Con circa cinque milioni di euro l’anno l’Italia è al primo posto tra i Paesi del Mediterraneo per i finanziamenti pubblici all’energia del mare, ricavabile principalmente dalle onde. É la più grande fonte energetica rinnovabile al mondo: cinque volte più potente dell’eolico e fino a venti volte più produttivo del fotovoltaico. Inoltre, è la più costante tra quelle rinnovabili: a differenza del sole e del vento, il mare è in continuo movimento. Nel Mediterraneo le aree con il più alto potenziale energetico (dieci, tredici chilowatt al metro) sono le coste occidentali della Sardegna e della Corsica, oltre al canale di Sicilia e le aree costiere di Algeria e Tunisia. Non solo le onde, l’energia del mare si ottiene anche dalle maree come lungo lo stretto tra la Calabria e la Sicilia. La fonte energetica che ne proviene è sufficiente ad alimentare il fabbisogno della città di Messina, grazie alle correnti che raggiungono velocità superiori a due metri al secondo. Le competenze scientifiche e industriali italiane, unite alle favorevoli condizioni climatiche del nostro mare, hanno consentito di condurre test meno rischiosi e più economici sui dispositivi ad alta tecnologia. Scopriamo tre dei progetti faro in Italia per la conversione del moto ondoso in energia elettrica: Pewec (pendulum wave energy converter), Rewec (resonant wave energy converter) e Iswec (inertial sea wave energy converter). 

Il Pewec

L’Enea (agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile), insieme al Politecnico di Torino, ha sviluppato una tecnologia smart e low cost per la produzione di energia elettrica dal mare: il Pewec (attualmente ancora un prototipo in fase di sviluppo). Un sistema galleggiante simile a una zattera che, posizionato in mare aperto, genera energia elettrica sfruttando l’oscillazione dello scafo prodotta dalle onde. Lo stesso movimento che ci fa oscillare quando galleggiamo in acqua, può fornire l’energia necessaria alla nostra vita quotidiana. “L’installazione del Pewec può arrivare a soddisfare il fabbisogno energetico di isole medio-piccole che basano il proprio approvvigionamento di energia su impianti a combustibili fossili. Queste tecnologie contribuiscono alla fornitura di energia elettrica per usi domestici o civili, ma anche industriali (come nell’acquacoltura)” spiega Gianmaria Sannino, responsabile del laboratorio Enea di modellistica climatica e impatti. 

Tra gli obiettivi europei sull’energia elettrica dal mare c’è il raggiungimento del dieci percento di produzione entro il 2050. I benefici sarebbero notevoli: soddisfare le richieste energetiche di 94 milioni di famiglie l’anno; 234milioni di tonnellate di CO2 evitate; un taglio di 266miliardi di euro sui consumi europei; 450mila posti di lavoro in più, secondo i dati dell’Enea (fonte). Nello specifico, invece, in Italia c’è il comitato tecnologico Big (blue italian growth) che ha l’obiettivo di mettere in campo le competenze nostrane nella Sardegna occidentale. Nessun’altra zona dispone di un tale giacimento di energia rinnovabile, ancora da utilizzare. “Un mini parco marino da tre megawatt, realizzato con gli attuali dispositivi al largo di Alghero, potrebbe produrre oltre 9,3 gigawattora ogni anno, riuscendo a soddisfare il fabbisogno energetico di oltre 2mila famiglie” afferma Sannino. 

Il Rewec 3 

A Reggio Calabria, il Noel (natural ocean engineering laboratory) dell’università Mediterranea, situato sul lungomare Falcomatà, avvia nel 2005 le attività sperimentali sul Rewec3. Il dispositivo, invenzione e brevetto del professore Paolo Boccotti, è una diga a cassoni in grado di convertire l’energia delle onde in energia elettrica e appartiene alla famiglia degli owc (oscillating water column). Il suo aspetto è quello di un cassone con degli oblò sui quali vengono installate delle turbine per convertire l’energia dalle onde in energia elettrica. In alternativa alle turbine, dagli studi condotti con la scuola superiore sant’Anna di Pisa, stanno studiando delle membrane in materiale polimerico. “Quando l’acqua del mare entra nel cassone, la membrana si gonfia verso l’esterno per poi essere aspirata all’interno: questa deformazione consente di convertire l’energia delle onde in energia elettrica” spiega Felice Arena, direttore del Noel.

Questo laboratorio è il primo al mondo a operare in mare con tecniche avanzate in ingegneria marittima, navale e costiera. Grazie a fattori ambientali che rendono il mare di Reggio Calabria un grande laboratorio naturale. “Diversi giorni al mese si formano degli stati di mare (agitazione locale dell’acqua dovuta all’incontro di mare e vento) con onde dalle dimensioni analoghe a quelle generate durante i test di laboratorio, in una grossa vasca. Essi rappresentano il modello in scala ridotta di forti mareggiate, sia per il mar mediterraneo che per gli oceani” conclude Arena. Due prototipi del Rewec3 si trovano nei porti di Civitavecchia e Salerno. In quest’ultimo, a breve, sarà installata una prima turbina per rendere l’impianto pienamente operativo, così da produrre energia elettrica utile al funzionamento del porto. 

L’Iswec

L’energia del mare sembra essere ricercata in tutta Italia, da sud a nord. A Ravenna troviamo l’impianto Iswec, sviluppato da Eni in collaborazione con il MOREnergy lab e lo spin-off Wave for energy del Politecnico di Torino. “Il sistema è costituito da uno scafo galleggiante sigillato con al suo interno una coppia di sistemi giroscopici collegati ad altrettanti generatori. Le onde provocano il beccheggio, ovvero l’oscillazione dell’unità sul fondale. Il movimento viene intercettato dai due sistemi giroscopici collegati a generatori che lo trasformano in energia elettrica” racconta Giuliana Mattiazzo, coordinatrice di MOREnergy e docente del Politecnico di Torino. Oltre la Mattiazzo altre tre donne lavorano al progetto; si stima una presenza femminile del venti percento nel settore, a livello nazionale. Diverse sono le sfide e le crescite tecnologiche di Iswec. In primis l’installazione di pannelli fotovoltaici sulla copertura degli impianti industriali per aumentare l’autosufficienza energetica di quelle strutture posizionate lontano dalla costa o in luoghi dove fatica ad arrivare l’elettricità. Le sfide più grandi, invece, sono state risolte, tra tutte la corrosione a causa della salsedine e le variazioni di intensità delle onde. Non resta un ulteriore passo da compiere: lo sviluppo di centodiciotto impianti industriali Iswec per arrivare a produrre circa dodici megawatt di energia elettrica dal moto ondoso per la fine dell’anno. 

Verso la svolta green

“La negatività non è un criterio oggettivamente valido per impedire la sperimentazione e l’avvio di un processo energetico e tecnologico green. Il mio lavoro, e quello dei ricercatori, è trovare risposte” afferma Arena, sostenendo che cercare “a tutti i costi” elementi negativi sull’impatto ambientale di questi impianti sia in primis un atteggiamento culturale. Ogni corpo estraneo inserito nel mare genera un impatto, tuttavia le analisi effettuate sui modelli italiani ed europei confermano che non è stata riscontrata alcuna forma di inquinamento dell’ecosistema marino, né un disturbo alle navi commerciali o private. Gli impianti sono infatti registrati sulle carte nautiche e prevedono un sistema di segnalazione notturna. Un fattore senz’altro positivo è che questi impianti sembrano essere utilizzati dagli organismi marini come zone d’ombre in cui sostare e nutrirsi. Ogni impianto collabora con altre fonti energetiche rinnovabili, sostentandosi e alimentandosi a vicenda. Non concepiamo l’energia del mare come fine a se stessa perché “l’Italia, più di altre nazioni, vanta una tradizione millenaria nell’industria cantieristica e navale. I tanti cantieri abbandonati o in disuso potranno essere riusati e convertiti in nuovi luoghi di lavoro” ci ricorda Sannino. La nostra forza è anche questa. Il futuro ce l’abbiamo qui, è il nostro mare. 

Sistemi di conversione del moto ondoso in energia elettrica 

Sistemi con impianti sommersi: fissata al fondale marino, la parte superiore è costituita da un cilindro cavo che si muove in verticale sfruttando il cambiamento di pressione per il passaggio delle onde. L’energia meccanica derivata viene trasformata in energia elettrica grazie a un generatore. 

Sistemi con apparati galleggianti: sfruttano l’ampiezza delle onde in mare aperto. Il movimento delle onde aziona dei pistoni idraulici collegati a un generatore elettrico. I prototipi realizzati hanno cinque grossi cilindri, collegati tra loro, per una lunghezza totale che supera i cento metri. 

Sistemi owc: usano il principio della colonna d’acqua oscillante (owc: oscillating water column). Sono costituiti da strutture in acciaio o calcestruzzo, parzialmente immerse in mare e l’energia si ottiene attraverso un processo di tipo pneumatico. Realizzati nei pressi della linea di costa o installati su piattaforme al largo per la maggiore potenza delle onde. 

Vantaggi/sfide dell’energia del mare

Vantaggi: è inesauribile, non inquina, è facilmente prevedibile grazie allo studio dei venti, può fornire posti di lavoro a milioni di persone; 

Sfide: solo le città vicine al mare ne possono beneficiare direttamente, i Paesi senza sbocco sul mare e le città più interne devono invece trovare fonti di energia alternative; quando piove, ad esempio, la potenza delle onde diminuisce in maniera significativa.