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Energia marina: cos’è, varie tipologie di sfruttamento, pro e contro

Una fonte di energia rinnovabile dall'elevato potenziale ma ancora poco sfruttata

L’energia marina è una delle opzioni possibili per la transizione energetica. Nonostante l’enorme potenziale di questa forma di produzione di energia green, attualmente, è ancora in fase sperimentale e non è ancora usata per dare energia elettrica alle nostre case. Sono comunque in atto vari progetti, in Italia e nel mondo.
Prima che questo tipo di energia rinnovabile arrivi ad affiancare l’energia solare e l’energia eolica, scopriamo di cosa si tratta, e quali sono i suoi vantaggi e svantaggi.

Energia marina: cos’è, varie tipologie di sfruttamento, pro e contro

Che cos’è l’energia marina

L’energia marina, anche chiamata energia pelagica o energia oceanica, è ricavata dal mare e dall’oceano, dove si trova in svariate forme, onde, correnti, maree, differenze di temperature… E può essere convertita in energia elettrica o meccanica.

Per sfruttarla servono degli impianti che incanalano queste forme, siano esse le onde, le correnti e le maree, oppure la differenza di temperatura che si registra ai diversi livelli di profondità dell’acqua, e che permettono di estrarre l’energia cinetica da usare per varie applicazioni.

Tuttavia, attualmente, queste tecnologie non sono ancora applicabili su larga scala e, soprattutto, non hanno ancora raggiunto un livello di sviluppo tale da poter essere utilizzate su larga scala. Anche perché sono necessarie infrastrutture molto complesse e impattanti a livello ambientale.

Di fatto, infatti, lo sfruttamento dell’energia del mare è ancora in fase sperimentale, pur essendo attivi numerosi progetti sperimentali.

Come si produce l’energia marina

I metodi di produzione di energia dall’oceano sono diversi a seconda del tipo di energia che viene sfruttato.

Energia delle onde

L’energia dalle onde del mare, nota anche come energia del moto ondoso, prevede la conversione dell’energia cinetica delle onde in elettricità.

Il meccanismo più noto e sfruttato per immagazzinare l’energia prodotta dalle onde si basa sui generatori a colonna d’acqua oscillante che catturano le onde in arrivo sulla costa. In pratica, l’acqua entra in una camera cilindrica, in cui, sopra alla superficie dell’acqua, si trova dell’aria. L’arrivo dell’onda provoca l’innalzamento del livello dell’acqua, che va a comprimere l’aria soprastante. Sia in fase di entrata che di uscita, l’acqua aziona una turbina.

Energia marina

Questa forma di energia marina ha un grande potenziale. Basti pensare alla forza del moto ondoso in zone come l’Atlantico settentrionale. Tuttavia, sfruttare su larga scala questo tipo di rinnovabile non è così semplice:

  • la difficoltà nell’utilizzo di sistemi meccanici e di ancorare correttamente le in un ambiente molto turbolento
  • la corrosione dell’attrezzatura sommersa
  • un forte impatto ambientale sia degli impianti costruiti sulla costa che di quelli al largo, che possono intaccare la biodiversità marina
  • la forte variazione dell’intensità nel tempo: nei giorni di calma è quasi nulla, per poi arrivare a centinaia di kilowatt per ogni metro di costa durante le tempeste
  • la difficoltà e la pericolosità di installare e mantenere le strutture in mare

Energia mareo-motrice

Si fonda sulle variazioni del mutamento del livello del mare provocato dalla presenza delle maree. In genere, vengono costruiti particolari impianti, come delle dighe, posti in mezzo al mare o nei pressi degli estuari dei fiumi., ed al loro interno inserite delle turbine, che lavorano 2 volte al giorno.

  • Quando il livello dell’alta marea è notevole, l’acqua viene incanalata in tunnel all’interno dei quali prende velocità ed aziona le turbine, che convertono così l’energia cinetica dell’acqua in elettricità
  • Quando c’è bassa marea, l’acqua è trattenuta all’interno di un bacino e poi rimessa in mare

Per sfruttare appieno il potere dell’energia mareo-motrice, i valori ideali dell’ampiezza della marea devono essere compresi tra 10 e 15 metri.

Ovviamente, in alcuni periodi dell’anno, la produzione è scarsa. Pur trattando si di una forma energetica totalmente green e rinnovabile, va però tenuto conto dell’impatto ambientale causato dalla costruzione degli impianti per sfruttare la forza delle maree.

Energia delle correnti

Grazie alle correnti marine è possibile produrre energia meccanica, attraverso un meccanismo del tutto simile a quello dell’energia eolica. Il moto delle correnti oceaniche ha una notevole forza (indicativamente dai 10 ai 20 km/h) e, inoltre, possiede densità e flusso di molto maggiori rispetto a quelli dell’aria.

Il meccanismo funziona attraverso particolari turbine ad immersione, che recuperano l’energia delle correnti marine. Molti impianti di questo tipo sono ancora in fase di sperimentazione.

Il principale svantaggio di questa forma energetica rinnovabile sta nel fatto che le attrezzature poste sott’acqua, sono soggette a corrosione ed hanno costi di manutenzione molto alti.

Energia talassotermica

Questo tipo di energia si basa sulla differenza di temperatura che si registra tra l’acqua posta in superficie (dai 22° in su) e quella che si trova più in profondità (2-4°). L’acqua calda che si trova in superficie aziona una turbina che, a sua volta, alimenta un generatore, usando lo scambio di calore con un fluido.

A sua volta, l’acqua fredda a livelli più profondi, permette il mantenimento del ciclo operativo.

Gli impianti che sfruttano l’energia talassotermica contengono ammoniaca, in quanto a contatto con l’acqua marina calda, si trasforma in vapore. Il vapore mette in aziona una turbina che, a sua volta, produce elettricità. Poi, attraverso un processo di condensazione, torna allo stato liquido.

Questo tipo di energia ha però alcune grosse limitazioni:

  • può essere sfruttata soltanto nelle aree tropicali, dove si registra una forte escursione termica tra acqua in profondità e in superficie
  • gli impianti richiedono costi di realizzazione molto elevati
  • gli impianti sono soggetti a forte corrosione marina

Energia a gradiente salino o osmotica

L’energia osmotica, denominata anche energia a gradiente salino, permette la produzione di elettricità dall’acqua salata.

Il processo avviene tramite una membrana semipermeabile che separa due fluidi caratterizzati da differenti gradi di salinità: acqua salata da una parte e acqua dolce dall’altra.

La membrana, infatti, fa passare le molecole d’acqua, e trattiene quelle di sale. Il passaggio dell’acqua da una parte all’altra della membrana mette in azione una turbina che produce energia elettrica.

Questa tecnologia è ancora in fase sperimentale. I suoi limit sono:

  • necessita dell’impiego di membrane altamente preformanti, con un grado di resistenza eccellente
  • gli impianti devono essere costruiti in aree dove il contatto tra acqua dolce e acqua di mare è facile

I vantaggi dell’energia marina

Come già accennato, l’energia che arriva dall’oceano non è ancora utilizzata per dare energia elettrica alle case perché mancano le infrastrutture e gli impianti necessari a sfruttarla su larga scala in maniera economica.

Tuttavia, se si trovasse il modo di utilizzarla più facilmente a costi contenuti, potremmo godere dei suoi numerosi vantaggi.

  • Rappresenta una fonte di energia pulita 
  • È gratuita
  • Molti impianti non sono invasivi e quindi hanno un impatto ambientale basso
  • Costituisce una risorsa importante in termini quantitativi in quanto copre il 70% circa della superficie del pianeta
  • Può essere raccolta e sfruttata con vari metodi
  • È pianificabile in maniera piuttosto precisa studiano la forza delle onde, rendendola una forma di energia rinnovabile prevedibile
  • Riduce la dipendenza dal petrolio
  • Permette potenzialmente la produzione di quantità di energia molto elevate. Per dare un’idea, nei pressi della riva, la densità di potenza ha valori compresi tra 30 kW e 40 kW per metro di onda; a mano a mano che poi ci si sposta al largo, in acqua più profonde, la densità di potenza aumenta fino a circa 100 kW
  • Può essere sfruttata anche in mare aperto, per mezzo di centrali elettriche collocate al largo. Tra l’altro, è proprio in mare aperto che il potenziale delle onde aumenta.

energia marina

Gli svantaggi dell’energia marina

Nonostante tutti gli indiscutibili benefici, la produzione di energia elettrica tramite lo sfruttamento dell’energia del moto ondoso, delle maree e delle correnti marine, lo sfruttamento della differenza di temperature dell’acqua a vari livelli di profondità, sono processi piuttosto complessi e costosi.

  • Difficoltà a trovare le zone più adatte dove installare gli impianti
  • Difficoltà nell’individuare le zone più adatte dove installare gli impianti
  • Costi di realizzazione e gestione sono elevati
  • Comporta rischi nei confronti dell’ecosistema marino: il rumore generato da alcuni macchinari può arrecare disturbo alle varie specie marine, andando così ad alterare gli habitat acquatici
  • Prestazioni limitate in presenza di condizioni meteorologiche avverse
  • Paesaggio costiero deturpato dagli impianti, che, inoltre, possono generare inquinamento acustico a danno delle comunità costiere, e dare disturbo alle navi (da crociera, private, commerciali, cargo) ed alle attività marittime

Impianti a energia marina in Italia e nel Mondo

L’energia del mare è una fonte di energia rinnovabile non ancora sfruttata e in fase di sperimentazione.
Ci sono comunque alcuni impianti.

In Italia, uno dei siti più interessanti di energia da correnti marine si trova nello Stretto di Messina, dove sono presenti correnti molto veloci.

Nel porto di Civitavecchia è stata predisposta l’installazione di due impianti, il REWEC e il WAVESAX, del tipo Oscillating water column.

Il più grande impianto per sfruttare l’energia da marea si trova in Corea del Sud ed ha un a potenza da 254 MW.

Attualmente, l’unica centrale di energia mareo-motrice in funzione si trova in Francia: a Saint Malo, sulla foce del fiume Rance. Costruita negli anni ’60, sfrutta una marea molto ampia, che può arrivare ad un dislivello di 13,5 m. La potenza massima erogabile è di 240 MW, mentre la portata raggiunge 18.000 mc d’acqua al secondo. Questa centrale copre il 3% del fabbisogno elettrico della Bretagna.

Energia marina in Italia

Nell’ambito dell’energia marina, l’Italia si annovera fra le nazioni più attive. Rientra infatti fra i 6 Paesi dell’Unione europea ad aver adottato specifiche politiche per lo sfruttamento di questa risorsa.

Inoltre, 5 prototipi italiani (1 per le maree e 4 per le onde) si sono aggiudicati un “Livello di maturità tecnologica” pari o superiore a 7, in una scala che va da 1 a 9.

Il prototipo più recente è il Pewec, Pendulum Wave Energy Converter, progetto congiunto di ENEA e del Politecnico di Torino. Un sistema low-cost di produzione di energia dal mare molto interessante per le varie piccole isole italiane che non sono autosufficienti a livello energetico. Si tratta di un impianto galleggiante da posizionare in mare aperto, in grado di produrre energia elettrica, sfruttando l’oscillazione per effetto delle onde.

I ricercatori stanno studiando varie possibilità per adottare materiali a basso costo e integrare il sistema di pannelli fotovoltaici.

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Ultimo aggiornamento il 13 Marzo 2024 da Rossella Vignoli

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Rossella Vignoli

Fondatrice e responsabile editoriale, è esperta di bioedilizia, design sostenibile e sistemi di efficienza energetica, essendo un architetto e da sempre interessata al tema della sostenibilità. Pratica con passione Hatha yoga, ed ha approfondito vari aspetti dello yoga. Inoltre, è appassionata di medicina dolce e terapie alternative. Dopo la nascita dei figli ha sentito l’esigenza di un sito come tuttogreen.it per dare delle risposte alla domanda “Che mondo stiamo lasciando ai nostri figli?”. Si occupa anche del sito in francese toutvert.fr, e di designandmore.it, un magazine di stile e design internazionale.

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