Energia Ondosa Giroscopica – Sfruttare il Mare Indomito

Circa il 70% della superficie terrestre è coperto dagli oceani, offrendo una vasta fonte di energia rinnovabile. Il suo potenziale è enorme—tanto che l’energia delle onde da sola è stimata a superare la domanda globale di elettricità attuale se sfruttata completamente.

Tuttavia, è una fonte rinnovabile in gran parte inesplorata, poiché catturare l’energia delle onde oceaniche ha a lungo frustrato gli ingegneri.

Per risolvere questo problema, una nuova ricerca dell’Università di Osaka si è rivolta a un metodo innovativo: un convertitore di energia ondosa giroscopico (GWEC) che utilizza un volano rotante all’interno di una struttura galleggiante per trasformare il movimento delle onde in elettricità.

L’analisi della ricerca rivela che, in linea di principio, questo dispositivo può assorbire fino a metà dell’energia ondosa in ingresso a qualsiasi frequenza delle onde, offrendo un modo per sfruttare l’enorme energia oceanica ancora inesplorata.

Mix Globale di Elettricità: Le Rinnovabili Crescono, i Combustibili Fossili Restano al Comando

Con il cambiamento climatico che sta provocando devastazioni in tutto il mondo, è imperativo allontanarsi dai combustibili fossili—fonti di energia non rinnovabili che si formano in milioni di anni e causano problemi ambientali significativi.

Uno dei modi più efficaci per ridurre la dipendenza da questi combustibili fossili è attraverso fonti di energia rinnovabile, che includono solare, eolico, idroelettrico, geotermico e biomassa.

Queste fonti naturalmente rinnovabili riducono le emissioni di gas serra, aumentano la sicurezza energetica di una nazione e riducono la vulnerabilità a interruzioni geopolitiche. Grazie a questi vantaggi, le fonti di energia rinnovabile rappresentano ora una quota crescente della produzione globale di elettricità. Nel 2024, hanno fornito un record del 32% della generazione elettrica globale, in crescita del 2% rispetto all’anno precedente, mentre la domanda globale di elettricità è aumentata del 4%, spinta dai data center.

“I paesi stanno pensando alla loro sicurezza e alla sicurezza energetica più che mai, e credo che ciò significhi che l’energia rinnovabile domestica, come l’eolico e il solare, diventa sempre più attraente.”

– Analista di elettricità e dati di Ember, Euan Graham ha detto a Reuters lo scorso anno

Mentre l’industria delle rinnovabili ha fornito ulteriori 858 TWh di generazione al sistema nel 2024, i combustibili fossili, tra cui carbone, petrolio e gas naturale, alimentano ancora la maggior parte delle esigenze energetiche del mondo. Il carbone è attualmente la più grande fonte di generazione di energia, rappresentando il 34% della produzione elettrica globale, mentre le centrali a gas rappresentano il 22%.

Tuttavia, secondo le previsioni dell’International Energy Agency (IEA), la capacità di energia rinnovabile aumenterà di quasi 4.600 GW tra il 2025 e il 2030.

Tra tutte le fonti rinnovabili, il solare sta crescendo più rapidamente man mano che i costi diminuiscono e l’adozione accelera a livello globale. Anche la capacità eolica sta crescendo rapidamente, mentre l’idroelettrico rimane il più grande contributore rinnovabile di lunga data. Per quanto riguarda la bioenergia, ha iniziato a guadagnare terreno, e il geotermico sta ottenendo partnership aziendali. Il futuro dell’energia sembra sempre più verde.

Sfruttare il Potenziale Inesplorato dell’Oceano

Nel panorama dell’energia rinnovabile, l’energia oceanica offre un enorme potenziale di risorse a livello globale. Comprende lo sfruttamento dell’energia da fonti marine, tra cui onde, maree, conversione termica dell’energia oceanica (OTEC) e correnti marine. L’energia mareale sfrutta correnti di marea prevedibili, l’OTEC utilizza gradienti di temperatura nell’acqua profonda dell’oceano, e le correnti marine catturano energia da flussi oceanici su larga scala.

La forma di energia marina più studiata è l’energia delle onde, che converte l’energia cinetica delle onde in elettricità. Le onde sono abbondanti, potenti e continue. Sono anche meno intermittenti rispetto al vento o al solare. Questa alta prevedibilità significa che il movimento delle onde di superficie può essere sfruttato 24/7, rendendolo estremamente utile per migliorare la pianificazione e la stabilità della rete.

Questa fonte di energia a zero emissioni ha visto una limitata diffusione commerciale, molto al di sotto di rinnovabili mature come il solare. Attualmente rappresenta la più piccola quota del mercato dell’energia rinnovabile. Nel 2024, il mondo ha aggiunto 1,6 megawatt (MW) di capacità di energia oceanica, portando la capacità operativa totale a circa 513 MW.

Questa lenta adozione è dovuta a diversi fattori, tra cui alti costi di capitale, vincoli specifici del sito e ostacoli tecnologici come l’integrazione alla rete. Le competenze della forza lavoro e l’incertezza normativa ostacolano anche il progresso nel settore. Inoltre, la manutenzione dei dispositivi in condizioni oceaniche difficili rimane una sfida importante insieme all’efficienza di conversione energetica.

Di conseguenza, i ricercatori sia nel mondo accademico che industriale continuano a lavorare per migliorare questi sistemi, rendendoli più durevoli e più capaci di affrontare l’irregolarità delle onde. Uno di questi sistemi che ha suscitato interesse è il convertitore di energia ondosa (WEC), un dispositivo che converte l’energia cinetica delle onde in elettricità.

Diversi innovatori stanno lavorando per avanzare questa tecnologia. Ad esempio, l’azienda svedese CorPower Ocean ha collaborato con OPS Solutions, con sede in Norvegia, attraverso il progetto COMPACT per ridurre i costi e la massa dei WEC sviluppando un prototipo di cilindro pre-tensione (PTC). Supportato dai finanziamenti EEA Grants “Blue Growth Programme”, il progetto sta sviluppando un involucro pressurizzato leggero per affrontare i costi di capitale e la robustezza del dispositivo.

Allo stesso tempo, gli sviluppatori hanno ottenuto miglioramenti di prestazioni misurabili. L’azienda norvegese Havkraft ha riportato un tasso di conversione energetica superiore all’80% nel suo ultimo test di laboratorio di un modello WEC in scala, un aumento del 15% rispetto ai test precedenti. Questo passo consente loro di identificare i rischi, garantire la qualità e comprendere le prestazioni, il che li aiuterà a scalare verso la commercializzazione.

“I risultati mostrano che la nostra ricerca sta dando risultati, e siamo un passo più vicini a una soluzione commerciale.”

– Responsabile Operazioni Nikolai Haldane

Nel frattempo in Scozia, AWS Ocean Energy ha avanzato il suo “Archimedes Waveswing”, un galleggiante subacqueo attivato dalla pressione progettato per convertire il movimento delle onde sotto la superficie. Il dispositivo ha registrato una potenza media superiore a 10 kW e ha raggiunto picchi oltre 80 kW durante condizioni di onde moderate, il 20% più alto rispetto alle aspettative dell’azienda.

L’unità sommersa alta sette metri è progettata per resistere a ambienti offshore difficili, inclusi venti di forza 10. Il suo design a singolo assorbitore la rende anche adatta per applicazioni di energia remota dove la resilienza è essenziale.

Oltre alle prestazioni tecnologiche, l’integrazione più ampia del sistema sta attirando l’attenzione. Recenti ricerche di fattibilità suggeriscono che l’installazione di WEC non deve avvenire a scapito delle attività costiere come il turismo o la pesca. Infatti, installazioni progettate correttamente possono fornire protezione costiera.

“È possibile proteggere la costa dalle azioni dell’ambiente marittimo e contemporaneamente produrre elettricità pulita, supportando così la transizione energetica del Portogallo e l’autosufficienza.”

– Paulo Rosa Santos, co-leader at CIIMAR

Questi progressi riflettono un settore che sta passando da prototipi sperimentali a soluzioni pratiche.

Sbloccare il Massimo Assorbimento di Energia con i Giroscopi

I dispositivi di energia ondosa (WEC) mirano a convertire il movimento continuo delle onde in elettricità utilizzabile in modo efficiente. Spinto da iniziative nazionali di innovazione, progressi tecnologici e integrazione con le infrastrutture locali, il mercato globale dei convertitori di energia ondosa è previsto crescere da 21,6 milioni di dollari nel 2025 a 38,2 milioni di dollari nel 2034, con un CAGR del 6,5%.

I WEC non sono ancora completamente commercializzati a causa di sfide tecniche, economiche e normative, quindi non esiste ancora una soluzione ottimale unica. Sono stati proposti molti tipi diversi, tra cui assorbitori puntuali, colonne d’acqua oscillanti (OCW), dispositivi di sovraccarico, attenuatori e sistemi giroscopici.

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Un convertitore di energia ondosa giroscopico utilizza un giroscopio nel suo sistema di estrazione di potenza (GPTO) per estrarre energia dal movimento delle onde. Il GPTO è composto da un generatore elettrico e da un volano montato su un telaio cardanico. Notare che il GPTO è racchiuso all’interno di un corpo galleggiante; mentre le onde si muovono, la struttura si muove con esse. Questo movimento è convertito dal volano rotante in energia elettrica. Poiché opera come un giroscopio, il comportamento del volano può essere sintonizzato per raccogliere energia su un’ampia gamma di frequenze delle onde, a differenza di altri WEC limitati a una banda stretta.

Il sistema sfrutta la precessione giroscopica, indotta dalla rotazione del volano e dal movimento di beccheggio del corpo galleggiante. La precessione giroscopica si verifica quando un oggetto rotante reagisce a una forza esterna. Quando le onde fanno muovere la piattaforma, il volano rotante cambia orientamento, e questo movimento collegato a un generatore produce elettricità. Essere alloggiato all’interno di uno scafo protegge il dispositivo dall’acqua salata, offrendo vantaggi di manutenzione e sicurezza.

I convertitori giroscopici rappresentano sforzi per superare le limitazioni dei WEC tradizionali, che spesso sono efficienti solo in condizioni specifiche. Takahito Iida, ricercatore dell’Università di Osaka, si è rivolto ai GWEC per la loro adattabilità. Nel suo studio, pubblicato sul Journal of Fluid Mechanics, Iida ha valutato se questo design può supportare una generazione su larga scala.

“I dispositivi di energia ondosa spesso faticano perché le condizioni oceaniche cambiano costantemente,” ha detto Iida. “Tuttavia, un sistema giroscopico può essere controllato in modo da mantenere un alto assorbimento di energia, anche quando le frequenze delle onde variano.”

Per comprendere come si comporta il sistema, ha utilizzato la teoria lineare delle onde per modellare l’interazione tra onde oceaniche, giroscopio e struttura. L’analisi ha aiutato il team a scoprire le impostazioni ideali per la velocità di rotazione e i controlli del generatore. Quando correttamente sintonizzato, il GWEC può raggiungere l’efficienza teorica massima di assorbimento energetico di un mezzo a qualsiasi frequenza delle onde.

“Questo limite di efficienza è una costrizione fondamentale nella teoria dell’energia ondosa,” ha osservato Iida. “Ciò che è entusiasmante è che ora sappiamo che può essere raggiunto su frequenze a banda larga, non solo in una singola condizione di risonanza.”

Il team ha verificato i risultati attraverso simulazioni numeriche sia nel dominio del tempo che in quello della frequenza. Questi risultati hanno confermato che il dispositivo mantiene un’alta efficienza vicino alla sua frequenza di risonanza, funzionando al meglio quando il movimento corrisponde al modello naturale delle onde. Questa chiarificazione sui parametri operativi dimostra la capacità di sviluppare sistemi di energia ondosa efficienti che aiutano a raggiungere gli obiettivi climatici.

Investire nell’Energia Rinnovabile

Da una prospettiva di investimento, poche società quotate sono dedicate esclusivamente all’energia delle onde. Rimane un segmento emergente con alti costi infrastrutturali e pochi progetti avviati. Le azioni pubbliche di pura energia ondosa hanno generalmente avuto performance scarse poiché la tecnologia è ancora nelle prime fasi di dimostrazione dell’economia su scala commerciale.

Invece, ci concentreremo su un’azienda con un solido portafoglio di rinnovabili posizionata per beneficiare della crescita dell’energia marina nel tempo. NextEra Energy, Inc. (NEE ) è un importante leader statunitense nel settore delle rinnovabili con ampia esperienza nell’eolico offshore e nell’integrazione di rete.

L’azienda opera attraverso NextEra Energy Resources (NEER) e Florida Power & Light (FPL). FPL è una utility elettrica regolamentata che vanta 35.052 megawatt di capacità netta, rendendola la più grande utility elettrica negli Stati Uniti per numero di clienti (12 milioni). Questo business regolamentato genera ricavi e flussi di cassa stabili, supportando la crescita dei dividendi.

NEER gestisce impianti di generazione e investe in energia pulita come combustibili rinnovabili, gasdotti e stoccaggio di batterie. NextEra Energy Resources è il più grande generatore di energia rinnovabile al mondo e continua a espandere il suo portafoglio di progetti. La sua forte crescita degli utili e gli accordi tecnologici strategici supportano potenziali guadagni futuri, sebbene rimanga vulnerabile a politiche anti-rinnovabili sotto l’amministrazione Trump.

Attualmente, il titolo di NextEra è scambiato a $90,79, vicino ai massimi recenti, in rialzo del 13,63% YTD e del 32% nell’ultimo anno. L’azienda ha un EPS (TTM) di 3,30 e un P/E (TTM) di 27,63.

NextEra paga un rendimento da dividendo del 2,73%. Recentemente, l’azienda ha dichiarato un dividendo trimestrale di $0,6232 per azione, un aumento del 10% su base annua. NextEra ha riportato utili rettificati di $1,133 miliardi per il Q4 2025 e $7,683 miliardi per l’intero anno. NEER ha segnalato l’attivazione di 7,2 GW di nuova generazione e l’aggiunta di 13,5 GW al suo backlog, portando il totale a 30 GW. Questo include un piano per riavviare la centrale nucleare Duane Arnold con Google.

“Crediamo che non ci sia alcuna azienda meglio posizionata per costruire l’infrastruttura energetica necessaria a soddisfare in modo affidabile e conveniente la crescente domanda degli Stati Uniti,” ha detto il CEO John Ketchum. L’azienda prevede che l’EPS rettificato cresca a un CAGR dell’8%+ fino al 2032. Sta inoltre espandendo le soluzioni di approvvigionamento di gas naturale attraverso acquisizioni strategiche.

NextEra prevede che l’EPS rettificato per il 2026 sarà compreso tra $3,92 e $4,02, con i dividendi in crescita del 6% all’anno fino al 2028.

Conclusione

Con l’aumento della domanda globale di energia, spinta da condizioni meteorologiche estreme e data center AI, la crescita delle energie rinnovabili diventa più cruciale per mitigare le emissioni. Mentre il solare e l’eolico dominano l’adozione, l’energia delle onde ha il potenziale di accelerare la transizione verso un’energia più pulita offrendo una risorsa prevedibile e ad alta densità.

La ricerca su tecnologie come l’energia ondosa giroscopica può aiutare a superare le barriere tecniche che limitano questo settore. Insieme a politiche di supporto e investimenti strategici, questi progressi possono contribuire a sbloccare una significativa nuova capacità.

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Riferimenti

1. Clemente, D., et al. Valutazione della produzione di elettricità e della protezione costiera di un parco ondoso vicino alla costa da 500 MW. Applied Energy 379, 124950 (2025). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.1249502
2. Iida, T. Analisi lineare di un convertitore di energia ondosa giroscopico che assorbe metà dell’energia delle onde su frequenze a banda larga. Journal of Fluid Mechanics 1029, A20 (2026). https://doi.org/10.1017/jfm.2026.11172