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Le Fonti Energetiche Rinnovabili

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Fonti energetiche rinnovabili, energie verdi, energie sostenibili e fonti alternative, sono termini che spesso vengono usati erroneamente come sinonimi.

Le energie rinnovabili, sono quelle che provengono da fonti energetiche non esauribili in una scala di tempo umana, cioè qualche millennio. Questo perché rigenerate naturalmente tramite processi fisici come la luce solare, il geotermico, il vento, il ciclo dell’acqua, le onde e le maree. O tramite processi chimici nel caso delle biomasse.

Una risorsa rinnovabile è anche “sostenibile“, se il suo tasso di rigenerazione è uguale o superiore a quello di utilizzo. Questo risultato richiede un uso razionale e pianificato delle risorse rinnovabili, quindi è fondamentale per quelle risorse la cui disponibilità non è indefinita e illimitata nel tempo, come ad esempio le foreste o le biomasse da coltivazione. L’energia sostenibile è una modalità di trasformazione e uso dell’energia che permette uno sviluppo sostenibile, il che comprende l’efficienza energetica.

Le energie alternative sono fonti di energia alternativa ai tradizionali combustibili fossili, perciò tra queste rientrano le energie rinnovabili e l’energia nucleare.

Tutte le fonti rinnovabili sono fonti alternative, ma non tutte le fonti alternative sono rinnovabili a livello di tassonomia, anche se la cosa è continuamente oggetto di dibattito politico. Lo stesso si può dire delle fonti sostenibili.

I principali usi delle fonti energetiche rinnovabili sono i trasporti, la produzione di energia e la termoregolazione.

Quali sono le caratteristiche delle fonti energetiche rinnovabili?

Il loro più grande pregio è la capacità di rigenerarsi a velocità pari o superiore a quella con cui vengono consumate, oppure non sono esauribili in tempi umanamente significativi.

Le foreste rappresentano un’eccezione a questa definizione perché, seppur essendo considerate rinnovabili, possono esaurirsi. Gli  alberi ricrescono naturalmente, ma se la deforestazione è più rapida della ricrescita, le foreste scompaiono.

Queste fonti energetiche sono alla base della “politica verde” in quanto il loro sfruttamento è possibile per questa generazione e per tutte quelle che verranno.

Un’altra caratteristica delle fonti energetiche rinnovabili è la loro vasta e facile reperibilità, a differenza di quelle fossili che si trovano in giacimenti in aree geografiche molto specifiche.

L’uso delle energie rinnovabili e di politiche di efficienza energetica hanno lo scopo di combattere i cambiamenti climatici e i rischi economici che ne conseguirebbero.

Un grande pregio delle fonti energetiche rinnovabili è che possono essere applicate sia su larga, sia su piccola scala, specialmente nelle aree rurali o in via di sviluppo.

La gran parte delle fonti rinnovabili è sfruttata per la produzione di energia elettrica, per cui l’impiego di queste energie porta all’ulteriore elettrificazione del territorio. Questo porta con sé diverse peculiarità: l’elettricità può essere convertita in calore, può essere trasformata in energia meccanica ad alta efficienza ed è più pulita al consumo finale.

Man mano che la tecnologia dei sistemi a energia rinnovabile diventa più efficiente ed economicamente conveniente, la sua diffusione è in aumento.

Quali sono le fonti energetiche rinnovabili?

Come detto all’inizio, sono quelle risorse, o processi naturali, che per le loro caratteristiche insite o per la coltivazione umana, si rigenerano ad una velocità uguale o superiore a quello che è il loro consumo. Queste loro caratteristiche le portano ad essere considerate inesauribili o comunque esauribili in tempi geologicamente molto lunghi.

Per le risorse “coltivabili o tutelabili” come foreste, pascoli e suoli agricoli, il mantenimento delle caratteristiche di rinnovabilità può dipendere in larga misura dalle tecniche di coltivazione utilizzate e dal tasso di sfruttamento del suolo.

Le risorse rinnovabili hanno diversi vantaggi, ma i maggiori sono indubbiamente l’assenza di emissioni inquinanti durante il loro utilizzo e la loro inesauribilità. Il consumo di queste fonti non ne pregiudica la disponibilità nel futuro e sono usate per produrre energia a basso impatto ambientale.

Le fonti rinnovabili di tipo energetico sono:

  • L’irraggiamento solare, in grado di produrre energia chimica, termica ed elettrica.
  • L’energia eolica, da cui si produce energia meccanica ed elettrica.
  • Le biomasse, la cui combustione è usata per produrre energia termica ed elettrica.
  • Le maree e le correnti marine, per la produzione di energia elettrica.
  • Le precipitazioni tramite il dislivello delle acque, per la produzione di energia idroelettrica e meccanica.
  • La geotermia, per la produzione di energia termica e termoelettrica.

Per la descrizione dettagliata dei processi di produzione di elettricità delle singole fonti energetiche vi consiglio la lettura dei nostri articoli dedicati. Di seguito spiegheremo brevemente gli altri utilizzi.

L’irraggiamento solare

Ha i vantaggi di essere inesauribile, di facile ed immediata reperibilità e di essere pulito, dato che deriva dai raggi del sole.

Viene sfruttato nella produzione di energia elettrica tramite i pannelli fotovoltaici, generalmente fatti di silicio che grazie alle sue proprietà, può trasformare la luce in elettricità.

L’energia solare chimica è quella che deriva da quei processi biologici che avvengono negli organismi quando esposti alle radiazioni solari, come ad esempio la fotosintesi clorofilliana delle piante o la produzione di vitamina D nei mammiferi.

L’energia solare termica, in sintesi è il calore dei raggi solari e gli utilizzi che se ne possono fare. Generalmente abbinata ad impianti che permettono di catturare l’energia solare, immagazzinarla e usarla in maniere diverse. Il riscaldamento dell’acqua corrente in sostituzione delle caldaie alimentate da combustibili fossili, è la funzione più diffusa. In diversi casi, l’energia solare termica è anche utilizzata per la produzione di energia elettrica in quelle che si chiamano centrali solari a concentrazione o termoelettriche.

L’energia eolica

L’energia eolica è il risultato della trasformazione dell’energia cinetica del vento in energia meccanica o elettrica. L’utilizzo principale che se ne fa in epoca moderna è la produzione di energia elettrica tramite le pale eoliche. In tempi antichi però era largamente usata tramite i mulini a vento per la macinazione dei cereali, o per pompare l’acqua. L’utilizzo più diffuso però era quello dei viaggi marittimi: la navigazione a vela è stato il motore per l’esplorazione del mondo, ed il trasporto di merci e persone per secoli.

Le biomasse

Le biomasse sono una fonte di energia pulita, immediatamente utilizzabile derivante da materiali di scarto di origine organica, di natura vegetale e animale. Ai sensi della legislazione comunitaria, con il termine “biomassa” si intende “la frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti dall’agricoltura, dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, comprese la pesca e l’acquacoltura, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani“.

L’utilizzo delle biomasse a fini energetici ha un basso impatto sull’atmosfera. L’anidride carbonica rilasciata durante la decomposizione, sia essa naturale, sia che avvenga a seguito di processi di conversione energetica (combustione compresa), è equivalente, se non inferiore, a quella assorbita durante la crescita della biomassa stessa. Per cui, se le biomasse consumate sono sostituite da nuove biomasse, non c’è nessun contributo netto all’aumento della concentrazione di CO2 in atmosfera. Questo avviene ogni volta che si utilizzano residui, sia che si proceda a produrre appositamente la biomassa con colture apposite, sia si estragga materiale legnoso dai boschi secondo criteri adeguati, con potature, raccolta di materiale legnoso in eccesso per riduzione del rischio di incendi spontanei e altre tecniche di esbosco per protezione antincendio.

Quando le biomasse sono sfruttate in questo modo, generano sia energia elettrica, sia energia termica per il teleriscaldamento.

Un altro utilizzo delle biomasse che sta prendendo sempre più piede è la produzione di BIOcarburanti, per sostituire i derivati del petrolio.

Le maree e le correnti marine

Maree e correnti marine, insieme al moto ondoso vengono sfruttate per la produzione di energia elettrica, sia tramite la trasformazione di energia meccanica, sia tramite la produzione di energia a gradiente salino.

Tra le fonti di energia rinnovabile è quella scoperta più recentemente e meno sviluppata, quindi in fase più sperimentale. Tuttavia le centrali a energia mareomotrice cominciano a diventare sempre più diffuse.

Precipitazioni tramite dislivello delle acque

Oggi consistono nelle moderne centrali idroelettriche che sfruttano la potenza e la portata dei fiumi per generare energia elettrica. Ma il concetto è ben antico, dato che la potenza dell’acqua veniva già usata nei mulini ad acqua, con funzioni sia agricole, sia minerarie.

In alcune zone del mondo, dove le condizioni lo permettono, la corrente dei fiumi è sfruttata per il trasporto a valle di tronchi e altri materiali che devono viaggiare in una sola direzione.

La geotermia

L’energia geotermica è generata da fonti geologiche ad elevata temperatura in maniera naturale, ed è per questo una forma di energia rinnovabile. Si basa sull’utilizzo del calore naturale della Terra, prodotto automaticamente dal continuo processo di decadimento nucleare di elementi radioattivi quali l’uranio, il torio e il potassio, presenti nella crosta terrestre. Questa energia passa alla superficie per conduzione tra le rocce, attraverso i movimenti convettivi del magma o grazie alle acque circolanti in profondità. Le acque sotterranee che vengono a contatto con le rocce ad alte temperature si riscaldano e, raggiunte temperature e pressioni adeguate, possono passare allo stato gassoso.

Gli impianti geotermici vengono usati per la produzione di energia elettrica, oppure direttamente per il riscaldamento degli edifici e la produzione di acqua calda.

Un uso particolare delle acque geotermiche a basse temperature è l’innaffiamento delle colture di serra o l’irrigazione a effetto climatizzante. I quali sono in grado di rendere possibili le produzioni agricole anche in paesi prevalentemente freddi durante l’anno.

Queste sono le fonti energetiche rinnovabili e i loro moderni utilizzi, conoscevi già queste tecnologie e i loro usi? Faccelo sapere nei commenti.

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