Nota del redattore: abbiamo escluso il nucleare dal mix qui, perché sebbene sia spesso definito come una fonte di energia sostenibile, non è tecnicamente rinnovabile (cioè ci sono quantità limitate di uranio).

Sebbene spesso fuori dai riflettori, l’idroelettrico è la più grande fonte di elettricità rinnovabile, seguita dall’eolico e poi dal solare.

Insieme, le cinque fonti principali si sono combinate per circa il 28% della produzione globale di elettricità nel 2021, con l’eolico e il solare che hanno infranto per la prima volta la barriera della quota del 10%.

Il costo livellato dell’energia (LCOE) misura i costi di vita di un nuovo impianto su scala industriale divisi per la produzione totale di elettricità. L’LCOE del solare e dell’eolico è quasi un quinto di quello del carbone ($ 167/MWh), il che significa che i nuovi impianti solari ed eolici ora sono molto più economici da costruire e far funzionare rispetto ai nuovi impianti a carbone su un orizzonte temporale più lungo.

Con questo in mente, ecco uno sguardo più da vicino ai cinque tipi di energia rinnovabile e come funzionano.

1. Vento

Le turbine eoliche utilizzano grandi pale del rotore, montate ad altezze sia sulla terraferma che sul mare, per catturare l’energia cinetica creata dal vento.

Quando il vento scorre attraverso la pala, la pressione dell’aria su un lato della pala diminuisce, tirandola verso il basso con una forza descritta come sollevamento . La differenza di pressione dell’aria tra i due lati fa ruotare le pale, facendo girare il rotore.

Il rotore è collegato a un generatore a turbina, che gira per convertire l’energia cinetica del vento in elettricità.

2. Solare (fotovoltaico)

Le tecnologie solari catturano la luce o la radiazione elettromagnetica dal sole e la convertono in elettricità.

Le celle solari fotovoltaiche (PV) contengono un wafer semiconduttore, positivo da un lato e negativo dall’altro, che forma un campo elettrico. Quando la luce colpisce la cellula, il semiconduttore assorbe la luce solare e trasferisce l’energia sotto forma di elettroni. Questi elettroni vengono catturati dal campo elettrico sotto forma di corrente elettrica.

La capacità di un sistema solare di generare elettricità dipende dal materiale semiconduttore, insieme a condizioni ambientali come calore, sporco e ombra.

3. Geotermico

L’energia geotermica proviene direttamente dal nucleo terrestre: il calore proveniente dal nucleo fa bollire i serbatoi d’acqua sotterranei, noti come risorse geotermiche.

Gli impianti geotermici utilizzano tipicamente i pozzi per pompare acqua calda dalle risorse geotermiche e convertirla in vapore per un generatore a turbina. L’acqua e il vapore estratti possono quindi essere reimmessi, rendendola una fonte di energia rinnovabile.

4. Energia idroelettrica

Simile alle turbine eoliche, le centrali idroelettriche incanalano l’energia cinetica dall’acqua che scorre in elettricità utilizzando un generatore a turbina.

Gli impianti idroelettrici sono in genere situati vicino a specchi d’acqua e utilizzano strutture di deviazione come dighe per modificare il flusso dell’acqua. La produzione di energia dipende dal volume e dal cambiamento di elevazione o prevalenza dell’acqua che scorre.

Volumi d’acqua maggiori e prevalenze maggiori producono più energia ed elettricità e viceversa.

5. Biomassa

Gli esseri umani hanno probabilmente utilizzato l’energia dalla biomassa o dalla bioenergia per il calore sin da quando i nostri antenati hanno imparato ad accendere fuochi.

La biomassa, materiale organico come legno, foglie secche e rifiuti agricoli, viene generalmente bruciata ma considerata rinnovabile perché può essere ricresciuta o reintegrata. La combustione della biomassa in una caldaia produce vapore ad alta pressione, che fa ruotare un generatore a turbina per produrre elettricità.

La biomassa viene anche convertita in combustibili liquidi o gassosi per il trasporto. Tuttavia, le emissioni dalla biomassa variano con il materiale combusto e sono spesso superiori rispetto ad altre fonti pulite.

Quando prenderà il sopravvento le energie rinnovabili?

Nonostante la recente crescita delle energie rinnovabili, i combustibili fossili dominano ancora il mix energetico globale.

La maggior parte dei paesi si trova nelle prime fasi della transizione energetica e solo una manciata ottiene porzioni significative della propria elettricità da fonti pulite. Tuttavia, il decennio in corso potrebbe vedere una crescita ancora maggiore rispetto agli ultimi anni da record.

L’ IEA prevede che, entro il 2026, la capacità di elettricità rinnovabile globale è destinata a crescere del 60% dai livelli del 2020 a oltre 4.800 gigawatt, pari all’attuale produzione di energia da combustibili fossili e nucleare combinati. Quindi, indipendentemente da quando le rinnovabili prenderanno il sopravvento, è chiaro che l’economia energetica globale continuerà a cambiare.

Tratto dal Visual Capitalist, pubblicato il 8 giugno 2022, di Govind Bhutada