E se sfruttassimo le onde del mare per ottenere energia elettrica?

Grazie alla collaborazione con un grande gruppo industriale come Eni e al supporto scientifico del Politecnico di Torino, la società Wave for Energy ha messo a punto una tecnologia per trasformare il moto ondoso in elettricità. Il mare è una fonte rinnovabile poco utilizzata che potrebbe dare un importante contributo nel processo di transizione ecologica.
Rubrica a cura di Federico Turrisi
15 febbraio 2020

Quante volte avrai sentito parlare di decarbonizzazione? Se vogliamo ridurre le emissioni di gas serra, dobbiamo fin da subito abbandonare i combustibili fossili (carbone, petrolio, gas naturale) e passare alle fonti rinnovabili per la produzione di energia elettrica. Tale passaggio è inevitabile se vogliamo contenere il riscaldamento globale al di sotto dei due gradi centigradi rispetto all'era preindustriale, come fissato dall'Accordo di Parigi sul clima nel 2015. Del resto, con il Green New Deal lanciato dalla nuova Commissione guidata da Ursula von der Leyen, l'Unione Europea si è posta come obiettivo quello di raggiungere la carbon neutrality entro il 2050.

C'è però una considerazione da fare: tappezzare il pianeta, per non parlare di aree densamente popolate come l'Europa, di pale eoliche e pannelli fotovoltaici rischia di avere un impatto notevole sul territorio. Considera che più crescerà la popolazione mondiale (secondo le stime delle Nazioni Unite entro il 2050 saremo 10 miliardi) più crescerà il nostro fabbisogno energetico. La soluzione a questo problema da tutti auspicata si chiama fusione nucleare, che rappresenterebbe una fonte di energia pulita, inesauribile e molto efficiente; ma purtroppo per arrivare a sviluppare un reattore capace di sfruttare la fusione per generare elettricità ci vorranno ancora decenni. Per la cronaca, di fusione nucleare per scopi civili se ne parla fin dagli anni Sessanta.

Perché allora non sfruttare l'energia di un'altra risorsa naturale come il mare? Anche in questo caso non è così immediato passare dalle parole ai fatti. Wave for Energy srl, spin-off del Politecnico di Torino, grazie anche alla collaborazione di Eni, sta però portando avanti progetti per lo sviluppo di impianti capaci di trasformare il moto ondoso in energia elettrica. "La società è nata nel 2010, ma gli studi sul tema della energia marina erano cominciati già almeno tre anni e mezzo prima", racconta Andrea Gulisano, 34 anni, amministratore delegato di Wave for Energy, in tasca una laurea in Ingegneria aerospaziale conseguita al Politecnico di Torino. Insieme a lui ci sono altri 9 membri che compongono la squadra di Wave for Energy.

Iswec (acronimo di Inertial Sea Wave Energy Converter) è il nome della tecnologia brevettata dalla società. Gli impianti pilota principali sono stati installati a largo di Ravenna, nel mare Adriatico, e vicino all'isola di Pantelleria, in Sicilia, e hanno dato risultati promettenti. Come funziona questa tecnologia? Non è facile spiegarlo. In sostanza, si tratta di una piattaforma galleggiante, ancorata al fondale, in posizione flottante, progettata cioè per oscillare il più possibile. Iswec è tecnicamente un sistema giroscopico di conversione dell’energia da moto ondoso la cui peculiarità sta nel fatto che il convertitore non presenta parti meccaniche in moto immerse in acqua, ma è completamente protetto dallo scafo. "Molte delle tecnologie in questo ambito, anche quelle più performanti, hanno riscontrato delle criticità: come ben sanno gli operatori off-shore, l’ambiente marino è molto aggressivo, per esempio dal punto di vista della corrosione, dell'indebolimento di alcune componenti e via dicendo", prosegue Gulisano.

Iswec è composto da un disco, o meglio da un volano rotante, posizionato sulla piattaforma che ne permette la rotazione di precessione. La precessione altro non è che il tipico effetto giroscopico che governa per esempio le regole fisiche di una trottola che gira. In questo caso la precessione viene indotta dalla combinazione della velocità di rotazione del volano con quella di beccheggio, ossia di ondeggiamento, dello scafo ed è usata per mettere in moto l’albero del generatore, producendo così elettricità. In poche parole, devi immaginarti una grande trottola, per l'appunto, messa in rotazione per ottenere a sua volta un movimento all’interno di un ambiente protetto. Inoltre, la caratteristica principale del sistema, quella che lo distingue dai sistemi concorrenti, è l'adattamento alle differenti condizioni del mare tramite la regolazione della velocità di rotazione del volano.

Ma qual è la capacità di questi strumenti? Varia a seconda delle dimensioni del sistema. L’impianto pilota di Ravenna ha raggiunto un picco di potenza superiore a 51 kW, ovvero il 103% della sua capacità nominale. Quello di Pantelleria ha 260 kW di potenza installata. "L'obiettivo per il futuro è arrivare a macchine dotate di qualche megawatt di potenza per installazioni anche nell'oceano che hanno potenzialità decisamente maggiori".

Iswec promette poi di essere poco impattante per l'ambiente circostante. "Abbiamo fatto uno studio insieme al Cnr per verificare che il sistema non creasse un impatto sulla fauna con le emissioni sonore. I riscontri sono stati positivi: quando abbiamo effettuato un’ispezione subacquea all’impianto di Pantelleria, abbiamo notato che l'area era piena di ricciole. Per quanto riguarda la distanza dalla costa, dipende dalla tipologia di fondale su cui si installa la piattaforma. Per esempio quella sul mare Adriatico è a 13 chilometri dalla costa, ma a Pantelleria questi sistemi possono rimanere al di sotto del chilometro. La parte su cui bisogna fare molta attenzione, in particolare nel mar Mediterraneo, nel momento in cui si procede con l’installazione è che non ci siano insediamenti di posidonia".

Gli studi  per ottimizzare la tecnologia Iswec proseguono. Ma oltre alla parte relativa alla ricerca tecnico-scientifica nel settore, in cui il Politecnico di Torino svolge un ruolo fondamentale, ci sono degli aspetti economici da tenere in considerazione. "L' Lcoe (Levelized Cost of Energy, ossia la stima economica del costo medio necessario per finanziare e mantenere un impianto di produzione energetica nel corso della sua vita utile, in rapporto alla quantità totale di energia generata durante lo stesso intervallo di tempo, ndr) dovrà essere concorrenziale con quello di altre fonti rinnovabili. Per far sì che ciò accada bisogna lavorare sia sulla ricerca tecnologica, sia in fase di industrializzazione sulla riduzione dei costi e sui volumi di vendita", spiega Giuliana Mattiazzo docente di Meccanica applicata presso il Dipartimento di Ingegneria meccanica aerospaziale del Politecnico di Torino, nonchè Vice Rettrice per il Trasferimento Tecnologico e socio fondatore di Wave for Energy.

Per capire come estrarre tutto il potenziale che è in grado di offrire il mare come fonte rinnovabile e vedere un'applicazione su scala industriale di tale tecnologia occorrerà dunque aspettare ancora un po' di tempo. "Siamo solo all’inizio di un percorso che speriamo di poter proseguire il più a lungo possibile", conclude Gulisano.

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Laureato in lettere e giornalista professionista, sono nato e cresciuto a Milano. Fin da bambino ad accompagnarmi c’è (quasi) sempre stato un altro…