Come rendere l’energia sostenibile?

Per la prima volta viene presentata una panoramica aggiornata dei progetti di espansione delle energie rinnovabili in Svizzera. Tuttavia, non solo la produzione deve aumentare, ma l’energia deve anche diventare immagazzinabile. E qui i ricercatori del Politecnico di Zurigo e dell’Empa mostrano un’opzione interessante.

L’innovativa azienda agricola della famiglia Wyss a Ittigen BE dimostra come sia possibile produrre la propria energia e chiudere il cerchio grazie all’uso di un camion a biogas. Fonte: CNG-Mobility.ch

La Svizzera ha bisogno di energie rinnovabili da un’ampia varietà di fonti, dal biogas e dall’idrogeno verde all’energia solare ed eolica, per soddisfare il proprio fabbisogno e, soprattutto, per ridurre le emissioni di CO₂. Solo così potrà raggiungere l’obiettivo dello zero netto nel 2050. Otto organizzazioni dei settori dell’energia, dell’ambiente e dell’economia, tra cui AEE Suisse, Swisscleantech, Swisspower e l’Associazione dell’industria svizzera del gas, hanno recentemente sottolineato la necessità di intervenire nella produzione di biogas.

Fonte: VSE

Il potenziale di energia neutrale in termini di CO₂ derivante dal letame delle fattorie e dai rifiuti organici per un’agricoltura più rispettosa del clima e per l’approvvigionamento della produzione di energia domestica è lungi dall’essere esaurito. L’anno scorso, tuttavia, gli impianti di biogas agricolo hanno contribuito alla produzione di elettricità in Svizzera per 168 GWh, contribuendo così a risparmiare oltre 82.000 tonnellate di emissioni di CO₂. Ma per garantire la neutralità climatica e la sicurezza dell’approvvigionamento a lungo termine, è necessario investire rapidamente e massicciamente nelle energie rinnovabili.

Michael Wider, presidente di VSE (Alpiq Holding AG), sottolinea anche le difficili condizioni quadro e gli ostacoli che i progetti di energia rinnovabile devono superare. Fonte: VSE

Entro il 2050, inoltre, la Svizzera avrà bisogno di una quantità enorme di elettricità. In particolare, l’energia idroelettrica, solare ed eolica dovrà colmare un gap di elettricità di almeno 37 TWh; secondo uno studio dell’Associazione delle aziende elettriche svizzere (VSE), più della metà sarà necessaria in inverno. I progetti validi in tutta la Svizzera non mancano, come dimostra una panoramica: 34 progetti di energia idroelettrica, 39 impianti fotovoltaici alpini a terra previsti, 28 progetti di energia eolica e almeno tre progetti di biomassa sono in fase di elaborazione. Tutti insieme, raggiungerebbero una produzione annua di 4 terawattora e almeno 3,4 TWh di elettricità invernale aggiuntiva.

In Svizzera, gli impianti di biogas vengono talvolta riforniti di nuovo substrato in modo neutrale dal punto di vista della CO2, come dimostra l’esempio dello Scania CNG con biogas nel serbatoio. Fonte: CNG-Mobility.ch

Non sembra male, se non fosse che, come tutti sappiamo, «ciò che è pianificato non è ancora costruito». Sapendo che gli ostacoli amministrativi sono elevati e che praticamente ogni progetto di espansione incontra grandi resistenze e anni di controversie legali», spiega Michael Wider, Presidente della VSE (Alpiq Holding AG). «Il nuovo elenco dovrebbe fornire informazioni sul fatto che l’espansione si realizzerà o meno». La visualizzazione e l’elenco dei progetti vengono costantemente sviluppati e integrati con nuovi progetti. Possiamo quindi sperare che altri progetti di biogas vengano aggiunti a questa mappa svizzera.

Oltre alla produzione di energia rinnovabile in tutti i settori, è necessario risolvere la sfida di come renderla immagazzinabile. In questo caso, lo studente del Master dell’ETH Josien de Koning, con l’esperienza e gli strumenti dei ricercatori dell’Empa, sta fornendo un approccio entusiasmante con il sistema «Power-to-Hydrogen-to-Power» (P2H2P). «La rete elettrica svizzera ha attualmente una sovrapproduzione in estate, mentre in inverno ci affidiamo alle importazioni. Questo squilibrio sarà aggravato dall’elettrificazione e dalla sostituzione delle centrali nucleari con fonti di energia rinnovabili», afferma Josien de Koning. «È importante trovare soluzioni per contrastarlo».

In futuro, l’impianto di stoccaggio geologico di Gampern, nell’Alta Austria, sarà in grado di immagazzinare stagionalmente l’energia solare in eccesso di circa 1.000 abitazioni monofamiliari. Di questa capacità di stoccaggio di grandi volumi dell'”Underground Sun Storage” non si vede quasi nulla in superficie. Fonte: RAG

Il loro approccio con P2H2P: convertire l’elettricità – idealmente quella in eccesso – in idrogeno, immagazzinandolo e generando nuovamente elettricità quando necessario. Il vantaggio è che, a differenza di altri metodi di stoccaggio come le batterie, l’energia può essere immagazzinata per mesi senza subire perdite. «Nel mio lavoro, volevo capire se avesse senso integrare una soluzione del genere in un sistema energetico», aggiunge l’autrice. Il risultato: il sistema P2H2P in un condominio di Obersiggenthal AG è in grado di bilanciare lo squilibrio energetico come desiderato. Le batterie e l’accumulo termico assorbono le fluttuazioni giornaliere, l’accumulo di idrogeno le fluttuazioni stagionali. Ma il sistema non può ancora essere gestito in modo economico. «È possibile che nel 2040 il sistema P2H2P si collochi in una fascia accettabile in termini di prezzo e di emissioni di CO₂», afferma fiducioso il ricercatore dell’ETH. (jas, 2 ottobre 2023)