Le diverse tipologie di energia rinnovabile

L’energia rinnovabile, nota anche come energia pulita, è prodotta da risorse naturali che vengono generate e reintegrate più velocemente di quanto vengono consumate, come il sole, l’acqua e il vento. La maggior parte delle fonti energetiche rinnovabili produce zero emissioni di carbonio e inquinanti atmosferici minimi. I combustibili fossili (petrolio, carbone e gas naturale), d’altro canto, sono risorse limitate e rilasciano emissioni nocive di gas serra (GHG), tra cui anidride carbonica (CO2) e metano, quando bruciati. Sono ampiamente considerati le principali cause del cambiamento climatico e, in particolare, del riscaldamento globale.

Comprendere i tipi di fonti di energia rinnovabile disponibili può essere un passo fondamentale verso la riduzione dell’impronta di carbonio e, per le organizzazioni, verso la riduzione dell’impatto ambientale delle operazioni e della catena di fornitura.

Energia solare

L’energia solare si è evoluta per essere efficiente, versatile e resiliente. Attualmente, esistono due modi principali per generare energia solare: il fotovoltaico (PV), utilizzato per applicazioni su piccola scala, e l’energia solare-termica a concentrazione (CSP), utilizzata principalmente per applicazioni di pubblica utilità e su scala industriale.

Le installazioni solari fotovoltaiche, che includono pannelli solari, presentano una serie unica di sfide tra cui il movimento delle nuvole, le condizioni meteorologiche, la posizione degli alberi e altro ancora. Per contribuire a superare queste sfide, i progressi tecnologici stanno rendendo le celle solari più flessibili, più leggere, più facili da installare, meno costose da produrre e più potenti poiché richiedono meno spazio per raccogliere la stessa quantità (o più) di luce.

Oggi, l’energia solare viene utilizzata in tutti i settori per una varietà di applicazioni. Le singole case e le aziende potrebbero installare pannelli solari sul tetto per generare elettricità in loco. Su scala più ampia, i parchi solari possono essere installati su terreni liberi per applicazioni industriali, contribuendo a ridurre la spesa energetica. Data center, ospedali, strutture governative e altro ancora utilizzano l’energia solare per integrare il fabbisogno energetico.

Energia eolica

La moderna turbina eolica è stata costruita nel 1940 e da allora la tecnologia si è evoluta in modo costante e significativo. Le turbine eoliche odierne variano da quelle di piccole dimensioni (abitazione singola o azienda) a quelle di grandi dimensioni (parchi eolici offshore). L’energia eolica è un modo economicamente vantaggioso per incorporare energia pulita e sostenibile nella fornitura di energia. E quando si tratta di impatto sulla fauna selvatica, i progetti di energia eolica sono inferiori a qualsiasi altra fonte di energia.

Sebbene utilizzata per la produzione generale di elettricità, l’energia eolica localizzata viene ancora utilizzata anche per macinare il grano e pompare acqua. L’energia eolica può anche fornire energia per le stazioni di ricarica dei veicoli elettrici.

Nel settembre 2022, la Casa Bianca ha annunciato un’iniziativa per espandere la produzione di energia eolica offshore negli Stati Uniti entro il 2035 utilizzando turbine galleggianti su larga scala che possono essere collocate in acque più profonde. Ciò ha il potenziale per più che raddoppiare la capacità produttiva.

Energia idroelettrica

L’acqua è la più grande fonte di energia rinnovabile. L’energia idroelettrica si basa sul movimento dell’acqua ed è il maggior contribuente di elettricità rinnovabile in tutto il mondo. Utilizza l’energia marina e delle maree, il flusso di fiumi e torrenti, bacini artificiali e dighe per muovere turbine che generano elettricità.

Oltre alla generazione di elettricità, molte industrie sfruttano l’energia idroelettrica per le proprie operazioni. Ad esempio, l’attività mineraria utilizza l’acqua in località remote per facilitare le estrazioni e i produttori tessili e chimici possono utilizzare sistemi idroelettrici in loco per alimentare processi come il lavaggio, la fabbricazione, i servizi igienico-sanitari e altro ancora.

L’energia delle maree, in particolare, ha ancora un potenziale non sfruttato. Diverse tecnologie per l’energia delle maree sono attualmente in fase di ricerca e sviluppo, tra cui:

• Sbarramento delle maree: Le dighe con turbine sono poste all’ingresso delle baie o degli estuari in modo che quando l’acqua viene rilasciata attraverso essa generi energia.
• Corrente di marea: Le turbine ancorate alle boe o al fondo dell’oceano sfruttano il movimento delle correnti oceaniche.
• Energia delle onde: Il movimento e la pressione delle onde vengono utilizzati per generare energia: le aree oceaniche con forti correnti di vento funzionano meglio.

Sebbene l’acqua sia una risorsa naturale abbondante, può essere sensibile ai cambiamenti ambientali. Ad esempio, la diminuzione dei venti può influenzare il numero e la potenza delle onde e le condizioni di siccità possono ridurre la quantità di acqua nei bacini idrici, nei ruscelli e nei fiumi.

Geotermico

I sistemi di energia geotermica convertono il calore dall’interno della Terra (sotto forma di vapore caldo e vapori di idrocarburi) in elettricità. L’elettricità generata dall’energia geotermica viene utilizzata in tutti i settori. Ad esempio, fornisce calore per le serre agricole, nonché riscaldamento e raffreddamento per l’industria manifatturiera e la trasformazione alimentare. L’energia geotermica viene utilizzata anche per riscaldare e raffreddare edifici commerciali tra cui ospedali, scuole e altro ancora. Le pompe di calore geotermiche (GHP) vengono utilizzate per applicazioni su scala più piccola, come l’alimentazione delle case.

Sia le grandi centrali geotermiche che gli impianti GHP su piccola scala richiedono un’impronta relativamente piccola rispetto ad altre fonti di energia rinnovabile. Inoltre, l’inesauribile flusso di calore dell’interno della Terra fornisce una fonte di carburante continuamente ricostituibile.

Energia da biomassa

La biomassa utilizza materiali organici e sottoprodotti per fornire calore diretto, generare energia elettrica e creare biocarburanti tra cui biodiesel ed etanolo. I biocarburanti possono essere utilizzati nelle caldaie industriali per generare vapore che alimenta i processi. Hanno anche il potenziale per sostituire i combustibili fossili nel settore dei trasporti.

La bioenergia offre una generazione di energia totale più consistente rispetto all’energia solare ed eolica, ma causa gas serra a bassi livelli. Questi gas, combinati con ulteriori effetti ambientali, compresi gli effetti dell’uso delle discariche, mettono in dubbio quanto sia realmente sostenibile l’energia da biomassa.

E l’energia nucleare?

L’energia nucleare richiede il minerale raro e non rinnovabile dell’uranio, ma è ancora considerata una fonte di energia a basse emissioni di carbonio. La prossima generazione di centrali e generatori nucleari sarà più piccola, più versatile ed efficiente dal punto di vista energetico. I piccoli reattori modulari avanzati (SMR) possono variare di dimensioni in base alle necessità e avere una varietà di applicazioni tra cui la produzione di energia, la desalinizzazione, il riscaldamento e altro ancora.

Insieme, l’energia nucleare e quella idroelettrica forniscono tre quarti dell’energia mondiale a basse emissioni di carbonio, ma a causa di problemi di sicurezza e costi operativi, la produzione di energia nucleare si sta riducendo nelle economie avanzate. Con investimenti minimi, la produzione di energia nucleare potrebbe essere ridotta di due terzi entro il 2040.

Comprendere la rete elettrica

Capire dove e come viene generata l’energia può aiutarti a determinare la strategia di energia rinnovabile più efficace. Molte reti elettriche utilizzano una combinazione di energia rinnovabile e combustibili fossili per fornire una fornitura elettrica stabile. Le microreti, ovvero reti piccole e indipendenti, si collegano alla rete principale e utilizzano energia rinnovabile e fonti energetiche alternative per bilanciare i requisiti di carico. Poiché le microreti offrono una fornitura locale con maggiore stabilità e resilienza della rete, aiutano a ridurre la probabilità di interruzioni della fornitura energetica.

Sono disponibili molte opzioni di fonti di energia rinnovabile, quindi le persone e le organizzazioni possono scegliere l’opzione migliore per raggiungere i propri obiettivi di sostenibilità. Che si tratti di un sistema di energia rinnovabile dedicato in loco, di una rete che utilizza un mix di fonti energetiche o di un approccio ibrido che utilizza una combinazione di entrambi, la scelta può essere basata sulla convenienza, sul rapporto costo-efficacia o su altri fattori.

In IBM, il 64% del consumo energetico dell’azienda nelle operazioni globali proviene da fonti rinnovabili. Di questi, il 49% proviene direttamente da fornitori di energia rinnovabile e il 15% direttamente dalla rete. Puoi leggere ulteriori informazioni sull’impatto di IBM qui.

L’energia rinnovabile incontra la tecnologia emergente

Le tecnologie tra cui l’intelligenza artificiale (AI) e l’analisi dei dati sono fondamentali per aumentare i vantaggi delle energie rinnovabili. Possono aiutare a semplificare e automatizzare le tecnologie energetiche, ad esempio creando modelli personalizzati per promuovere l’ottimizzazione dell’approvvigionamento energetico.

Ad esempio, i dati forniscono un valore immenso alle società energetiche e di servizi pubblici. Informazioni dettagliate sulle prestazioni e sullo stato delle risorse operative, comprese quelle digitali, insieme ai programmi di manutenzione, riparazione e sostituzione sono fondamentali per mantenere l’energia accesa. L’integrazione dell’intelligenza artificiale può ottimizzare ulteriormente le operazioni relative all’energia e ai servizi pubblici con nuove informazioni che approfondiscono le cause profonde dei problemi e creano un quadro di manutenzione predittiva. Scopri come Bruce Power sta gestendo il loro futuro ora con una piattaforma EAM (Enterprise Asset Management) dinamica creata utilizzando IBM® Maximo® Application Suite.

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