Le energie rinnovabili possono far prosperare l’Europa, nonostante l’imprevedibilità climatica

Il sistema energetico rinnovabile europeo può produrre comodamente almeno il 35% dell’energia elettrica

[27 luglio 2018]

Un team di ricercatori di Irlanda, Svizzera e Regno Unito hanno pubblicato su Joule lo studioImpacts of inter-annual wind and solar variations on the European power system” che dimostra come i modelli meteorologici a lungo termine influenzino le performance delle tecnologie eoliche e le energie rinnovabili in Europa. Utilizzando 30 anni di dati meteorologici, gli scienziati hanno esaminato e ulteriormente modellato l’impatto delle energie rinnovabili sul settore dell’elettricità entro il 2030 e dicono che «nonostante l’imprevedibile natura del vento e dell’energia solare, il sistema energetico europeo può produrre  comodamente almeno il 35% della sua energia elettrica utilizzando queste sole fonti rinnovabili senza impatti rilevanti sui prezzi o sulla stabilità del sistema».

Nell’ultimo decennio, In Europa l’eolico e solare sono sempre più diffuse e popolari come alternative verdi alle energie fossili: tra il 2007 e il 2016 il loro uso è quadruplicato.  I ricercatori fanno notare che «tuttavia, queste tecnologie non sono prive di inconvenienti: entrambe sono suscettibili a variazioni meteorologiche e fluttazioni, sollevando preoccupazioni sulla capacità dell’Europa di sopportare lunghi periodi con vento debole o cielo coperto». Per modellare questa variabilità dell’energia eolica e solare e dei suoi effetti sui mercati, i ricercatori hanno utilizzato decenni di dati meteorologici storici ma fanno notare che «Molti studi analizzano solo i dati di un dato anno o si concentrano unicamente su un Paese o una piccola regione». Per questo i ricercatori hanno messo in discussione i limiti sia temporali che spaziali degli studi precedenti e hanno analizzato il funzionamento del sistema elettrico in tutta Europa, compresa la trasmissione di energia tra i Paesi e i vincoli operativi tecnici,  utilizzando i dati trentennali di eolico e solare per gli anni che vanno dal 1985 al 2014.  Facendo emergere i trend reali di questi dati storici raccolti in una vasta regione interconnessa, il team è stato in grado di modellizzare il modo in cui, entro 12 anni, l’Europa reagirebbe a 5 diversi scenari di energie rinnovabili con diversi obiettivi sostenibilità.

I ricercatori europei dicono che l’ampiezza e la mole di questi dati «ha fatto la differenza quando si trattava di capire le tendenze delle emissioni di CO2, i costi di sistema e il funzionamento del sistema:  tutti elementi essenziali per lo sviluppo efficace della politica energetica».

Il principale autore dello studio, Seán Collins del MaREI, Centre for Marine and Renewable Energy Ireland dell’Environmental Research Institute dell’University College Cork, sottolinea che «quando si pianificano i futuri sistemi energetici con livelli più elevati di energia eolica e solare, non è sufficiente un anno di analisi dei dati meteorologici. Riteniamo che gli studi su un anno possano produrre risultati che si discostano fino al 9% dalla media a lungo termine a livello europeo e ancora di più a livello di Paese, e quando ci sono obiettivi legalmente vincolanti sulle emissioni di carbonio e la quota di energia rinnovabile, o si promette di evitare forti aumenti dei prezzi, questo fa la differenza».

Utilizzando dati pluriennali per comprendere meglio il modo in cui altre variabili rispondono quando il vento e l’energia solare penetrano nel mercato, Collins e il suo team hanno scoperto che «negli scenari futuri le emissioni di CO2 e i costi totali di produzione di energia fluttuano selvaggiamente. Questi possono diventare fino a 5 volte più incerti in quanto le risorse dipendenti dal clima hanno una maggiore trazione sul mercato». Ma hanno anche scoperto che «l’Europa potrebbe resistere abbastanza bene a questa variabilità grazie alla sua stretta integrazione». I modelli presentati nello studio stimano che «entro il 2030, l’Europa potrebbe utilizzare le rinnovabili per oltre due terzi della propria energia elettrica, con oltre un terzo proveniente dall’energia eolica e solare». Il che naturalmente implica che, da sole, le fonti eoliche e fotovoltaiche non potrebbero sostenere l’intera produzione di energia rinnovabile per l’Europa: del resto sono anni che è nota la fondamentale importanza dell’integrazione tra le varie fonti rinnovabili, combinando a vento e sole altre fonti come bioenergie, idroelettrico e geotermia (quest’ultima fonte, tra l’altro, porta con sé il grande vantaggio di non essere sottoposta ai capricci delle condizioni meteo).

Il team di Collins ritiene che i modelli e dati contenuti nello studio «possano essere utilizzati per illustrare una varietà di possibili scenari futuri, per aiutare i responsabili politici a comprendere meglio l’affidabilità e l’impatto delle energie rinnovabili, compresi gli impatti di un passaggio a sistemi elettrici rinnovabili al 100%». Rendendo i loro modelli e dati disponibili a tutti, i ricercatori sperano anche che «il lavoro futuro dimostrerà una maggiore consapevolezza di questi modelli meteorologici a lungo termine al fine di rappresentare con precisione un mondo più dipendente dall’energia rinnovabile».

Collins  conclude: «Affinché gli sviluppi delle politiche future siano robusti e perché integrino la dipendenza meteorologica dei sistemi energetici decarbonizzati, dovrebbero essere basate su analisi open modeling che utilizzino dataset comuni a lungo termine».