Solo energia rinnovabile per gli Stati Uniti entro il 2050: un futuro possibile

Solare fotovoltaico, eolico e idroelettrico basteranno a soddisfare il fabbisogno degli Usa. La roadmap del professore di Stanford esclude le alternative più inquinanti. Ecco cosa prevede.

Solare fotovoltaico, eolico e idroelettrico bastano per produrre tutta l’energia di cui gli Stati Uniti hanno bisogno. Entro il 2050 le fonti rinnovabili soddisferanno il fabbisogno del Paese, scansando le più tradizionali fossili, i sistemi per la cattura diretta dell’anidride carbonica dall’aria, la bioenergia, l’idrogeno blu o il nucleare. Ipotesi irrealizzabile? Ebbene no, un piano concreto che attende solo di essere attuato.

La roadmap 100% rinnovabili del professore di Stanford

Nella roadmap recentemente pubblicata sul giornale scientifico Renewable Energy , il professore della facoltà di Ingegneria civile e ambientale dell’Università Stanford, nonché direttore del programma Afmosfera/Energia, Mark Jacobson si distingue per la sua visione 100 per cento rinnovabili. “Stiamo cercando di contrastare l’inquinamento atmosferico e il riscaldamento globale e, al contempo, fornire sicurezza energetica”. Questi obiettivi, rimarca Jacobson in un’intervista alla testata americana Cnbc, differenziano il lavoro del suo team dagli altri, spesso focalizzati unicamente sulla riduzione delle emissioni di gas serra.

La transizione a reti di energia più pulite potrebbe concludersi entro il 2035, afferma, a patto che si ottengano risultati sul fronte dell’efficienza energetica, dunque del risparmio e dell’uso più consapevole di energia in diversi settori, e che l’80 per cento del lavoro sarà completato nel prossimo decennio.

I progressi dal 2009

Dal 2009 Jacobson lavora a un approccio basato esclusivamente sulle rinnovabili e nel 2017 firma, insieme al candidato politico progressista Bernie Sanders, una pubblicazione sul quotidiano britannico The Guardian incentrata sull’uso di energia pulita. Altro stalto temporale: nel 2015 rende nota una roadmap per l’energia riguardante i 50 Stati degli Usa.

Quest’ultimo lavoro è stato rivisto e migliorato tenendo conto di alcuni fattori. Primo tra tutti, il professore e il suo team hanno avuto accesso a dati molto precisi, prima non disponibili, sul calore necessario a riscaldare le abitazioni in tutti gli Stati Uniti. Inoltre, hanno pensato bene di puntare sull’uso delle batterie per rendere la rete più stabile e capace di soddisfare i picchi di domanda, eliminando l’opzione – rivelatasi impraticabile e mancante di un sostegno politico – di aggiungere turbine alle centrali idroelettriche per incrementarne il tasso produttivo.

Wind turbine
I ricercatori di Carbon Tracker hanno calcolato che il potenziale delle rinnovabili è 100 volte più alto della domanda energetica attuale © Karsten Würth/Unsplash

Fornitura più stabile e fluida di energia

Quando il sole non splende o il vento non soffia, l’uso di batterie che hanno un’autonomia di quattro ore può compensare l’intermittenza delle fonti rinnovabili e rendere la rete più stabile e affidabile, rimarca il professore. Ciò a patto che siano usate in simultanea, scaricate sequenzialmente e che un dispositivo di accumulo subentri nel caso un altro non riesca a rispondere alla domanda di energia. Questa soluzione è pensata dal team di ricerca per scansare l’uso dei dispositivi di accumulo di ultra durata, che non sono ancora disponibili sul mercato.

Altro cardine per rendere una rete stabile e pulita è la pianificazione. È vero che vento e sole sono variabili, ma è altrettanto vero che “se il vento non sta soffiando in un posto, di solito soffia da qualche altra parte. Così in un’area molto vasta, si può avere una fornitura più fluida di energia”, afferma convinto Jacobson. E mentre vento e sole sono gratuiti l’idroelettrico “ è un backup perfetto, perché si può attivare e disattivare istantaneamente”.

Nella visione dei ricercatori, la roadmap ha bisogno di prezzi che incentivino i consumatori a svolgere attività ad alto consumo energetico negli orari produttivi di punta. “Il demande-response è un grande componente per rendere la rete stabile”, aggiunge il professore, “oggi è usato abbastanza seppure in molte aree degli Stati Uniti il prezzo dell’elettricità sia costante tutto il giorno… e questo è un problema”.

I risultati delle simulazioni

Finora Jacobson e il suo team hanno condotto simulazioni in Alaska, Hawaii, California, Texas, New York and Florida e in un agglomerato comprendente 48 Stati (per i rimanenti sono state approssimate delle elaborazioni). Si sono concentrati in particolare su Texas, afflitto da blackout nell’arco di tutto il 2021, e California, spesso senza energia durante l’estate del 2020.

Tre i modelli utilizzati:

  1. il primo, prevede comparare l’energia prodotta oggi in ogni settore di ciascuno dei 50 Stati con quella ottenuta da vento, acqua e sole;
  2. il secondo, usa un modello meteorologico per fare previsioni quanto più accurate sull’energia eolica e solare prodotte in tutti i Paesi;
  3.  il terzo e ultimo componente incrocia la domanda di energia al 2050 con il modello meteorologico.

La percentuale di rinnovabili per California e Texas al 2050

eolico a terra eolico in mare fotovoltaico sui tetti idroelettrico geotermico energia dal mare
California 14,72% 18,28% 21,86% 5,32% 2,91% 0,25%
Texas 37,66% 14,77% 20,87% 0,1% 0,19%

Al di là di tecnologie che recentemente sembrano attirare maggiormente gli interessi governativi e dei privati, come le centrali nucleari di nuova generazione, e al di là dei timori relativi ai lunghi tempi di commercializzazione di dispositivi più innovativi, come le batterie di ultra durata, Jacobson insiste che la più grande difficoltà riguarda l’informazione. Non tutte le persone sono consapevoli di cosa è possibile fare già oggi, bisogna lavorare per aumentare la consapevolezza e la conoscenza collettive sulla concretizzazione di questo futuro possibile.

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