruolo decisivo nelle grandi scoperte scientifiche? Da Fleming con la penicillina a Röntgen con i raggi X, la storia della scienza è costellata di fortunate casualità. L’ultima di queste serendipità arriva dalla Francia, precisamente da Folschviller, nella regione della Mosella. Qui, mentre cercavano banali depositi di metano, gli scienziati del laboratorio GeoRessources e del CNRS hanno trovato qualcosa di ben più prezioso: idrogeno bianco.

Per essere precisi, il più grande giacimento naturale mai scoperto: 46 milioni di tonnellate, per un valore stimato di 92 miliardi di dollari. Un tesoro energetico che promette di scardinare le attuali gerarchie nel mercato dell’energia pulita, perfino di ridisegnare le strategie globali di decarbonizzazione.

https://www.futuroprossimo.it/wp-content/uploads/2025/03/1000078609-300x226.png 300w, L’impianto per il monitoraggio dei livelli di gas sotterranei, in grado di effettuare misurazioni a grande profondità.

Idrogeno bianco, un tesoro inaspettato

Non è solo la quantità a rendere questa scoperta rivoluzionaria, ma la sua stessa natura. L’idrogeno bianco (o naturale) è un tipo di idrogeno che si forma spontaneamente nel sottosuolo, senza necessità di processi industriali per produrlo. A differenza dell’idrogeno verde (prodotto con energia rinnovabile) o grigio (derivato da combustibili fossili), l’idrogeno bianco è già pronto per l’uso.

Pensate alle implicazioni: mentre l’industria energetica spendeva miliardi per produrre idrogeno “pulito”, la natura aveva già preparato questa risorsa, nascosta sotto i nostri piedi. È come cercare disperatamente di fabbricare un materiale costoso, per poi scoprire una miniera naturale dello stesso materiale nel proprio giardino.

Il Dr. Jacques Pironon, uno degli scienziati coinvolti nella ricerca, ha evidenziato l’importanza della scoperta:

“La nostra ricerca suggerisce che l’idrogeno naturale potrebbe essere molto più abbondante di quanto si pensasse in precedenza. Se riusciamo a trovare modi efficienti per estrarlo e utilizzarlo, potremmo avere un potente nuovo strumento nella lotta contro il cambiamento climatico.”

Il paradosso dell’industria dell’idrogeno

Per anni, l’industria dell’idrogeno ha affrontato due grandi problemi: il costo elevato dell’idrogeno verde e l’inquinamento causato dall’idrogeno grigio. L’idrogeno bianco offre una soluzione ad entrambi. Poiché esiste già sottoterra, non richiede processi energivori come l’elettrolisi, né dipende dai combustibili fossili.

Pensate a quanto è assurdo: abbiamo speso anni a perfezionare tecnologie complesse per produrre qualcosa che, a quanto pare, esisteva già in natura. È come se avessimo investito miliardi nella creazione di acqua sintetica, ignorando l’esistenza degli oceani.

La Lorena, regione storicamente nota per le sue industrie del carbone e dell’acciaio, ora si trova al centro di una svolta energetica. Ironia della sorte: proprio dove si estraeva il carbone, combustibile simbolo dell’inquinamento, ora si scoprono immense risorse di energia pulita. Un cambio di paradigma che ha qualcosa di poetico.

Da scoperta casuale a rivoluzione globale

La scoperta è avvenuta mentre i ricercatori stavano cercando metano. Invece, a una profondità di 1.250 metri, hanno trovato un enorme deposito di idrogeno bianco. L’ho detto: serendipità nella sua forma più pura.

Mi affascina pensare a quante altre risorse simili potrebbero giacere sotto i nostri piedi, in attesa di essere scoperte. Se simili giacimenti di idrogeno esistono altrove, potremmo trovarci all’inizio di un cambiamento radicale nella produzione energetica mondiale.

Paesi che prima dipendevano da costose tecnologie per la produzione di idrogeno potrebbero improvvisamente trovarsi con una fornitura naturale di questo combustibile pulito. Un altro chiodo sulla bara del petrolio (che morte lunga).

Una vista ravvicinata dall’alto della sonda in posizione prima di essere calata nel foro di trivellazione. Il dispositivo di monitoraggio che ha portato alla scoperta è stato miniaturizzato per adattarsi a un pozzo di 6 cm di diametro.

Idrogeno, il futuro è bianco (e francese?)

Se gestito correttamente, il giacimento di idrogeno della Mosella potrebbe creare migliaia di posti di lavoro, rilanciare l’economia locale e posizionare la Francia come protagonista nella transizione energetica europea. Mi sembra già di vedere l’inizio di una nuova corsa all’oro, con geologi di tutto il mondo che iniziano a cercare giacimenti simili nei propri territori.

Pironon ha sottolineato l’importanza di ulteriori ricerche: “Dobbiamo capire il pieno potenziale di questi serbatoi di idrogeno e sviluppare metodi sicuri ed efficienti per estrarli.” Non è solo questione di trovare questa risorsa, ma di saperla gestire in modo sostenibile.

Forse, tra qualche decennio, guarderemo a questa scoperta casuale come al momento in cui abbiamo iniziato a liberarci davvero dalla dipendenza dai combustibili fossili. Non male per qualcuno che stava cercando metano, no?

Gianluca Riccio, direttore creativo di Melancia adv, copywriter e giornalista. Fa parte di Italian Institute for the Future, World Future Society e H+. Dal 2006 dirige Futuroprossimo.it , la risorsa italiana di Futurologia. È partner di Forwardto - Studi e competenze per scenari futuri.

L'infrastruttura delle autostrade offre talvolta buone condizioni per l'utilizzo di aree destinate alla produzione di energia solare, tra cui protezione dal vento e dal rumore. Un tratto di autostrada nei pressi della miniera di lignite a cielo aperto di Garzweiler potrebbe rivelarsi molto adatto a questo scopo.

17 gennaio 2025 – Un tratto di autostrada nei pressi della miniera di lignite a cielo aperto di Garzweiler potrebbe essere un progetto faro idoneo per una cosiddetta autostrada solare nel Nord Reno-Vestfalia. La società di consulenza Drees & Sommer SE, specializzata nei settori edilizia, immobiliare e infrastrutture, ha presentato uno studio di fattibilità per l'associazione di scopo Landfolge Garzweiler su come realizzare un'interazione tra infrastrutture di trasporto e produzione di energia che ne favorisca l'accettazione.

Vento e sole al posto del carbone

Gli sviluppatori del progetto affermano che la transizione energetica nella regione della Renania è tangibile: turbine eoliche e moduli solari sostituiranno la lignite dannosa per il clima, la cui estrazione ha lasciato grandi buchi nel paesaggio negli ultimi decenni. Se il cambiamento strutturale avrà successo, potrebbe liberare una grande forza innovativa, ben oltre la Renania Settentrionale-Vestfalia. "Nella Germania densamente popolata, i progetti infrastrutturali incontrano resistenze", afferma Volker Mielchen, amministratore delegato dell'associazione Garzweiler Landfolge. “Le iniziative dei cittadini protestano contro i parchi eolici o la costruzione di linee elettriche, e c’è una vera e propria battaglia sull’uso futuro di molte aree.”

Buona soluzione per la battaglia per lo spazio

L'associazione, fondata nel 2017, ha proposto una soluzione per l'era post-produzione di energia dalla lignite, con il Renewable Energy Innovation Park pianificato in loco: le autostrade solari. La promessa: per ottenere l'energia solare desiderata, non bisogna sacrificare solo lo spazio limitato sul tetto o il prato verde. Invece, vengono conciliate le rivendicazioni contrastanti per l'uso. “I tracciati e le infrastrutture delle autostrade offrono talvolta buone condizioni per utilizzare aree precedentemente inutilizzate per la produzione di energie rinnovabili basate sull'energia solare. "Ciò può creare sinergie per la protezione dal vento e dal rumore", afferma Mielchen.

Per questo motivo, nell'ambito di un sottoprogetto nell'ambito del progetto di cambiamento strutturale Innovation Park Renewable Energies, sono previsti impianti solari sugli argini lungo l'autostrada A44n e sulle barriere antirumore sulla A46. I moduli fotovoltaici possono essere montati anche su una parete frangivento, in questo caso verticalmente.

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Transizione energetica urbana

Isolamento acustico solare per quartiere urbano di Vienna

Nella capitale austriaca Vienna è stato completato un impianto fotovoltaico da 420 kilowatt che combina la produzione di energia con l'isolamento acustico. Fa parte del più grande progetto di riqualificazione del centro città.

Lo studio di Drees & Sommer sottolinea la fattibilità tecnica ed economica

In uno studio di fattibilità completato nell'agosto 2024, Drees & Sommer hanno esaminato se il progetto da 24 megawatt sul percorso di 30 chilometri sia realizzabile dal punto di vista legale, tecnico ed economico. Gli esperti hanno analizzato, tra le altre cose, questioni relative alla selezione della tecnologia, alla fattibilità e alla redditività, nonché ai possibili modelli operativi e agli orizzonti temporali richiesti.

"La nostra ricerca ha dimostrato il grande potenziale delle autostrade solari per lo sviluppo di infrastrutture sostenibili", afferma Alexander Vorkoeper, consulente senior presso Drees & Sommer. Naturalmente, afferma Vorkoeper, non tutti i tratti di autostrada sono di per sé adatti alla produzione di energia solare. Similmente ai progetti open space, è necessario pianificare i sistemi, stabilire i collegamenti alla rete, richiedere i permessi e così via. Ma: il know-how c'è, il concetto dell'autostrada solare di Garzweiler può essere esteso a tutto il Paese. "Con 13.200 chilometri, la Germania ha la quarta rete autostradale più lunga al mondo", sottolinea l'ingegnere industriale Vorkoeper.

L'istituto Fraunhofer per i sistemi di energia solare ISE calcola che il cinque percento del territorio tedesco è utilizzato per vie di trasporto, tra cui non solo autostrade, ma anche parcheggi e barriere antirumore. Ciò potrebbe potenzialmente generare 300 gigawatt di capacità fotovoltaica aggiuntiva. Per contestualizzare quanto detto: nell'aprile 2024, sui tetti e sugli immobili tedeschi sono stati installati impianti fotovoltaici per un totale di 81,5 gigawatt.

impianto di prova sull'autostrada A81

I dati dimostrano quanto sia promettente l'utilizzo delle autostrade per generare energia. Ma non è solo nella Renania che si attende ai blocchi di partenza. A Ludwigsfelde, a sud di Berlino, l'amministrazione comunale sta progettando un tetto solare sopra l'autostrada A10. Oltre all'uso efficiente dello spazio, si creano ulteriori preziosi effetti sinergici attraverso la riduzione del rumore e la protezione della strada dal calore e dalle precipitazioni. Nell'ottobre 2023 è entrato in funzione nel Baden-Württemberg un piccolo impianto di prova: auto e camion viaggiano sotto un tetto alto cinque metri e mezzo, costituito da moduli fotovoltaici, fino all'area di sosta Hegau-Ost sull'autostrada A81. Il Fraunhofer Institute e i suoi partner stanno esaminando le prestazioni dell'impianto di prova sotto aspetti quali statica, manutenzione, drenaggio e sicurezza stradale.

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Progetto pilota fotovoltaico

tetto solare sopra l'autostrada

L'impiego di pannelli fotovoltaici sulle autostrade aumenterebbe enormemente il potenziale di produzione di energia elettrica in Germania. Inoltre, l'asfalto potrebbe essere protetto e il rumore evitato. Un progetto pilota ne sta ora valutando l'idoneità pratica.

parchi solari sulle autostrade

Chi viaggia molto in autostrada in Germania se ne sarà accorto da tempo: parallelamente alle autostrade sono già installati numerosi parchi solari: dalla A94 a est di Monaco, passando per la A7 nei pressi di Hannoversch Münden o fino alla A24 nel Brandeburgo. I progettisti stanno prendendo di mira anche le autostrade federali. Ad esempio, il comune di Allensbach ha acquistato un sistema con 3.400 moduli, installati su una barriera antirumore, parallelamente all'ampliamento a quattro corsie della B33 nel distretto di Costanza.

I legislatori facilitano la costruzione di strutture sulle autostrade

Il quadro giuridico è stabilito dalla legge sulle fonti energetiche rinnovabili (EEG). I corridoi d'area con una distanza fino a 200 metri dal bordo della strada sono classificati nell'EEG come aree privilegiate. Più di recente, il legislatore ha anche allentato il divieto di costruire strutture entro 40 metri dalla strada. Dopo un esame caso per caso, è possibile utilizzare l'intera area fino a 200 metri, riferisce l'associazione di categoria.

Oltre alle scarpate o ai muri di protezione, gli esperti hanno già pensato anche alla pavimentazione stradale stessa per generare energia solare con moduli integrati, anche se non in Germania. Un tentativo sulla strada nazionale D5 in Normandia è fallito nel 2016 a causa dei danni causati dal traffico alla superficie stradale e quindi anche alle celle solari. Gli ingegneri che alla fine del 2017 hanno costruito la prima autostrada fotovoltaica al mondo a Jinan, in Cina, hanno avuto più successo. Sotto un materiale trasparente sono state installate celle solari che generano un milione di kilowattora di elettricità all'anno su 5.875 metri quadrati, ovvero l'equivalente del consumo giornaliero di circa 800 famiglie.

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energia solare

Il potenziale gigantesco del fotovoltaico negli spazi aperti

Anche senza terreni agricoli, il potenziale degli impianti solari a spazio aperto supera gli obiettivi del governo federale, come dimostra un nuovo studio. Se si considerano anche i terreni coltivabili, le possibilità sono ancora maggiori.

La gestione delle autostrade tedesche è affidata all'Autobahn GmbH, società del governo federale. Per raggiungere la neutralità climatica nella manutenzione e nella gestione delle autostrade entro il 2040, Autobahn GmbH intende ampliare gradualmente l'impiego del fotovoltaico. La palla è ora sul dischetto del rigore. "Il nostro studio ha dimostrato che le autostrade solari sono economiche", sottolinea Alexander Vorkoeper. "Lo scambio con Autobahn GmbH in qualità di proprietario del terreno dovrebbe ora proseguire per poter affrontare i prossimi passi."

Per l'associazione di scopo speciale Landfolge Garzweiler, l'idea dell'autostrada solare rappresenta una prospettiva rivoluzionaria, ma non l'unica. Un sistema energetico integrato è destinato a garantire la produzione, lo stoccaggio, la distribuzione e l'utilizzo olistici di energia elettrica rinnovabile nell'area dell'ex miniera a cielo aperto. "Vogliamo rimanere una regione energetica, ma senza lignite", afferma l'amministratore delegato Volker Mielchen.

Il progetto Renewable Energy Innovation Park mira a realizzare un sistema energetico integrato su larga scala per la generazione, lo stoccaggio, la distribuzione e l'utilizzo dell'energia generata in cinque sottoprogetti. Oltre all'autostrada solare, il sistema comprende lo sviluppo di un paesaggio energetico multifunzionale, il concetto energetico per l'area industriale intercomunale di Elsbachtal (Grevenbroich/Jüchen) nonché per il quartiere Jüchen-Süd in fase di progettazione e nell'area di Titz per il "Green Energy Hub" come area di sosta per camion del futuro con particolare attenzione alla produzione e all'utilizzo dell'idrogeno. “Questo dimostra quanto entusiasmo per l’innovazione sia dentro di noi. "È esattamente ciò di cui abbiamo bisogno in Germania", afferma Volker Mielchen. n / a

di Austin Kay, La conversazione

Mentre il mondo corre per raggiungere gli obiettivi di zero emissioni nette, le emissioni di tutti i settori industriali devono essere ridotte con maggiore urgenza che mai. L'agricoltura è un'importante area di interesse in quanto contribuisce fino al 22% delle emissioni globali di gas serra, quasi quanto il settore energetico.

Un approccio alla decarbonizzazione del settore agricolo è l'agrivoltaico. Prevede l'integrazione di pannelli solari, o fotovoltaici (PV), in campi coltivati, serre e aree di allevamento, che possono aiutare gli agricoltori a ridurre la loro impronta di carbonio pur continuando a produrre cibo.

L'agrivoltaico può anche mitigare una delle principali critiche spesso mosse all'energia solare: i parchi solari "sprecano" vasti tratti di terreno agricolo che potrebbero altrimenti essere utilizzati per la produzione alimentare. In realtà, i parchi solari occupano attualmente solo lo 0,15% del territorio totale del Regno Unito, non molto rispetto al 70% dei terreni agricoli.

L'esempio più semplice di un sistema agrivoltaico sono i pannelli fotovoltaici convenzionali in silicio cristallino (il tipo di pannelli solari leader di mercato), installati nei campi accanto al bestiame. Questo metodo di diversificazione delle aziende agricole è diventato sempre più popolare negli ultimi anni per tre motivi principali.

In primo luogo, migliora la biodiversità in quanto i campi non vedono una rotazione regolare delle colture, non sono monocolture o vengono raccolti per l'insilato. In secondo luogo, aumenta la produzione poiché il bestiame beneficia dell'ombra e della crescita più sana dei pascoli.

Infine, il parco solare ha ridotto i costi di manutenzione perché il bestiame può mantenere l'erba corta. Tutto questo è possibile grazie ai pannelli solari che forniscono energia pulita e generata localmente.

Ma se non sono impostati correttamente, l'agrivoltaico può causare problemi. Una delle sfide più importanti è bilanciare la necessità di luce solare tra le colture e i pannelli solari. Le colture hanno bisogno di luce per crescere e, se i pannelli solari bloccano troppa luce solare, possono avere un impatto negativo sui raccolti.

This issue varies from place to place. In countries with fewer sunny days like the UK, the panels need to let more sunlight through. But in places like Spain or Italy, some shade can actually help crops by reducing the stress of intense heat during summer months. Finding the right balance is tricky, as it depends on local conditions, the type of crop, and even the needs of pollinators like bees.

The complexity deepens when we consider the type of PV material used. Traditional solar panels aren't always suitable because they often block the wavelengths (colors) of light needed by plants.

This is where newer materials, like organic semiconductors and perovskites, are ideal as they can be customized to let crops get the light they need while still generating energy. Unlike traditional inorganic semiconductors, which are essentially crystals of metal and metalloid atoms, organic semiconductors are molecules mainly made of carbon and hydrogen. Perovskites, meanwhile, are like a hybrid of the two.

But there are thousands of combinations of these materials to choose from, with scientific literature containing a plethora of options. Figuring out which one works best can be a daunting task.

This is where computational tools can make a big difference. Instead of testing each material in real-world conditions—which would take years and be incredibly expensive—researchers can use simulations to predict their performance. These models can help identify the best materials for specific crops and climates, saving both time and resources.

Lo strumento

Abbiamo sviluppato uno strumento open source che aiuta a confrontare vari materiali fotovoltaici, facilitando l'identificazione delle migliori opzioni per l'agrivoltaico. Il nostro strumento utilizza dati geografici e simulazioni realistiche delle prestazioni dei diversi materiali fotovoltaici.

Considera il modo in cui la luce viaggia attraverso questi materiali e si riflette su di essi, nonché altre importanti misure di prestazione come la tensione e la potenza in uscita. Lo strumento può anche effettuare misurazioni di laboratorio di materiali fotovoltaici e applicarle a scenari del mondo reale.

Utilizzando questo strumento, abbiamo simulato la quantità di energia che diversi materiali fotovoltaici potrebbero generare per metro quadrato nel corso di un anno, in varie regioni. E abbiamo calcolato quanta luce passava attraverso questi materiali per assicurarci che fosse sufficiente per far prosperare le colture.

Eseguendo queste simulazioni per più materiali, abbiamo potuto identificare le opzioni più adatte per colture e climi specifici.

Strumenti come il nostro potrebbero svolgere un ruolo fondamentale nella decarbonizzazione del settore agricolo, guidando la progettazione di sistemi agrivoltaici. La ricerca futura potrebbe combinare queste simulazioni con analisi dell'impatto economico e ambientale. Questo ci aiuterebbe a capire quanta energia possiamo aspettarci da un pannello solare nel corso della sua vita rispetto alle risorse e ai costi necessari per produrlo.

In definitiva, il nostro strumento potrebbe aiutare i ricercatori e i responsabili politici a selezionare i modi più efficienti, economici ed ecologici per decarbonizzare l'agricoltura e avvicinarci al raggiungimento di zero emissioni nette globali.

Fornito da The Conversation 

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.

Le turbine eoliche e il fotovoltaico (PV) stanno diventando sempre più diffusi in tutto il mondo, il che potrebbe contribuire a ridurre l'inquinamento atmosferico causato dalle emissioni di combustibili fossili. Per produrre energia, tuttavia, queste soluzioni di energia rinnovabile si basano su condizioni meteorologiche specifiche (ad esempio, la presenza di vento e sufficienti ore di luce solare).

Un rapporto dell'Energy Information Administration (EIA) degli Stati Uniti ha previsto che entro il 2050 circa il 44% dell'elettricità negli Stati Uniti sarà generata da tecnologie solari ed eoliche. Con l'aumento dell'uso di queste tecnologie, alcuni operatori di sistemi energetici hanno espresso preoccupazione per la dipendenza dalle condizioni meteorologiche di questi sistemi, suggerendo che un'eccessiva dipendenza da queste tecnologie potrebbe aumentare il rischio di blackout.

In alcuni casi, i sistemi di energia rinnovabile sono stati persino incolpati dei blackout verificatisi durante eventi meteorologici avversi. Ad esempio, i blackout verificatisi nel febbraio 2021 in tutto il Texas sono stati inizialmente ed erroneamente creduti causati dall'incapacità delle tecnologie eoliche e solari di generare energia nel freddo inverno.

I ricercatori dell'Università del Tennessee hanno recentemente condotto uno studio che esplora la vulnerabilità dei sistemi di energia rinnovabile alle condizioni meteorologiche avverse e la misura in cui questi sistemi potrebbero essere responsabili di gravi blackout. I loro risultati, pubblicati su Nature Energy, suggeriscono che i pannelli solari e le turbine eoliche hanno meno probabilità di causare gravi blackout rispetto ai sistemi di alimentazione tradizionali.

"L'elevata penetrazione di fonti di energia rinnovabile dipendenti dalle condizioni meteorologiche (WD-RES) come l'eolico e il solare ha sollevato preoccupazioni sulla sicurezza dei sistemi di energia elettrica in condizioni meteorologiche anomale", hanno scritto Jin Zhao, Fangxing Li e Qiwei Zhang nel loro articolo.

"Il ruolo delle FER è stato discusso in eventi di blackout in tutto il mondo, ma rimane controverso. In questo studio, scopriamo che, sebbene le WD-RES non siano dispacciabili e sensibili alle condizioni atmosferiche, le intensità di blackout e la vulnerabilità alle condizioni meteorologiche estreme sono mitigate nelle reti WD-RES ad alta penetrazione".

Nell'ambito del loro studio, i ricercatori hanno filtrato i dati raccolti durante 2.156 eventi di blackout del sistema di massa nel mondo reale, insieme ai dati meteorologici registrati in 278 città sparse in 48 stati degli Stati Uniti per un periodo di 20 anni (dal 2001 al 2020). Hanno organizzato questi dati filtrando le condizioni meteorologiche nelle regioni colpite quando si sono verificati i blackout, nonché i dati rilevanti per l'implementazione di sistemi di energia eolica e solare in queste regioni.

Subsequently, Zhao, Li and Zhang analyzed the organized dataset using statistical techniques and an unsupervised deep learning model. Their findings show that systems relying on WD-RES are not actually more vulnerable to causing blackouts during unfavorable weather events.

"The causal effects of WD-RESs on blackouts generally decrease in high-penetration WD-RES power systems, and WD-RESs are not mainly responsible for the occurrence of blackouts in extreme weather conditions," wrote Zhao, Li and Zhang.

"The results of our research contribute to the debate on RES integration and power system security, offer a guide for the study of power system resilience and provide a reference for the ambitious high-penetration RES goals of the future."

Nel complesso, i risultati di questo recente studio suggeriscono che i sistemi di energia rinnovabile dipendenti dalle condizioni atmosferiche, in particolare i pannelli solari e le turbine eoliche, non sono così inclini a causare gravi blackout del sistema di alimentazione di massa durante condizioni meteorologiche estreme come alcune persone hanno ipotizzato. Infatti, i blackout che si sono verificati nelle regioni con un'elevata penetrazione delle reti elettriche WD-RES sono stati spesso meno gravi di quelli che si sono verificati in luoghi che si basavano solo sulla rete elettrica tradizionale.

Sebbene questi risultati siano promettenti, sono necessari ulteriori studi con set di dati più ampi e completi per confermarne la generalizzabilità. Ad esempio, il team ha analizzato solo i dati raccolti negli Stati Uniti. Pertanto, la ricerca futura potrebbe eseguire analisi simili utilizzando i dati raccolti in altri paesi del mondo.

Ulteriori informazioni: Jin Zhao et al, Impatti delle risorse energetiche rinnovabili sulla vulnerabilità meteorologica dei sistemi energetici, Nature Energy (2024). DOI: 10.1038/s41560-024-01652-1

Informazioni sulla rivista: Nature Energy 

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