Che cos’è l’energia mareomotrice e come funziona
Il mare e gli oceani sono fonti inesauribili di energia: ci offrono le correnti marine, i moti ondosi, la differenza di concentrazione di sale tra l’acqua marina e quella dolce, oppure le variazioni di temperatura tra l’acqua in superficie e quella in profondità.
In questo articolo parliamo dell’energia mareomotrice, cioè l’energia elettrica che si può ricavare dalle maree, grazie all’impiego di tecnologie innovative.
Si tratta di una forma di energia pulita, rinnovabile e sostenibile, un’alternativa green rispetto ai combustibili fossili e una soluzione complementare ad altre fonti rinnovabili più mature, come il fotovoltaico, l’idroelettrico e l’eolico.
Scopriamo come funziona, a che punto è la ricerca in Italia e all’estero e quale può essere il suo ruolo nella decarbonizzazione.
Energia mareomotrice: la forza delle maree
L’energia mareomotrice è una delle forme con cui è possibile sfruttare l’energia marina, ossia l’energia prodotta dal mare in modo completamente naturale. Gli spostamenti di grandi masse d’acqua, infatti, causati soprattutto dall’attrazione gravitazionale tra la Terra e la Luna (e secondariamente il Sole), comportano l’innalzamento e l’abbassamento periodico e prevedibile delle acque.
L’energia mareomotrice sfrutta i movimenti di marea dell’acqua, attraverso tecnologie all’avanguardia che permettono di utilizzarli per ottenere elettricità pulita e senza emissioni di gas ad effetto serra.
Come si ricava l'energia mareomotrice
Per produrre energia elettrica dalle maree esistono due diversi sistemi. Il primo è quello delle centrali mareomotrici, composte da una struttura simile a una diga che crea una barriera all’interno dell’acqua.
Durante l’alta marea, l’acqua rimpie un apposito bacino, che può essere naturale o artificiale. Con la bassa marea, invece, l’acqua che fuoriesce dal bacino viene utilizzata per azionare delle turbine, le quali muovendosi generano elettricità attraverso un alternatore, ovvero un dispositivo rotante che converte l’energia meccanica delle turbine in energia elettrica.
Alcuni impianti sono in grado di funzionare solo in un’unica direzione, ossia quando con la bassa marea l’acqua in uscita dal bacino può essere convogliata nelle turbine per effetto della gravità. Altri impianti, invece, possono operare in entrambe le direzioni, producendo energia elettrica anche durante l’alta marea grazie a un doppio sistema di turbine.
La seconda tecnologia per l’energia mareomotrice è rappresentata dagli idrogeneratori. Si tratta di turbine simili a quelle usate negli impianti eolici, ma installate sott’acqua sui fondali marini o collocate a mezz’acqua in aree soggette a un forte movimento mareale.
Queste turbine sfruttano l’energia prodotta dalle correnti per generare elettricità pulita. Al momento, esistono tecnologie con turbine ad asse orizzontale (con una forma simile a quella di una normale pala eolica), oppure verticale (le pale ruotano come una centrifuga), ma la ricerca nel campo dell’energia mareomotrice è in continua evoluzione.
Gli idrogeneratori sono in grado di produrre circa 3 kW di potenza elettrica per ogni metro di superficie con una velocità delle correnti di mare di 3 m/s. Rispetto alle turbine eoliche quelle marine sono più costose, perché devono essere più resistenti in modo da supportare la maggiore densità dell’acqua rispetto a quella dell’aria.
Un idrogeneratore è considerato una tecnologia più sostenibile rispetto alle centrali mareomotrici, poiché ha un costo inferiore, è in grado di generare energia elettrica anche con escursioni mareali contenute e comporta un impatto ambientale ridotto.
I vantaggi e gli svantaggi dell'energia mareomotrice
I vantaggi dell’energia mareomotrice sono legati alla possibilità di generare elettricità in modo sostenibile, senza produrre emissioni di CO2. Inoltre, è possibile sfruttare una risorsa gratuita e inesauribile, una soluzione utile per la transizione energetica e la riduzione dell’utilizzo dei combustibili fossili.
Al contrario, gli svantaggi riguardano la sua discontinuità, il fatto di dipendere, cioè, dal periodico innalzamento e abbassamento delle acque, seppur prevedibile. Bisogna considerare anche l’impatto ambientale dovuto alla costruzione delle centrali mareomotrici, in particolare per i grandi impianti a barriera, che alterano l’habitat marino, danneggiando flora e fauna ed erodendo la costa.
Energia mareomotrice e idroelettrica: quali sono le differenze?
L’energia mareomotrice non va confusa con l’energia idroelettrica, sebbene siano due tecnologie per certi versi simili. Nel primo caso si produce energia elettrica sfruttando le maree, ossia il movimento di grandi masse d’acqua causato dall’attrazione gravitazionale della Luna sulla Terra.
Con l’energia idroelettrica, invece, si sfruttano corsi d’acqua o bacini idrici posti in quota e dislivelli naturali o artificiali, per azionare delle turbine grazie alla caduta dell’acqua da grandi altezze e generare, così, elettricità.
L’energia mareomotrice, dunque, presenta caratteristiche di entrambe le forme di energia, quella eolica e quella idroelettrica.
L'energia mareomotrice in Italia
In Italia esistono alcuni esempi di utilizzo dell’energia mareomotrice. Tra questi c’è l’impianto di Punta Righini in Toscana inaugurato nel 2013, una macchina sommersa a 50 metri di profondità e in grado di produrre fino a 720 kWh l’anno di energia elettrica e coprire il fabbisogno energetico di 240 famiglie.
C’è anche l’impianto di Ganzirri a Messina, dove è operativa una turbina Kobold (è una turbina idraulica ad asse verticale per lo sfruttamento delle correnti di marea per la generazione di energia elettrica). In questo caso l’impianto ha un diametro di 6 metri ed è in grado di produrre fino a 21 MWh di energia elettrica all’anno.
Nel mondo il Paese più avanzato nel campo dell’energia mareomotrice è il Regno Unito, dove sono attivi la maggior parte dei progetti e si svolgono le principali ricerche in questo ambito.
L’impianto più grande al mondo infatti è il MeyGen in Scozia, con una potenza di 252 MW e una capacità potenziale di 398 MW, in grado di generare oltre 51 GWh di energia elettrica a marzo 2023.
Si tratta di un settore in forte sviluppo in cui i Paesi europei sono all’avanguardia, con tecnologie innovative e nuovi progetti in fase di sperimentazione che potrebbero supportare e accelerare la transizione energetica nei prossimi anni.
Articolo pubblicato il: 22/05/2023