L’energia mareomotrice rappresenta una forma innovativa di energia rinnovabile che sfrutta la forza delle maree nelle zone costiere con significative variazioni di livello. Queste aree sono soggette all’effetto gravitazionale generato dalla presenza della Luna e del Sole, che influenzano il movimento delle acque. A differenza dell’energia idroeolica, che sfrutta le correnti marine, l’energia mareomotrice sfrutta l’energia potenziale derivante dalla differenza di altezza tra due bacini marini, separati da una diga.
Sfruttare le maree per un futuro sostenibile
La centrale mareomotrice di Rance, situata in Bretagna, Francia, ha segnato un importante traguardo come primo impianto di sfruttamento dell’energia mareomotrice su larga scala al mondo, con una capacità installata di 240 megawatt. Il suo funzionamento si basa su un principio semplice: sfrutta la differenza di altitudine tra bassa e alta marea in una zona costiera con una significativa escursione mareale.
L’infrastruttura della centrale consiste in turbine che vengono azionate dal flusso d’acqua che passa tra due bacini situati a diversi livelli. Questo flusso è generato dall’innalzamento e dall’abbassamento periodico del livello dell’acqua dovuto al movimento delle maree. Idealmente, per un funzionamento ottimale, si richiede un’escursione mareale di circa 10-15 metri e la presenza di un fondale roccioso che consenta la stabilizzazione delle fondamenta dell’infrastruttura
Caratteristiche degli impianti
Esistono principalmente due tipologie di impianti per l’energia mareomotrice. Uno di questi si basa su un bacino “semplice“, dove viene costruita una diga su un braccio di mare, dotata di aperture per consentire il passaggio dell’acqua e turbine per generare energia. Un esempio di questo approccio è la centrale di Rance, situata tra i comuni di La Richardais e Saint-Malo, in Francia, che include una diga mobile lunga 115 metri e 24 turbine collegate a degli alternatori.
In generale, si può sfruttare sia l’effetto di svuotamento di un bacino che quello di riempimento per azionare i sistemi di produzione di energia. Tuttavia, alcuni impianti sono progettati per far girare le turbine in entrambe le fasi delle maree.
La seconda tipologia è il bacino “doppio“, che consiste nell’aggiungere a un bacino naturale un invaso artificiale posizionato più in basso rispetto al livello del mare. Questo permette di sfruttare il potenziale energetico indipendentemente dal livello della marea in un dato momento, trasformando di fatto l’impianto in uno strumento di “stoccaggio” dell’energia e offrendo una gestione più flessibile della produzione.
Origini dell’energia mareomotrice
Lo sfruttamento delle maree per la produzione di energia ha una lunga storia che risale al Medioevo, quando venivano costruiti mulini in luoghi dove il fenomeno era particolarmente pronunciato. Tuttavia, è negli anni Sessanta del Novecento che si assiste ai primi progetti di sfruttamento industriale per la produzione elettrica.
Tra le nazioni pionieristiche in questo settore, la Corea del Sud, la Francia e il Regno Unito emergono come leader nell’ideazione e nello sviluppo dei sistemi di energia mareomotrice. In Corea del Sud, la centrale di Sihwa è stata inaugurata nel 2012 con una potenza installata di 254 megawatt, stimata per produrre circa 550 gigawattora all’anno. Attualmente, un secondo impianto più grande è in fase di progettazione a Incheon, sulla costa nord-occidentale. Questo nuovo impianto dovrebbe raggiungere una capacità installata di 1.320 megawatt, simile a quella di una centrale nucleare, grazie all’impiego di 44 turbine. Il costo previsto per la sua costruzione è di circa 3,4 miliardi di dollari, rappresentando una frazione di quanto investito, ad esempio, per la costruzione del reattore nucleare EPR a Flamanville, in Francia.
Nella nazione europea, la Francia, opera da molti decenni il già citato impianto di Rance. Avviato nel lontano 1966, ha mantenuto il primato come il più grande del suo genere al mondo fino al 2011, quando è stato superato dall’impianto coreano di Sihwa. Secondo quanto riportato dalla compagnia transalpina Edf sul proprio sito internet, l’impianto è in grado di soddisfare il fabbisogno energetico di circa 225.000 abitanti della Bretagna.
Anche nel Regno Unito, dove le maree sono particolarmente intense, si sta valutando attentamente il potenziale di sfruttamento. Nel marzo del 2015, il governo britannico ha annunciato i piani per la costruzione di un bacino artificiale per una centrale mareomotrice nella baia di Swansea.
Infine, la Russia ha avviato studi su questa forma di energia, mentre in Canada e in Cina sono già operativi due impianti che sfruttano il potenziale delle maree.
Tuttavia, non bisogna trascurare il fatto che anche altre nazioni hanno il potenziale per avviare programmi di sfruttamento dell’energia mareomotrice. In questo senso, paesi come l’Argentina, l’Australia e l’India potrebbero emergere come candidati promettenti.
Il potenziale totale di produzione energetica da questa fonte rinnovabile è stimato intorno ai 380 terawattora all’anno. Tale cifra rappresenterebbe circa l’1,5-2% della produzione mondiale di energia elettrica. Questo sottolinea l’importanza e il vasto potenziale dell’energia mareomotrice nel panorama energetico globale, e la sua capacità di contribuire in modo significativo alla transizione verso fonti energetiche più sostenibili e pulite.
Un bilancio degli aspetti positivi e negativi dell’energia mareomotrice
Vantaggi: L’energia mareomotrice, come accennato, presenta una serie di vantaggi distintivi. In primo luogo, è una fonte di energia rinnovabile con un impatto minimo sul cambiamento climatico, considerando anche la fase di costruzione e lo smaltimento degli impianti alla fine del loro ciclo di vita. Essendo generata dall’attrazione gravitazionale di Luna e Sole, è virtualmente illimitata per definizione. A differenza di fonti come il solare e l’eolico, non è influenzata dalle condizioni meteorologiche, garantendo una produzione energetica costante in ogni momento.
Inoltre, è un’energia pulita che non danneggia l’ambiente circostante né il clima. Gli impianti sono silenziosi e non disturbano la fauna locale. La prevedibilità delle maree, sia in termini di orari che di altezze, consente di stimare con precisione la quantità di energia prodotta. La densità dell’acqua rende i sistemi particolarmente efficienti, riducendo la necessità di costose manutenzioni complesse.
Tuttavia, ci sono anche dei contro da considerare. La costruzione delle centrali mareomotrici può comportare rischi per la flora e la fauna locali, influenzando la salinità e la qualità dell’acqua. Le strutture visibili lungo le coste possono avere un impatto visivo significativo sul paesaggio. Dal punto di vista economico, l’energia prodotta attualmente è più costosa rispetto ad altre fonti rinnovabili. Inoltre, lo sfruttamento dell’energia mareomotrice è limitato a poche aree del mondo dove le maree sono sufficientemente significative.”
Svantaggi: E’ importante notare che un miglioramento significativo nell’efficienza delle turbine potrebbe drasticamente aumentare il rendimento complessivo e ridurre i costi di produzione in modo significativo. Un’analisi condotta da GreenFacts, basata su dati forniti dall’Agenzia Internazionale per l’Energia Rinnovabile (IRENA), ha evidenziato che al momento lo sviluppo delle tecnologie mareomotrici è principalmente guidato da piccole e medie imprese, spesso sparse in diverse regioni economiche. Questo panorama frammentato genera una mancanza di coesione e di collaborazione nel settore.
Dal punto di vista finanziario, uno degli ostacoli principali è rappresentato dai costi iniziali relativamente elevati per la costruzione di dighe e sbarramenti. La maggior parte dei progetti è attualmente supportata da fondi governativi. In termini di infrastrutture, un possibile catalizzatore per la diffusione degli impianti per lo sfruttamento dell’energia mareomotrice potrebbe essere proprio un concorrente: l’eolico offshore. Quest’ultimo potrebbe facilitare la diffusione delle reti elettriche locali e semplificare il collegamento degli impianti mareomotrici.
In Italia
Anche in Italia vi è un potenziale da sfruttare nell’energia delle maree. Secondo quanto affermato dalla compagnia Acea, il nostro paese ha dimostrato un interesse particolare nell’utilizzare questa fonte di energia rinnovabile, con progetti in corso di realizzazione, soprattutto in ambito portuale.
Uno di questi progetti è stato avviato in Toscana, a Punta Righini, nel 2013. Un altro si trova a Ganzirri, vicino a Messina, dove è stata installata una turbina ancorata al fondale con una potenza di 25 kW. Inoltre, il porto di Civitavecchia ha pianificato l’installazione di due dispositivi, Rewec e Wavesax, per generare energia elettrica sfruttando l’aria compressa generata dal movimento delle acque.
Attualmente, queste sono esperienze isolate e gli impianti sono di dimensioni ridotte. Tuttavia, considerando che l’Italia, nonostante non disponga di coefficienti di maree elevati come i paesi nordici, possiede oltre ottomila chilometri di coste, il nostro paese potrebbe sicuramente considerare l’opportunità di sfruttare questa risorsa. In particolare, la Sardegna si distingue come la regione con le migliori condizioni per lo sfruttamento dell’energia mareomotrice.
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