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Tutto quello che devi sapere sull’energia mareomotrice

Energia Mareomotrice: una soluzione per ridurre l'emissione di CO2. Scopri come questa energia delle maree può cambiare il panorama energetico globale.

energia mareomotrice

Sul nostro Pianeta, la natura ha un’importanza fondamentale e ci mette a disposizione delle risorse incredibili, che – sempre più – dobbiamo imparare a conoscere e utilizzare in modo consapevole e responsabile, per rispondere a esigenze energetiche crescenti con soluzioni a basso impatto ambientale.

Dall’acqua, e in particolare quella del mare, è possibile ottenere energia mareomotrice, una fonte rinnovabile che sfrutta le maree oceaniche per generare elettricità. Si tratta di energia pulita con un significativo potenziale, ma prima di ogni valutazione è importante capire come funziona, quali sono i vantaggi e gli svantaggi della sua applicazione e come è già utilizzata, ad oggi, in Italia e nel resto del mondo.

Che cos’è l’energia delle maree?

Le maree sono un fenomeno naturale causato principalmente dalla forza gravitazionale della luna e del sole sulla Terra, che influenzano i livelli dell’acqua nei mari e negli oceani. L’energia delle maree è energia cinetica che viene generata dal movimento periodico delle maree oceaniche.

Il ciclo delle maree prevede due fasi principali:

  1. Alta marea: durante la quale l’acqua si accumula e si alza lungo le coste.
  2. Bassa marea: è quando l’acqua si ritira, abbassando il livello del mare.

Per sfruttare questa differenza di altezza tra le maree, vengono costruite centrali mareomotrici o impianti specifici che catturano l’energia cinetica dell’acqua in movimento durante il cambio di marea.

Questo movimento viene quindi utilizzato per far girare delle turbine collegate a generatori elettrici, che convertono l’energia cinetica in elettricità.

Breve storia dell’energia mareomotrice

L’uso delle maree per generare energia non è una scoperta recente, ma risale a secoli fa. Già i Romani sfruttavano le maree per alimentare le loro macine, mentre in Cina, durante la dinastia Song (tra il X e il XIII secolo), venivano utilizzate delle ruote idrauliche alimentate dalle maree per pompare acqua e irrigare campi.

Alla fine del XVIII secolo fu depositato il primo brevetto per ricavare energia dal movimento delle onde del mare. Tuttavia, la vera rivoluzione nell’energia mareomotrice è iniziata nel XX secolo con lo sviluppo di tecnologie moderne.

Con la crescente preoccupazione per il cambiamento climatico e la ricerca di fonti di energia rinnovabile, l’interesse per l’energia mareomotrice è rinato. Nuove tecnologie e approcci, come le turbine subacquee, stanno rendendo questa forma di energia più efficiente ed economica.

Oggi, l’energia mareomotrice sta guadagnando popolarità come fonte alternativa pulita e rinnovabile, e vengono sviluppati progetti in diverse parti del mondo per sfruttare questa risorsa in modo sostenibile.

Come funziona l’energia mareomotrice?

I cicli di alta e bassa marea si ripetono costantemente, consentendo così un flusso continuo di acqua attraverso le turbine. Come abbiamo detto, questo sistema sfrutta l’energia cinetica dell’acqua in movimento e la differenza di altezza tra l’alta e la bassa marea per generare energia elettrica.

Vediamo ora nel dettaglio quali sono i passaggi e come funziona praticamente la generazione di energia del mare.

Schema

Schema di funzionamento di un generatore mareomotrice

  • Sbarramento o serbatoio di Tidal Range
    In una regione costiera appropriata viene costruito uno sbarramento, o una sorta di serbatoio (solitamente in una baia o in un estuario), dove catturare l’acqua che sale durante l’alta marea e rilasciarla durante la bassa marea.
  • Flusso e riflusso delle maree
    Due volte al giorno, in corrispondenza dell’alta marea, l’acqua entra nell’area racchiusa dall’impianto mareomotrice. Durante la bassa marea, invece, l’acqua viene trattenuta dallo sbarramento.
  • Turbine o idrogeneratori
    All’interno dello sbarramento vengono installate delle turbine o degli idrogeneratori. Quando l’acqua viene rilasciata durante la bassa marea, o quando fluisce attraverso le turbine a causa dell’alta marea, mette in moto queste macchine.
  • Generazione di energia elettrica
    Le turbine sono collegate a generatori elettrici che convertono l’energia meccanica dell’acqua in energia elettrica, che viene poi trasmessa alla rete di distribuzione.
  • Controllo delle maree
    L’apertura e la chiusura delle chiuse o delle valvole nel serbatoio sono controllate in modo da regolare il flusso delle maree e massimizzare la produzione di energia.

Come si produce l’energia con le maree?

L’energia mareomotrice può essere prodotta in diversi modi:

  • Correnti di marea: Alcuni impianti sfruttano le correnti marine, utilizzando turbine sommerse o installazioni galleggianti per catturare l’energia cinetica delle maree in movimento.
  • Sbarramenti: Questo è il metodo più comune. Un grande sbarramento cattura l’acqua durante l’alta marea e la rilascia durante la bassa marea, facendo girare le turbine.
  • Lagune di marea: Le lagune di marea sono aree costiere con sbarramenti naturali o artificiali. Durante l’alta marea, l’acqua viene intrappolata nella laguna e rilasciata attraverso turbine durante la bassa marea.

Impianti di cogenerazione

Per migliorare l’efficienza complessiva dell’utilizzo di energia, sono particolarmente interessanti gli impianti di cogenerazione, che producono contemporaneamente energia elettrica e calore utilizzabile a partire da una fonte primaria, riducendo gli sprechi tipici dei sistemi di produzione separata di elettricità e calore.

L’obiettivo è di utilizzare il calore residuo generato durante la produzione di energia elettrica per scopi termici, come il riscaldamento degli edifici o la produzione di acqua calda sanitaria. Come per le centrali termiche, gli impianti di cogenerazione possono essere alimentati da diverse fonti di energia, tra cui gas, olio combustibile, biomasse o biogas.

I vantaggi degli impianti di cogenerazione sono molteplici:

✓ permettono di ridurre i consumi energetici
✓ diminuiscono le emissioni di gas serra e altri inquinanti atmosferici
✓ offrono un’opportunità di recupero di energia termica altrimenti dispersa

Centrali mareomotrici

Sono impianti situati per lo più in regioni costiere o in prossimità di estuari, dove il moto ondoso ha un’escursione significativa tra alta e bassa marea. Il cuore di una centrale mareomotrice è solitamente costituito da uno sbarramento o da una diga che cattura l’acqua durante l’alta marea e la rilascia durante la bassa marea.

Idrogeneratori

Sono dispositivi progettati per convertire l’energia meccanica dell’acqua in energia elettrica. Possono essere utilizzati in varie applicazioni, tra cui le centrali mareomotrici, e sfruttano il principio della conversione dell’energia cinetica dell’acqua in energia rotativa, che a sua volta alimenta un generatore elettrico.

Vantaggi e svantaggi dell’energia prodotta con le maree

Per quanto sostenibile, pulita e pressoché inesauribile, anche l’energia che proviene dall’oceano ha i suoi pro e contro, che vale la pena conoscere, per capire meglio come e perché queste fonti di energia hanno una diffusione ancora ora circoscritta.

VANTAGGI
SVANTAGGI

Rinnovabile
Le maree sono un fenomeno naturale incessante.

Costi elevati
 Richiede investimenti significativi, specialmente per la creazione di sbarramenti.
Bassa emissione di gas serra
Questa forma di energie produce poche emissioni di gas serra.
Impatto ambientale
La costruzione di sbarramenti può alterare gli ecosistemi locali e influire sulla migrazione dei pesci.
Stabile e prevedibile
L’energia mareomotrice può essere prevista con precisione.
Localizzazione limitata
L’energia mareomotrice è praticabile solo in alcune aree costiere specifiche con maree significative.

Energia mareomotrice in Italia e nel mondo

I mari e gli oceani coprono approssimativamente il 70% della superficie terrestre e si stima che possano generare annualmente tra 20.000 e 90.000 TWh di elettricità, equivalente a miliardi di kilowattora (kWh).

Proprio per questo, l’energia delle correnti marine è da sempre sfruttata in tutto il mondo, anche se i progetti su larga scala sono limitati a poche regioni costiere con maree significative e adatte allo scopo.

L’Italia è il secondo Paese in Europa, dopo il Regno Unito, per entità di finanziamenti pubblici dedicati all’energia marina ed anche il Paese del Mediterraneo più avanzato dal punto di vista della ricerca e sviluppo legato a progetti di energia maremotrice.

Nello Stretto di Messina, per esempio, è installata la turbina di Kobold, un impianto collegato alla rete elettrica nazionale in grado di generare fino a 25 kW e, in circostanze particolarmente favorevoli, addirittura fino a 125 GWh

In Scozia, invece, si trova l’impianto a turbine marine più grande al mondo, MeyGen, in grado di produrre energia per circa 14.000 MWh all’anno, si stima che siano sufficienti per alimentare fino a 5mila abitazioni.

 

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