Alcuni ricercatori del EPFL e dell’SLF illustrano in uno studio quali energie rinnovabili devono essere sfruttate tramite nuovi impianti nei diversi luoghi del territorio svizzero al fine di aumentare al massimo la neutralità carbonica e l’indipendenza energetica del Paese.
L’installazione di generatori eolici, nonché di pannelli solari, sulle Alpi è la soluzione più efficace per raggiungere la neutralità e l’indipendenza della Svizzera sotto il profilo energetico. Lo «scenario ottimale» individuato dalle ricercatrici e dai ricercatori del Laboratorio di scienze della criosfera CRYOS dell’EPFL e dell’Istituto WSL per lo studio della neve e delle valanghe SLF prevede nuovi impianti, per il 75% eolici e per il 25% fotovoltaici, che si aggiungerebbero alle attuali centrali idroelettriche. I risultati dello studio, finanziato dal Fondo nazionale svizzero e dall’Ufficio federale dell’energia, sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Environmental Research Letters.
«Siamo consapevoli del fatto che si tratta di uno scenario provocatorio. Tuttavia, abbiamo voluto portare la riflessione all’estremo al fine di illustrare la soluzione più efficace – per quanto radicale possa sembrare – nella consapevolezza che il mondo politico sceglierà una via intermedia tra lo scenario presentato e la situazione attuale», spiega Jérôme Dujardin, primo autore dello studio e dottorando in scienze e ingegneria dell’ambiente presso l’EPFL.
Peculiarità elvetiche
Il nuovo metodo sviluppato dal laboratorio CRYOS mostra quale sia l’energia rinnovabile più adatta da installare in considerazione della topografia svizzera, dei microclimi, delle problematiche legate all’accumulo dell’energia idraulica e agli accordi di scambio con i Paesi confinanti. Per giungere a questo risultato, le scienziate e gli scienziati hanno basato i loro calcoli su dati meteorologici svizzeri (irraggiamento solare, velocità dei venti ecc.) e il modello SUNWELL basato su dati satellitari, tenendo conto anche dell’infrastruttura idroelettrica esistente.
Per svolgere uno studio adattato alla Svizzera, un’analisi ad alta risoluzione del territorio ha permesso loro di parametrizzare il modello al fine di mantenere una distanza minima di 500 m tra le nuove turbine eoliche e le abitazioni, evitare i ghiacciai, le forti pendenze, le foreste e il Parco Nazionale nonché, per quanto riguarda i pannelli fotovoltaici, i versanti esposti a nord. Le scienziate e gli scienziati hanno inoltre considerato la rete elettrica secondo i piani fino al 2025 al fine di assicurarsi che il sistema elettrico nel suo complesso fosse operativo.
Il Giura, campione dell’eolico
Lo studio evidenzia che il Giura è sicuramente la regione più interessante per l’installazione di turbine eoliche e che i territori disabitati presentano ancora un grande potenziale. Da sola, la regione comprende il 40% delle installazioni raccomandate dal modello, seguita da Alpi e Prealpi. Le studiose e gli studiosi sono inoltre giunti alla conclusione che l’installazione di grandi quantità di pannelli solari sui tetti delle città non sarebbe rilevante, principalmente in ragione dell’eccessiva copertura nuvolosa durante la stagione fredda.
Pannelli solari sulle Alpi
Per contro, secondo Michael Lehning (co-autore della ricerca, professore ordinario e direttore del laboratorio CRYOS) vale la pena di approfondire una questione ancora poco nota: «Il nostro studio conferma che esiste una reale opportunità, anche economica, dall’installazione di pannelli solari sulle Alpi. L’irraggiamento solare durante i mesi invernali è forte e la rete elettrica esistente (legata alla produzione di energia idraulica) potrebbe servire a trasportare la corrente fotovoltaica in pianura. Questa opportunità è altrettanto valida per le turbine eoliche in ambiente alpino, un potenziale ancora inesplorato a causa della complessità topografica delle Alpi».
A suo parere, la conclusione di questa ricerca dovrebbe motivare la politica a interessarsi di queste opportunità. «In estate, la Svizzera dispone di una grande quantità di energia idraulica piuttosto inutile in questa stagione, soprattutto a fronte del perdurante aumento degli impianti fotovoltaici su tetto. Il nostro studio dimostra che l’installazione di pannelli solari alpini si combina meglio con l’energia idraulica e può ridurre la nostra dipendenza dalle energie dei Paesi vicini dell’80% durante l’inverno».
La Svizzera è servita come caso di studio per le ricercatrici e i ricercatori. Il loro nuovo metodo di ottimizzazione, basato su una «strategia evolutiva» ispirata all’evoluzione degli organismi viventi, mira a testare diversi scenari e a combinare in modo ottimale le energie rinnovabili al fine di individuare lo scenario più efficace e neutro sotto il profilo delle emissioni di anidride carbonica. Questo metodo è il primo in grado di tenere conto di così tanti elementi, nonché di identificare la rilevanza di una determinata energia rinnovabile a livello locale su un intero territorio; come tale, potrebbe pertanto essere applicato ad altri Paesi.
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Links
Dujardin, A.; Kahl, A.; Lehning, M., 2021: Synergistic optimization of renewable energy installations through evolution strategy. Environmental Research Letters, 16: 064016. doi: 10.1088/1748-9326/abfc75
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