Negli ultimi anni, l'energia alternativa è stata oggetto di intenso interesse e dibattito. Grazie alla minaccia dei cambiamenti climatici e al fatto che le temperature globali medie continuano ad aumentare di anno in anno, la spinta a trovare forme di energia che ridurranno la dipendenza dell'umanità dai combustibili fossili, dal carbone e da altri metodi inquinanti si è naturalmente intensificata.
Mentre la maggior parte dei concetti di energia alternativa non sono nuovi, è stato solo negli ultimi decenni che il problema è diventato urgente. E grazie ai miglioramenti della tecnologia e della produzione, i costi della maggior parte delle forme di energia alternativa sono diminuiti mentre l'efficienza è aumentata. Ma cos'è l'energia alternativa e qual è la probabilità che diventi mainstream?
Definizione:
Naturalmente, si discute su cosa significhi "energia alternativa" e su cosa si possa applicare. Da un lato, il termine può riferirsi a forme di energia che non aumentano l'impronta di carbonio dell'umanità. A questo proposito, può includere cose come impianti nucleari, energia idroelettrica e persino cose come il gas naturale e il "carbone pulito".
D'altra parte, il termine è anche usato per riferirsi a quelli che sono attualmente considerati metodi non tradizionali di energia - come energia solare, eolica, geotermica, biomassa e altre aggiunte recenti. Questo tipo di classificazione esclude metodi come l'idroelettrico, che esistono da oltre un secolo e sono quindi abbastanza comuni in alcune regioni del mondo.
Un altro fattore è che le fonti energetiche alternative sono considerate "pulite", nel senso che non producono inquinanti dannosi. Come già notato, questo può riferirsi all'anidride carbonica ma anche ad altre emissioni come monossido di carbonio, anidride solforosa, ossido di azoto e altri. All'interno di questi parametri, l'energia nucleare non è considerata una fonte di energia alternativa perché produce scorie radioattive altamente tossiche e che devono essere immagazzinate.
In tutti i casi, tuttavia, il termine è usato per indicare le forme di energia che verranno per sostituire i combustibili fossili e il carbone come la forma predominante di produzione di energia nei prossimi decenni.
Tipi di energia alternativa:
A rigor di termini, ci sono molti tipi di energia alternativa. Ancora una volta, le definizioni diventano un po 'un punto critico e il termine è stato usato in passato per riferirsi a qualsiasi metodo che all'epoca era considerato non mainstream. Ma applicando il termine in senso lato per indicare alternative al carbone e ai combustibili fossili, può includere uno o tutti i seguenti:
Energia idroelettrica: Questo si riferisce all'energia generata dalle dighe idroelettriche, dove l'acqua che cade (cioè fiumi o canali) viene convogliata attraverso un apparato per far girare le turbine e generare elettricità.
Energia nucleare: Energia prodotta attraverso reazioni a fissione lenta. Le barre di uranio o altri elementi radioattivi riscaldano l'acqua per generare vapore, che a sua volta gira le turbine per generare elettricità.
Energia solare: Energia sfruttata direttamente dal Sole, dove le celle fotovoltaiche (solitamente composte da substrato di silicio e disposte in grandi array) convertono i raggi del Sole direttamente in energia elettrica. In alcuni casi, il calore prodotto dalla luce solare viene sfruttato anche per produrre elettricità, che è nota come energia solare termica.
Energia eolica: Energia generata dal flusso d'aria, dove le grandi turbine eoliche sono spinte dal vento per generare elettricità.
Energia geotermica: Energia generata dal calore e dal vapore prodotti dall'attività geologica nella crosta terrestre. Nella maggior parte dei casi, ciò consiste in tubi posizionati nel terreno sopra zone geologicamente attive per incanalare il vapore attraverso le turbine, generando così elettricità.
Energia maremotrice:Energia generata da imbragature di marea situate intorno alle coste. Qui, i cambiamenti giornalieri delle maree fanno fluire l'acqua avanti e indietro attraverso le turbine, generando elettricità che viene poi trasferita alle centrali elettriche lungo la costa.
biomassa: Questo si riferisce ai carburanti derivati da piante e fonti biologiche - ovvero etanolo, glucosio, alghe, funghi, batteri - che potrebbero sostituire la benzina come fonte di combustibile.
Idrogeno: Energia derivata da processi che coinvolgono idrogeno gassoso. Ciò può includere convertitori catalitici, in cui le molecole d'acqua vengono scomposte e riunite per elettrolisi; celle a combustibile a idrogeno, in cui il gas viene utilizzato per alimentare motori a combustione interna o riscaldato e utilizzato per far girare turbine; o fusione nucleare, in cui gli atomi di idrogeno si fondono in condizioni controllate per rilasciare incredibili quantità di energia.
Energia alternativa e rinnovabile:
In molti casi, anche le fonti energetiche alternative sono rinnovabili. Tuttavia, i termini non sono del tutto intercambiabili, a causa del fatto che molte forme di energia alternativa si basano su una risorsa limitata. Ad esempio, l'energia nucleare si basa sull'uranio o su altri elementi pesanti che devono essere estratti.
Nel frattempo, l'energia eolica, solare, di marea, geotermica e idroelettrica si basano tutte su fonti interamente rinnovabili. I raggi del sole sono la fonte di energia più abbondante di tutte e, seppur limitati dalle intemperie e dagli schemi diurni, sono perenni - e quindi inesauribili dal punto di vista industriale. Anche il vento è una costante, grazie alla rotazione terrestre e ai cambiamenti di pressione nella nostra atmosfera.
Sviluppo:
Attualmente, l'energia alternativa è ancora agli inizi. Tuttavia, questo quadro sta rapidamente cambiando, a causa di una combinazione di pressione politica, disastri ecologici in tutto il mondo (siccità, carestia, inondazioni, attività delle tempeste) e miglioramenti nella tecnologia delle energie rinnovabili.
Ad esempio, a partire dal 2015, il fabbisogno energetico mondiale era ancora prevalentemente fornito da fonti come carbone (41,3%) e gas naturale (21,7%). L'energia idroelettrica e nucleare costituivano rispettivamente il 16,3% e il 10,6%, mentre le "energie rinnovabili" (ovvero energia solare, eolica, biomassa ecc.) Costituivano solo il 5,7%.
Ciò ha rappresentato un cambiamento significativo rispetto al 2013, quando il consumo globale di petrolio, carbone e gas naturale è stato rispettivamente del 31,1%, 28,9% e 21,4%. L'energia nucleare e idroelettrica rappresentava il 4,8% e 2,45, mentre le fonti rinnovabili rappresentavano solo l'1,2%.
Inoltre, vi è stato un aumento del numero di accordi internazionali relativi alla riduzione dell'uso di combustibili fossili e allo sviluppo di fonti energetiche alternative. Questi includono la Direttiva sulle energie rinnovabili firmata dall'Unione Europea nel 2009, che ha fissato gli obiettivi per l'utilizzo di energia rinnovabile per tutti gli Stati membri per l'anno 2020.
Fondamentalmente, l'accordo afferma che l'UE soddisfa almeno il 20% del suo fabbisogno energetico totale con le energie rinnovabili entro il 2020 e che almeno il 10% dei loro carburanti per il trasporto proviene da fonti rinnovabili entro il 2020. Nel novembre 2016, la Commissione europea ha rivisto questi obiettivi, stabilendo che entro il 2030 almeno il 27% del fabbisogno energetico dell'UE proviene da fonti rinnovabili.
Nel 2015, la Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC) si è riunita a Parigi per elaborare un quadro per la mitigazione dei gas a effetto serra e il finanziamento dell'energia alternativa che entrerebbe in vigore entro il 2020. Ciò ha portato all'accordo di Parigi, che era adottato il 12 dicembre 2015 e aperto per le firme il 22 aprile (Giornata della Terra), 2016 presso la sede delle Nazioni Unite a New York.
Diversi paesi e stati sono stati anche notati per la loro leadership nel campo dello sviluppo delle energie alternative. Ad esempio, in Danimarca, l'energia eolica fornisce fino al 140% della domanda di elettricità del paese, con l'eccedenza fornita ai paesi vicini come la Germania e la Svezia.
L'Islanda, grazie alla sua posizione nel Nord Atlantico e ai suoi vulcani attivi, nel 2012 ha raggiunto il 100% di energia rinnovabile attraverso una combinazione di energia idroelettrica ed energia geotermica. Nel 2016, la politica tedesca di eliminare gradualmente il petrolio e l'energia nucleare ha portato il paese a raggiungere un traguardo il 15 maggio 2016, dove quasi il 100% della sua domanda di elettricità proveniva da fonti rinnovabili.
Lo stato della California ha anche fatto passi da gigante in termini di dipendenza dalle energie rinnovabili negli ultimi anni. Nel 2009, l'11,6 percento di tutta l'elettricità nello stato proveniva da risorse rinnovabili come eolico, solare, geotermico, biomassa e piccoli impianti idroelettrici. Grazie a molteplici programmi che incoraggiano il passaggio a fonti di energia rinnovabili, questa dipendenza è salita al 25% entro il 2015.
Sulla base degli attuali tassi di adozione, le prospettive a lungo termine per l'energia alternativa sono estremamente positive. Secondo un rapporto del 2014 dell'Agenzia internazionale dell'energia (AIE), l'energia solare fotovoltaica e l'energia solare termica rappresenteranno il 27% della domanda globale entro il 2050, rendendola la singola fonte di energia più grande. Allo stesso modo, un rapporto del 2013 sull'energia eolica indica che entro il 2050 l'eolico potrebbe rappresentare fino al 18% della domanda globale.
Il World Energy Outlook 2016 dell'AIE afferma inoltre che entro il 2040 gas naturale, eolico e solare eclisseranno carbone e petrolio come fonti di energia predominanti. E alcuni arrivano addirittura a dire che, grazie agli sviluppi della tecnologia dell'energia solare, eolica e di fusione, i combustibili fossili diventeranno obsoleti entro il 2050.
Come per tutte le cose, l'adozione di energia alternativa è stata graduale. Ma grazie al crescente problema dei cambiamenti climatici e alla crescente domanda di elettricità in tutto il mondo, la velocità con cui vengono adottati metodi puliti e alternativi è diventata esponenziale negli ultimi anni. Durante questo secolo, l'umanità potrebbe arrivare a diventare carbon neutral, e non un momento troppo presto!
Abbiamo scritto molti articoli sull'energia alternativa per Space Magazine. Ecco quali sono i diversi tipi di energia rinnovabile? Che cos'è l'energia solare? Come funziona una turbina eolica? Potrebbe il mondo funzionare con energia solare ed eolica? Da dove viene l'energia geotermica? e compromessi portano a un accordo sui cambiamenti climatici.
Se desideri maggiori informazioni sull'energia alternativa, dai un'occhiata ai raccolti di energia alternativa nello spazio. Ed ecco un link alle tecnologie energetiche alternative per il controllo dei cambiamenti climatici.
Abbiamo anche registrato un episodio di Astronomia Cast tutto sul pianeta Terra. Ascolta qui, episodio 51: Terra.
fonti:
- Altenergy.org - Energia alternativa
- Wikipedia - Energia alternativa
- Conservare il futuro dell'energia: quali sono le fonti energetiche alternative?
- Dipartimento dell'Energia - Energia rinnovabile
- National Geographic - Biocarburanti
- IEA - Key World Energy Statistics 2016
