Tutto quello che devi sapere sull’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

• 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.

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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