Innovazione al servizio dell’Energia: progetti e tecnologie emergenti

L’innovazione è il motore del cambiamento. Ed è per questo che per compiere la tanto desiderata transizione energetica e digitale è necessario imprimere una forte accelerazione sulle attività di ricerca e sviluppo (sia in ambito pubblico che privato).

Secondo la stessa Agenzia Internazionale dell’Energia (AIE), per raggiungere gli obiettivi dell’Accordo di Parigi sul clima e limitare l’aumento della temperatura globale entro i 2°C, bisognerebbe raddoppiare gli investimenti in R&S in ambito energetico entro il 2025 e quadruplicarli entro il 2030.

Ecco quindi che l’innovazione per l’energia e la sostenibilità ambientale sono tra le priorità di molti programmi europei, come Horizon Europe, che prevede lo stanziamento di oltre 95 miliardi di euro per il periodo 2021-2027, con una quota significativa destinata all’energia pulita, all’efficienza energetica e alle tecnologie per la decarbonizzazione.

Oltre agli investimenti pubblici, è importante incoraggiare gli investimenti privati attraverso incentivi fiscali, politiche di sostegno e meccanismi di finanziamento così come è fondamentale supportale le giovani imprese e le start-up innovative che puntano in questa direzione.

Tecnologie e Progetti: l’innovazione passa di qui

Da dove passa l’innovazione? Soluzioni avanzate e nuove sperimentazioni stanno rivoluzionando la produzione, la distribuzione e l’utilizzo delle risorse energetiche, basandosi spesso su tecnologie all’avanguardia. Vediamo su cosa si sta puntando per la trasformazione del settore dell’energia.

Sempre più Energia solare

L’energia solare sta vivendo un’espansione senza precedenti grazie al continuo miglioramento delle tecnologie fotovoltaiche. Oltre ai tradizionali pannelli solari fotovoltaici, ci sono nuove tecnologie solari emergenti come le celle solari ad alta efficienza, le celle solari a film sottile e le celle solari organiche.

In Europa, il progetto Desertec avviato qualche anno fa mirava ad esempio a sfruttare l’abbondante irraggiamento solare del deserto del Sahara per generare energia elettrica da trasmettere in Europa attraverso una rete di collegamenti ad alta tensione.

Energia eolica offshore e ad alta quota

L’energia eolica offshore, cioè la produzione di energia elettrica attraverso l’installazione di aerogeneratori in mare aperto, è un’altra tecnologia in rapida espansione. Progetti come il parco eolico offshore

nel Regno Unito (probabilmente il più grande al mondo) stanno dimostrando il potenziale di questa modalità di produzione dell’energia pulita.

L’eolico in alta quota, noto anche come “wind power airborne system” (WASP), è un’altra tecnologia che mira a sfruttare i venti più forti e costanti presenti ad altitudini elevate. In questo senso, il progetto europeo KiteGen ha da tempo testato l’utilizzo di aquiloni controllati da computer per catturare l’energia del vento in alta quota. Mentre nel Canton Ticino si sta sperimentando l’uso di un drone in fibra di carbonio molto leggero (SkyPull) per generare energia pulita.

Smart grid, reti intelligenti per l’efficienza energetica

Le reti intelligenti, insieme all’uso di contatori intelligenti, all’integrazione di fonti di energia distribuite e all’integrazione in sistemi bidirezionali, rappresentano il futuro del nostro sistema energetico. In Europa, il progetto Grid4EU misura l’efficacia delle reti intelligenti nell’ottimizzare la distribuzione e l’utilizzo dell’energia, riducendo gli sprechi e migliorando l’affidabilità e la resilienza delle reti elettriche.

Il potenziale dell’energia marina

Le energie marine, come l’energia delle onde e delle maree, rappresentano un enorme potenziale per la produzione di energia pulita. Il progetto europeo SeaGen ha sviluppato turbine mareomotrici che sfruttano la forza delle maree per generare elettricità.

Il futuro dell’idrogeno verde

Le tecnologie per la produzione, la conservazione e l’utilizzo dell’idrogeno verde, come l’elettrolisi dell’acqua, le celle a combustibile e i veicoli a idrogeno, stanno subendo miglioramenti significativi. L’idrogeno è considerato un vettore energetico molto promettente per la transizione verso un sistema energetico più sostenibile ed è oggetto di un grande numero di progetti e sperimentazioni.

In Europa, il programma H2FUTURE, ora concluso, aveva l’obiettivo di creare una produzione sostenibile di idrogeno verde utilizzando energia rinnovabile presso una raffineria in Austria.

Altre sperimentazioni puntano a usare l’idrogeno come sistema di stoccaggio dell’energia, consentendo di immagazzinare l’energia prodotta da fonti rinnovabili durante i periodi di sovrapproduzione e utilizzarla quando necessario.

Sistemi di stoccaggio dell’energia

I sistemi di stoccaggio dell’energia sono fondamentali per bilanciare l’offerta e la domanda di energia. Tecnologie come le batterie al litio, le batterie a flusso, le celle a combustibile a idrogeno e il solido stato delle batterie stanno avanzando rapidamente, consentendo di immagazzinare grandi quantità di energia in modo efficiente.

Start-up ed Energia, nel cuore dell’innovazione

La combinazione di innovazione e start-up è risultata spesso vincente nel trovare nuove strade rispetto ai sistemi tradizionali di produzione e utilizzo dell’energia. Alcuni esempi portano risultati davvero interessanti.

WaspWind è una startup italiana che sta lavorando sull’eolico in alta quota sviluppando soluzioni basate su droni e aquiloni per catturare l’energia del vento ad altitudini maggiori, mentre WattCarbon è una piattaforma americana pensata per analizzare il mercato delle emissioni di gas serra e della compensazione di CO2 equivalenti.

La Pmi innovativa Energy Way è impegnata nello studio di soluzioni per l’ottimizzazione e il monitoraggio energetico tramite l’uso di intelligenza artificiale e algoritmi avanzati. Sundrone, con sede ad Ancona, usa invece i droni per effettuare analisi termiche e visive degli impianti fotovoltaici di media e grande taglia, soprattutto industriali, per individuare eventuali perdite o inefficienze. Core è poi una piattaforma di matching tra domanda e offerta di energia in grado di gestire le comunità energetiche, anche nella parte burocratica e documentale.

L’innovazione di Seabreath infine si basa su una tecnologia che recupera energia dal mare attraverso un sistema che converte in elettricità il moto ondoso. Nectaware, infine, ha sviluppato un software smart (E4Sight) in grado di prevedere i consumi energetici in tempo reali sfruttando l’intelligenza artificiale.