Fonti di Energia Sostenibile e Tassi di Adozione

Un numero crescente di persone a livello globale e una maggiore consapevolezza ambientale stanno spingendo la necessità/desiderio di trattare la nostra casa (Terra) in modo più gentile. Fortunatamente, se osserviamo attentamente, l’energia illimitata può essere trovata ovunque intorno a noi. Qualsiasi oggetto in movimento, che produce calore o anche luce, è una potenziale fonte.

Identificare le fonti di energia è la parte facile. L’ostacolo difficile da superare è sfruttare tali risorse in modo affidabile e costante. Fortunatamente, i progressi nella scienza dei materiali hanno consentito efficienze mai immaginate in passato.

Energia Sostenibile

Prima di immergerci in alcuni esempi di energia pulita e nelle aziende che ne guidano l’utilizzo, è importante comprendere la distinzione tra fonti sostenibili e rinnovabili.

In parole semplici, l’energia rinnovabile proviene da fonti che naturalmente riforniscono la loro disponibilità più rapidamente di quanto la utilizziamo. Tuttavia, ciò non significa necessariamente che queste fonti forniscano energia pulita – solo che l’approvvigionamento non può essere esaurito con la domanda attuale.

L’energia sostenibile, invece, si riferisce a fonti che non solo si auto-rigenerano, ma nel tempo non avranno alcun effetto negativo sulla Terra. Queste fonti tengono conto delle generazioni future e mirano a offrire loro una Terra verde, anziché una continuamente devastata da carbone, petrolio, metano e altri esempi di energia inquinante.

Va notato che, sebbene esista una distinzione tra fonti sostenibili e rinnovabili, nella maggior parte dei casi entrambe le etichette si applicano. Naturalmente, quelle che riescono a essere entrambe sono le più intriganti.

• Sostenibile dal punto di vista ambientale
• Sostenibile dal punto di vista finanziario
• Sostenibile dal punto di vista sociale

Un esempio comune di fonte di energia sostenibile è l’energia idroelettrica. Tra le maree generate dalla Luna, le onde e i cicli climatici, ci sarà sempre acqua corrente sulla Terra. Sfruttare l’energia cinetica dell’acqua in movimento non è solo un processo naturalmente rinnovabile, è sostenibile perché non avrà effetti negativi sulla Terra negli anni a venire, ed è già economicamente e socialmente fattibile.

Un esempio comune di fonte di energia rinnovabile che di solito non è considerata sostenibile è la biomassa. L’applicazione più ovvia è bruciare legno come fonte di calore. Sebbene la fornitura di biomassa possa essere rinnovata più rapidamente di quanto la utilizziamo, non è sostenibile a causa dei gas serra risultanti dalle sue emissioni.

Un esempio comune di fonte di energia non rinnovabile e non sostenibile sono i combustibili fossili. Con la proliferazione del motore a combustione interna, la fine delle nostre riserve di combustibili fossili è già in vista. Questa fonte, che ha richiesto letteralmente milioni di anni per formarsi, è essenzialmente non rinnovabile, terribile per l’ambiente e semplicemente non è una fonte sostenibile per il futuro.

Principali Candidati

Ora che comprendiamo la distinzione tra fonti di energia rinnovabili e sostenibili, ecco alcuni esempi di quelle che mostrano le maggiori potenzialità. Ognuna di esse è già in uso in tutto il mondo, vantando livelli promettenti di adozione.

È importante ricordare che una fonte non è necessariamente migliore dell’altra. La migliore fonte di energia è quella facilmente disponibile nell’ambiente locale.

Idroelettrico

Sfruttare l’acqua come fonte di energia non è una novità – abbiamo utilizzato dighe e mulini ad acqua per secoli. Oggi, l’energia idroelettrica è la più grande fonte mondiale di elettricità a basso contenuto di carbonio, rappresentando oltre 15% della fornitura totale. I casi d’uso tipici si basano sullo sfruttamento dell’energia cinetica dell’acqua in movimento per far girare una turbina e generare elettricità.

Un esempio di organizzazione che mira a migliorare la nostra capacità di sfruttare l’energia delle maree e la nostra comprensione del suo impatto sugli ecosistemi locali è il Fundy Ocean Research Centre for Energy (FORCE). Questa organizzazione finanziata dal governo ha sede in Nuova Scozia, Canada, dove nella Baia di Fundy si trovano le maree più grandi del mondo.

Nella Baia di Fundy, oltre 160 miliardi di tonnellate d’acqua fluiscono dentro e fuori, due volte al giorno, ogni giorno – come un orologio. La forza di quest’acqua in movimento è impressionante e offre il potenziale per una produzione di energia altrettanto straordinaria, affidabile quanto il sorgere della Luna. Questo progetto è al centro di uno studio a lungo termine sui potenziali pericoli che le turbine mareali possono rappresentare per la vita marina vegetale e animale.

Attualmente, l’energia idroelettrica nel suo complesso rappresenta oltre il 70% dell’elettricità globale proveniente da una fonte sostenibile, con Cina e Stati Uniti in testa. Guardando al futuro, il mercato delle onde e delle maree dovrebbe crescere da 0,59 Mrd nel 2021 a 4,41 Mrd nel 2028.

Eolico

Come l’energia idroelettrica, l’elettricità generata dal vento non è una novità. Invece di sfruttare l’energia cinetica dell’acqua in movimento per far girare una turbina, il processo è replicato facendo girare dal vento le pale di una turbina.

Sebbene il vento possa essere sfruttato per generare elettricità praticamente ovunque nel mondo, la pratica non è priva di sfide. Oltre a richiedere ampie superfici di terreno per ospitare questi enormi impianti, il vento non è semplicemente affidabile come le maree. Un giorno può esserci vento, il giorno successivo può esserci calma.

Nonostante queste sfide, l’energia eolica continua a crescere in popolarità, rappresentando oltre 7,6% della produzione elettrica mondiale. Negli Stati Uniti, il vento è già diventato la più grande fonte di energia rinnovabile, rappresentando circa il 10% della propria produzione elettrica.

Un esempio di azienda che promuove l’adozione dell’energia eolica è Siemens AG (SIE.SW ) (SIE.DE ) (SIEGY). Questo conglomerato ha registrato un fatturato di 71,98 Mrd nel 2022 e, al momento della stesura, le azioni di Siemens AG (SIEGY) sono valutate da vari analisti come ‘over’. Fondata nel 1847, è un’azienda che sa adattarsi ai tempi. Con ciò in mente, Siemens ha intere divisioni dedicate allo sviluppo di tecnologie che ci permetteranno di passare dai combustibili fossili a fonti sostenibili.

Solare

Mentre le turbine sono fondamentali per la creazione di elettricità quando si utilizzano fonti come l’idro o il vento, non sono più necessarie quando sfruttiamo il fotovoltaico. L’effetto fotovoltaico, reso possibile dal fatto che i fotoni eccitano un substrato, è la tecnologia alla base dell’energia solare. Il Sole è probabilmente la fonte di energia più abbondante del nostro sistema solare – perché non sfruttare tutto ciò che offre.

Solare è unico nella sua capacità di essere utilizzato in applicazioni piccole come una batteria personale, o grandi come l’alimentazione di intere città. Come tutte le fonti di energia, ha delle limitazioni. Sebbene le tecnologie moderne abbiano notevolmente aumentato l’efficienza e l’accessibilità dei pannelli solari, la pratica rimane più adatta a regioni con molta luce solare. Avvicinandosi ai poli, ci sono aree della Terra private del sorgere del sole per mesi.

Attualmente, i recenti progressi nelle tecnologie solari hanno permesso che il 4,8% e in crescita della produzione elettrica globale provenga da questa fonte sostenibile. Sebbene gli Stati Uniti siano in vantaggio nella produzione di energia derivata dal vento, sono leggermente indietro nel solare, con circa il 3% derivante dallo sfruttamento dei raggi solari.

Una delle aziende più importanti e innovatrici nel campo della tecnologia solare è la casa produttrice di veicoli elettrici (EV), Tesla (TSLA ) (TSLA). Da anni, l’azienda sviluppa e installa i suoi tetti solari, che consentono ai proprietari di case di eliminare i tradizionali pannelli solari e utilizzare tegole fotovoltaiche al loro posto. Nel corso del 2022, Tesla ha registrato un fatturato di 81,46 Mrd e, al momento della stesura, è valutata da vari analisti finanziari come ‘over’.

Geotermico

Si crede che, in epoche remote, la Terra fosse interamente composta da materiale fuso, ricoperta da oceani di magma. Miliardi di anni dopo, si è raffreddata, rendendo la superficie abitabile per l’umanità. Tuttavia, il nucleo è ancora in attività, continuando a riscaldare gli strati circostanti. È questa energia, presente sotto la superficie terrestre, che ora stiamo sfruttando, definendola geotermica.

Il geotermico funziona tipicamente sfruttando l’energia termica della Terra per riscaldare un mezzo liquido con alta capacità termica, che viene poi utilizzato per alimentare turbine che generano elettricità. Negli ultimi anni, il geotermico è diventato sempre più popolare, poiché non è più limitato a grandi impianti, ma è anche adatto per installazioni residenziali come forma di riscaldamento.

Sebbene l’energia geotermica possa essere sfruttata ovunque se si scava a sufficienza, esistono punti caldi naturali in tutto il mondo che semplificano notevolmente il processo – in particolare i vulcani. Nazioni come El Salvador hanno riconosciuto questo e stanno facendo sforzi concertati per sfruttare questa fonte di energia pulita, poiché è anche abbondante e affidabile.

Attualmente, nonostante le sue potenzialità, si ritiene che l’energia geotermica rappresenti circa lo 0,4% della fornitura elettrica mondiale – una percentuale simile a quella degli Stati Uniti. Oltre ai vulcani, il geotermico è particolarmente accessibile vicino a placche tettoniche e faglie. Di conseguenza, la California costiera è una regione privilegiata per accedere a questa energia pulita.

Per gli investitori che desiderano esporsi al settore dell’energia geotermica, una delle aziende leader è Ormat Technologies (ORA ) (ORA). L’azienda possiede attualmente oltre 150 impianti geotermici e impiega più di 1.300 persone. Negli ultimi cinque anni, Ormat Technologies ha costantemente registrato ricavi annui superiori a 650 Mrd e dovrebbe essere ben posizionata per capitalizzare la crescente popolarità del geotermico.

Guardando al Futuro

Mentre le fonti di energia elencate sopra vantano un enorme potenziale per favorire un futuro più verde, esistono un altro paio di opzioni che un giorno potrebbero superarle tutte.

Fusione Nucleare

Un tempo parte della fantascienza, la fusione nucleare potrebbe un giorno diventare realtà man mano che gli scienziati continuano a ottenere promettenti progressi verso lo sfruttamento di quel che è il ‘sacro Graal’ della produzione energetica. In effetti, i progressi sono talmente avanzati che i governi stanno ora pianificando di costruire impianti prototipo funzionanti prima del 2040.

Per chi non lo conosce, la fusione nucleare – lo stesso processo che alimenta il nostro sole ‘Sol’ – non deve essere confusa con la fissione nucleare (il processo attualmente usato nelle centrali nucleari moderne). Entrambi rilasciano enormi quantità di energia, tuttavia la prima lo fa creando condizioni per combinare i nuclei, mentre la seconda divide elementi pesanti come l’uranio.

La fusione non solo rilascia più energia della fissione, ma è un processo notevolmente più pulito. La questione attuale, su cui gli scienziati stanno lavorando, è sviluppare le condizioni adeguate per facilitare e sfruttare in sicurezza il processo.

Piezoelettricità

Abbiamo recentemente esaminato la piezoelettricità e come sia una delle fonti di energia più comunemente utilizzate, ma poco conosciute. La piezoelettricità è la capacità di un materiale, artificiale o naturale, di generare una scarica elettrica quando sottoposto a pressione esterna.

Già utilizzata da decenni in oggetti comuni come microfoni, accendini e altro, la scienza dei materiali moderna continua a progredire verso un giorno in cui potremo sfruttare abbastanza elettricità tramite questo effetto per applicazioni su larga scala.

Come la fusione nucleare, il potenziale di utilizzo diffuso dei materiali piezoelettrici sembrava fantascienza. Sebbene manchino ancora molti anni, potrebbe un giorno portare a un mondo in cui le batterie di grandi dimensioni siano in gran parte obsolete, poiché i materiali piezoelettrici consentono dispositivi autoalimentati.

Parola Finale

Sebbene il mondo sia ancora dipendente da fonti energetiche come prodotti petroliferi, carbone e gas naturale, è evidente che non rappresentano il futuro. Fortunatamente, l’energia è ovunque intorno a noi e la scienza moderna ci offre sempre più l’opportunità di attingere a una lista crescente di fonti pulite.

Mentre il futuro potrebbe vedere la Terra dipendente dalla fusione nucleare e da dispositivi autoalimentati, sarà l’adozione continua di idroelettrico, eolico, solare e geotermico a permetterci di arrivarci.