Energia
Il vento può alimentare il mondo?
Vento in crescita
Energia solare, soprattutto fotovoltaica, è una forza trainante per il passaggio alle energie rinnovabili e potrebbe persino diventare quella dominante in futuro.
Nonostante ciò, l’energia solare presenta alcune limitazioni serie che la rendono più efficace quando è combinata con altre tecnologie. Queste possono includere batterie e connessioni a lunga distanza nella rete elettrica. Un’altra opzione è adottare altre forme di energia verde contemporaneamente per fornire una produzione complementare quando l’energia solare è meno produttiva (giorni nuvolosi, mesi invernali) o non produce affatto (notte).
Di gran lunga al di sopra di tutte le altre, il vento (in giallo e arancione sotto) è la principale forma di energia verde che accompagna il solare, soprattutto perché l’energia idroelettrica (in azzurro chiaro) dovrebbe stagnare negli anni a venire.
Fonte: EIA
Nel 2022, la generazione globale di energia eolica ha raggiunto 2100 TWh (in crescita del 14%). E per raggiungere gli obiettivi di Scenario Net Zero Emissions entro il 2050, un totale di 7 400 TWh è previsto nel 2030.
Per raggiungere questo obiettivo, la crescita della produzione dovrà accelerare ulteriormente fino a un tasso di capitalizzazione del 17%. Ciò si traduce nel trasformare l’attuale aggiunta annuale di capacità eolica di 75 GW all’anno in 350 GW all’anno entro il 2030.
Di questi 75 GW, 37 GW sono stati aggiunti dalla sola Cina, ovvero più della metà del totale mondiale.
So how can such an ambitious objective be achieved? It likely is only possible through a mix of technological improvement, massive investments, as well as tightly coordinated energy and industrial policies.
L’industria eolica esistente
Eolico onshore
Finora, le installazioni eoliche onshore hanno dominato il settore. Rappresentano il 93 % della capacità installata, ben al di sopra dei parchi di turbine eoliche offshore.
Fonte: EIA
Una ragione principale è stata puramente tecnica. L’eolico onshore è semplicemente più facile da implementare, con i progetti forniti da strade, camion e impianti di calcestruzzo locali.
Questo facile accesso si traduce anche in una manutenzione più semplice, poiché i tecnici possono vivere nelle vicinanze e accedere al sito in auto, e possono essere forniti di parti e consumabili dalle strade di accesso spesso costruite al momento, più che dalle turbine stesse.
Fonte: GEvernova
Nel complesso, una costruzione più semplice e una manutenzione più agevole portano a costi inferiori e a una maggiore redditività. Le turbine eoliche onshore non devono nemmeno confrontarsi con la corrosione dell’acqua salata, a differenza dell’eolico offshore, riducendo ulteriormente i costi di manutenzione.
Un altro vantaggio chiave delle turbine eoliche onshore, rispetto ai parchi solari, è che il sito può rimanere in gran parte coltivato o lasciato naturale. In confronto, l’uso duale del terreno per energia solare e agricoltura (cosiddetto agrivoltaico) è ancora un campo emergente.
Eolico offshore
Come spiegato, l’eolico offshore è ancora una minoranza della generazione di energia eolica.
Ciò è dovuto al fatto che dover essere costruiti in mare rende questi progetti naturalmente più intensivi in capitale. La distanza dalle aree abitate e la corrosione da acqua salata aumentano anche i costi di manutenzione e possono ridurre la durata della turbina eolica e dei suoi componenti.
Ci sono, tuttavia, diversi vantaggi dell’eolico offshore:
- Produzione più efficiente: i venti offshore sono più stabili, più potenti e soffiano più frequentemente rispetto a quelli terrestri.
- Ciò porta non solo a una maggiore produzione, ma anche a una produzione più prevedibile, più vicina alla produzione di base rispetto alla più intermittente generazione onshore.
- In molte regioni, l’eolico offshore aumenta nel pomeriggio e nella sera, quando la domanda è al massimo.
- Con la maggior parte della popolazione mondiale che vive vicino alle coste, i siti offshore sono spesso molto vicini ai consumatori.
- Un buon sito eolico in mare può essere molto più grande di uno onshore. Questo consente una maggiore scala.
- Meno impatto ambientale. Riducendo l’uso del suolo e non disturbando l’ecosistema locale con strade di accesso e traffico in aree remote, l’eolico offshore può essere più ecologico rispetto all’onshore.
- L’area limitata dei parchi eolici può persino aiutare gli ecosistemi marini.
- Meno opposizione: la distanza dai centri di popolazione e la visibilità limitata riducono notevolmente l’opposizione ai progetti eolici quando sono offshore. Le reazioni NIMBY (Not In My Back Yard) hanno un impatto molto minore.
A seconda della profondità, possono essere utilizzati diversi tipi di ancoraggio per le turbine eoliche offshore.
Fonte: DoE
Una volta completato, il parco eolico Dogger Bank nel Mare del Nord sarà il più grande parco eolico del mondo. Avrà una capacità installata di 3,6 GW, in grado di alimentare fino a 6 milioni di abitazioni britanniche all’anno.
Come migliorare le turbine eoliche
Sempre più grandi e più alte
Una tendenza duratura nell’industria eolica è stata quella di costruire turbine sempre più grandi e potenti. In generale, ci si aspetta che questa tendenza continui.
Fonte: DoE
Una ragione chiave è dovuta alla fisica fondamentale e alla geometria. Raddoppiare la lunghezza delle pale aumenta l’area spazzata totale di 4 volte.
Poiché l’area spazzata determina la quantità di vento catturata e la produzione di energia, raddoppiare le dimensioni della turbina quadruplica la produzione, e raddoppiandola nuovamente la produzione aumenta di 16 volte rispetto alla dimensione iniziale.
Un altro fattore guidato dalla fisica è che più forte è il vento, più energia viene generata. Non è una conversione diretta: se raddoppi la velocità del vento, puoi generare 8 volte più potenza attraverso la turbina.
Quindi turbine più grandi E venti più forti possono produrre 10 volte o più la potenza di modelli più piccoli.
Torri più alte generalmente significano venti più stabili e più forti, aumentando ulteriormente la produzione di elettricità.
Oggi la turbina eolica più potente è un prototipo da 18 MW di Dongfang Electric, distribuito a giugno 2024. Ha un diametro del rotore di 853 piedi (260 metri). Una singola turbina eolica potrà produrre l’equivalente del consumo annuo di elettricità di 40 000 famiglie.
Le turbine eoliche stanno diventando così grandi che l’unico modo realistico per trasportare le loro pale dalla fabbrica al sito è il trasporto aereo. Per questo motivo, l’azienda Raida sta costruendo il più grande aereo del mondo, e altre come Straightline Aviation stanno valutando il potenziale di dirigibili/zeppelin per portare la pala della turbina sul sito.
Fonte: Straightline Aviation
Infine, un’altra opzione è non costruire un pilastro gigante per una turbina gigante, ma una “parete di turbine” ancora più grande. Alcune unità sono in sviluppo per modelli da 40 MW e potrebbero raggiungere fino a 126 MW.
Un sistema del genere sarebbe più adatto a aree con venti molto forti e quasi costanti, come il Mare del Nord.
Fonte: Recharge News
Turbine eoliche più durevoli e riciclabili
Non importa quanto siano ben costruite, le turbine eoliche si danneggiano nel tempo, poiché sono esposte a molti stress meccanici dal movimento costante.
Questo ha recentemente causato alcuni problemi nel settore, con in particolare Gamesa (Siemens) che ha annunciato al mercato che alcuni motori delle turbine dovranno essere sostituiti molto prima del previsto, provocando un mini-crollo nelle azioni dell’energia eolica.
Mentre questi problemi sono risolvibili migliorando la durabilità delle turbine, un altro riguarda le pale delle turbine.
Fino a poco tempo fa, le pale in resina epossidica finivano nelle discariche, creando una situazione non così verde. Vestas Wind Systems ha recentemente presentato una nuova chimica epossidica che consente il riciclo completo. Questo permette all’industria eolica di diventare una catena del valore completamente circolare.
Fonte: Vestas
Ci aspettiamo che il resto dell’industria segua l’esempio e risolva il problema dello spreco di materiale e del riempimento delle discariche con pale che hanno raggiunto la fine della loro vita utile.
Energia eolica senza pale
Le grandi pale simili a un ventilatore sono finora il metodo preferito per sfruttare l’energia del vento. Ma non è affatto l’unica opzione. Molte altre sono state proposte o sono in sviluppo.
La prima idea è turbine ad asse verticale. Queste turbine sono spesso meno rumorose, più piccole e progettate per catturare venti meno forti.
Ciò le rende più adatte a contesti urbani o suburbani, nonché a installazioni sui tetti. Alcuni esempi sono le turbine Windspire o la turbina eolica Eddy.
Fonte: Inhabitat
Un’altra idea è rinunciare al pilastro che sostiene le turbine e costruire turbine eoliche volanti. L’idea è cercare i venti più forti dove si trovano, fino a 300‑600 m di altezza. Perché non legare la turbina eolica a un pallone di elio fluttuante, come il modello Altaeros:
Questo ha altri vantaggi, come la possibilità di muoversi su e giù per trovare venti più forti, eliminando completamente i costi di fondazioni in cemento, pilastri, gru, ecc. Il sistema può anche essere facilmente ridistribuito in nuovi siti in poche ore o giorni.
Infine, un’idea ancora più radicale è la raccolta di energia eolica senza movimento. Questo può, ad esempio, essere realizzato spostando “bastoni” come quelli di Vortex Bladeless o Windstalk, usando l’induzione elettromagnetica per generare energia. Questo significa che il sistema non ha ingranaggi né necessita di olio, il che gli conferisce una maggiore durata.
Altri sistemi senza movimento utilizzeranno la differenza di pressione dell’aria creata dal vento per generare energia, come il sistema Aeromine per tetti.
Fonte: Aeromine
Turbine eoliche duali e multifunzionali
Un altro modo per migliorare le turbine eoliche è usarle sia per la generazione di energia sia per altre funzioni contemporaneamente.
Ad esempio, le turbine eoliche offshore hanno già un ancoraggio solido al fondale marino e sono relativamente lontane in mare.
Questo le rende un punto di ancoraggio potenziale perfetto per altri sistemi:
- Pesca passiva, come la cattura in gabbia di pesci, aragoste, granchi, seppie, ecc.
- Acquacoltura, con la coltivazione di conchiglie o alghe marine.
- Allevamento ittico, come, ad esempio, salmoni.
- Progetti di restauro ecologico, come barriere coralline artificiali.
- Raccolta di energia mareomotrice e delle onde, consentendo l’uso doppio dell’ancoraggio e dei servizi di manutenzione per la produzione di energia.
Fonte: Research Gate
Onshore, le opportunità di uso duale sono più limitate, con il caso più attuale che consiste nell’aggiunta di un’antenna per telefonia cellulare al palo della turbina eolica.
Problemi dell’energia eolica
Poiché può produrre energia verde in momenti diversi rispetto al solare, l’energia eolica è un’ottima opzione per decarbonizzare la rete elettrica riducendo al contempo la necessità di costosi parchi di batterie.
Tuttavia, presenta alcune problematiche che devono essere riconosciute.
Pericolo per la fauna selvatica
La fauna può essere danneggiata dai combustibili fossili e da altre forme di generazione energetica, ma anche dalle turbine eoliche. Questo è particolarmente vero per gli uccelli, che spesso volano troppo vicino alle turbine e vengono uccisi dalle pale in rapido movimento.
In base a studi e località, sembra che ogni turbina uccida circa 4‑18 uccelli all’anno, o 0,45‑2,8 per GWh generato. Sebbene il numero sembri alto, è trascurabile rispetto agli uccelli uccisi da gatti, auto o pesticidi.
Fonte: Sustainability In Numbers
Questo potrebbe comunque rappresentare una preoccupazione maggiore per specie specifiche, in particolare rapaci come aquile, avvoltoi, ecc., nonché per gli uccelli migratori. Anche i pipistrelli possono essere gravemente danneggiati dalle turbine eoliche.
Tra i metodi di mitigazione proposti per ridurre questo problema ci sono:
- Fermare la turbina quando si muove molto lentamente, condizione particolarmente pericolosa per i pipistrelli.
- Evitare di costruire turbine in aree utilizzate dai rapaci per correnti ascensionali e corridoi migratori.
- Preferire poche turbine grandi rispetto a molte piccole.
- Dipingere le turbine di nero, per renderle più visibili agli uccelli.
Fornitura di terre rare
Un’altra preoccupazione riguardo all’energia eolica è che la generazione di potenza delle turbine dipende da magneti permanenti. Questi magneti richiedono minerali rari come il neodimio.
Una grande turbina eolica offshore a trasmissione diretta equipaggiata con uno di questi generatori può contenere più di 5 tonnellate di magneti
Mentre le terre rare rappresentano solo circa il 30 % del peso di questi magneti, ciò può comunque equivalere a centinaia di libbre di neodimio per megawatt di elettricità prodotto, oltre a quantità minori di disprosio e terbio.
Alla Kolesnikova‑ data and analytics lead at Adamas Intelligence – On Grist
La produzione di minerali di terre rare può essere un processo molto inquinante, ed è realizzata nella stragrande maggioranza in Cina.
Quindi non solo è necessario sviluppare processi più puliti per produrre elementi di terre rare, ma anche un processo di riciclo più efficiente.
Geopolitica
Parlando della Cina, il dominio totale del paese sulla catena di fornitura di energia rinnovabile ha suscitato allarme nei paesi occidentali.
La Cina produce il 66 % della nuova capacità di generazione eolica mondiale.
Fonte: Enerdata
Questo dominio è ancora più marcato osservando altri parametri:
- 426 nuovi modelli di turbine eoliche rispetto a 29 al di fuori della Cina nel periodo 2020‑2024.
- La Cina produce il 60 % della produzione globale di terre rare e ne raffina l’85 %, inclusa la produzione del 92 % di magneti di terre rare.
Quindi, con le tensioni geopolitiche in aumento tra Cina e Occidente, la catena di fornitura eolica può essere a rischio. In teoria, ciò dovrebbe favorire i produttori locali, sebbene la differenza di costo renda difficile ridurre la dipendenza dalle importazioni cinesi.
Investire nell’energia eolica
Puoi investire in società di energia eolica tramite molti broker, e qui su securities.io trovi le nostre raccomandazioni per i migliori broker negli Stati Uniti, Canada, Australia e Regno Unito, e in molti altri paesi.
Se non sei interessato a scegliere specifiche società di energia eolica, puoi anche considerare ETF come Global X Wind Energy ETF (WNDY), Invesco Wind Energy UCITS ETF (WNDE), o First Trust Global Wind Energy ETF (FAN) che offrono un’esposizione più diversificata per capitalizzare sul settore eolico.
Oppure puoi leggere il nostro articolo su “Top 10 Wind Power Stocks To Invest In”, così come su “Top 10 Renewable Energy Stocks To Invest In” e “Top 10 Battery Metals & Renewable Energy Mining Stocks”.
Investire in aziende eoliche
1. Ørsted A/S
Il produttore energetico danese è stata la prima azienda a creare un parco eolico offshore nel 1991, e attualmente gestisce anche il più grande parco eolico del mondo.
Ha subito una trasformazione massiccia, dal 2006, con l’83 % dell’energia prodotta da fonti fossili, a solo l’8 % ancora da fonti fossili nel 2023, il 3 % nel 2024, e in rotta per raggiungere il 99 % di produzione rinnovabile entro il 2025.
Ørsted ha parchi in Danimarca, Regno Unito, Germania, USA, Taiwan e Vietnam.
Metà di questa produzione proviene da parchi eolici offshore, e la generazione onshore è più o meno equamente divisa tra solare e parchi eolici onshore.
La maggior parte della crescita pianificata è nella generazione eolica offshore, seguita da quella onshore. Questo piano di crescita è interamente autofinanziato sulla base delle operazioni esistenti.
Fonte: Ørsted
Come pioniere e leader nella generazione di energia eolica, Ørsted è l’azione eolica più prominente per gli investitori che cercano esposizione al settore dal lato utility.
2. Vestas Wind Systems A/S
Vestas è un progettista, produttore e installatore di turbine eoliche. Con un totale cumulato di 177 GW installati, ha prodotto e installato più turbine eoliche di qualsiasi altra azienda.
L’azienda ha un pipeline di progetti di 29 GW. Controlla il 35 % del mercato della produzione di turbine eoliche, escludendo la Cina, rispetto al solo 20 % del 2010. Ha anche più ricavi, ordini e margini EBIT (Earnings Before Interests and Taxes) più alti di qualsiasi concorrente.
Uno dei seri problemi dell’energia eolica era l’impossibilità di riciclare le pale, che finivano in discarica, rendendo la soluzione poco verde. Vestas ha recentemente presentato una nuova chimica epossidica che consente il riciclo completo. Questo permette all’industria eolica di diventare una catena del valore completamente circolare.
Fonte: Vestas
Vestas ha superato la crisi del 2023 nel settore dell’energia eolica, con una forte ripresa negli ordini trainata da Europa e Asia Pacifica, nonostante una contrazione del mercato americano.
Fonte: Vestas
Vestas sta anche esplorando il potenziale dell’eolico per alimentare il primo impianto di ammoniaca verde al mondo, che può poi essere usato per trasportare idrogeno o produrre fertilizzanti senza gas naturale.
Grazie alla sua scala, al vantaggio tecnologico e ai margini più alti, Vestas è un investimento relativamente sicuro nella catena di fornitura dell’energia eolica, con le sue turbine tra le migliori della categoria.
3. Lynas Rare Earths Limited (LYSCF)
I metalli delle terre rare non sono tecnicamente rari sulla Terra, sebbene siano spesso difficili da ottenere perché presenti in concentrazioni molto basse anziché in minerali densi o pepite come la maggior parte degli altri metalli.
I metalli delle terre rare sono fondamentali per l’informatica e le tecnologie rinnovabili, in particolare costituiscono una parte vitale dei magneti permanenti necessari nelle turbine eoliche, nonché nei motori elettrici (inclusi quelli per veicoli elettrici) o nelle armi avanzate.
Attualmente, la maggior parte della produzione di terre rare, e ancora di più la raffinazione, è effettuata dalla Cina. Recentemente, la Cina ha iniziato a “weaponizzare” questo quasi monopolio, limitando nel 2023 le esportazioni di germanio e gallio, due metalli delle terre rare importanti per l’industria dei semiconduttori, in risposta alle sanzioni commerciali degli USA sulle tecnologie dei semiconduttori.
Lynas è un minatore di terre rare con miniere in Australia. L’azienda sta anche costruendo una struttura di lavorazione per spostare più delle sue operazioni di raffinazione in Australia invece di spedirle a partner in Cina.
Ciò sarà realizzato con la struttura di lavorazione delle terre rare di Kalgoorlie quasi completata (vedi il video timelapse della costruzione) e strutture associate in Malesia, oltre a un progetto previsto operativo in Texas entro il 2025‑2026.
Nel mezzo del 2024, è stata effettuata la prima spedizione da Kalgoorlie, con la struttura che dovrebbe aumentare la produzione per il resto dell’anno.
Fonte: Lynas
Gli elementi delle terre rare sono ora considerati un bene strategico, con la vulnerabilità di dipendere dall’approvvigionamento cinese percepita come un rischio critico, soprattutto in caso di conflitto militare.
Ciò significa che la produzione di Lynas potrebbe comandare un premio in caso di crisi internazionale o se la Cina decidesse di limitare ulteriormente l’esportazione di altri metalli delle terre rare.
Rappresenta anche un settore di mercato delle materie prime spesso non correlato ad altri metalli come ferro, rame o litio, fornendo diversificazione agli investitori.
