Panoramica internazionale
A livello globale, lo sfruttamento dell’energia dal mare sta accelerando e l’Europa ha assunto un ruolo di primo piano sia a livello tecnologico che per capacità di sfruttamento. Sebbene in Europa la disponibilità di risorse energetiche marine sia più elevata lungo la costa atlantica, è stato infatti riconosciuto che il Mar Mediterraneo offre sostanziali opportunità sia per una significativa produzione di energia sia per lo sviluppo tecnologico.
Per i Paesi coinvolti nel settore dell’energia marina, gli investimenti negli ultimi anni sono proseguiti a ritmi variabili in base ai mutamenti delle condizioni economiche, della regolamentazione e delle politiche dei vari governi. Mentre alcuni Paesi hanno ridotto i finanziamenti, altri hanno implementato consistenti aumenti di budget e politiche volte a ridurre i costi associati alle prove dei prototipi e alla conformità normativa.
Il crescente contributo dell’energia marina al mix energetico globale continua a rappresentare un’opportunità significativa: molte nazioni stanno cercando alternative ai combustibili fossili e all’energia nucleare e le preoccupazioni sui cambiamenti climatici hanno stimolato un’indagine più approfondita sull’energia marina; in tale ottica, il costo complessivo dell’energia, generalmente indicato come “Levelized Cost of Energy” (LCOE), è un parametro chiave per le decisioni di investimento e quindi le riduzioni dei costi di capitale e dei costi operativi del ciclo di vita continueranno essere l’obiettivo principale degli sforzi di ricerca e sviluppo del settore. Tra gli obiettivi prioritari dell’Unione Europea figura infatti la riduzione del costo del kWh dell’energia dalle maree, da 0,15 €/kWh nel 2025 a 0,10 €/kWh nel 2030, e dall’energia delle onde, da 0,20 €/kWh nel 2025 a 0,10 €/kWh nel 2035.
Il “Working Group Ocean Energy” del SET Plan della Commissione Europea ha messo a punto una roadmap per lo sviluppo dell’energia dal mare con due obiettivi temporali:
- il 2025 che segna il traguardo dello sviluppo di dispositivi operativi che abbiano superato la fase di dimostrazione tecnica e finanziaria;
- il 2030 per raggiungere la fase di installazione su larga scala con costi vicini a quelli commerciali.
In base ai dati del secondo rapporto OceanSET, nel 2019 in Europa l’energia dal mare ha ricevuto dai programmi di ricerca e sviluppo regionali e nazionali 42,7 milioni di euro di finanziamenti: il Regno Unito ha stanziato il budget più alto per l’Ocean Energy con 22 milioni di euro, mentre la Francia è stata la seconda con 5,8 milioni di euro. I fondi di Italia, Spagna, Svezia e Irlanda si aggirano tra i 2 milioni di euro e i 4,7 milioni di euro; la Germania ha stanziato uno dei budget più bassi pari a 1 milione di euro. Olanda, Belgio, Danimarca, Finlandia, Norvegia e Cipro non hanno budget nel 2019 per l’energia dal mare.
A livello tecnologico, invece, sono stati finanziati 79 progetti di ricerca, di cui 57 per l’energia dalle onde e 22 dalle maree. Le tecnologie per la conversione di energia dal mare e dalle correnti hanno continuato a progredire verso la commercializzazione, maturando e convergendo verso un insieme più piccolo di configurazioni tecnologiche che hanno visto realizzati interventi sia su scala pilota che su scala industriale/commerciale e incentrando gli sforzi in termini di ricerca e sviluppo sul perfezionamento dei progetti e delle prove di sistemi e componenti finalizzati alla riduzione dei costi e all’incremento dell’affidabilità operativa.
Le prove dei singoli dispositivi su scala reale e ridotta rimane l’obiettivo principale dell’attività del settore. Sono stati apportati miglioramenti negli strumenti di modellazione, nella strumentazione e nelle tecniche di analisi dei dati. Sono stati fatti notevoli progressi per quanto riguarda controlli, materiali, misurazione e analisi degli effetti ambientali e sensibilizzazione/formazione degli stakeholder. Nuovi metodi per valutare il rischio e misurare i costi hanno aiutato l’industria dell’energia marina a guadagnare credibilità presso la comunità degli investitori e continui sforzi per valutare le risorse energetiche marine globali hanno stimolato una rinnovata consapevolezza e interesse per le sue potenzialità.
Contesto italiano
In Italia la produzione di energia elettrica dalle onde e dalle maree sta uscendo dalla fase di ricerca e sviluppo ed entrando stabilmente nella fase di sviluppo industriale, pre-commerciale, con prototipi ed impianti sperimentali già realizzati a grandezza naturale ed installati in mare.
L’interesse a livello nazionale per lo sfruttamento del moto ondoso e delle maree per la produzione di energia pulita e rinnovabile è stato riconosciuto sia nell’intervento del governo, che ha fissato incentivi dedicati nella Strategia Energetica Nazionale Italiana e previsto misure di supporto nel Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza, sia nelle attività di ricerca e sviluppo svolte da soggetti pubblici e privati che hanno permesso all’Italia di acquisire una posizione di rilievo a livello europeo. Ad esempio, il rapporto del progetto europeo “Ocean SET 2020” rileva che l’Italia è al primo posto per investimenti negli sviluppi tecnologici per l’energia marina nel Mediterraneo e al secondo in Europa, dopo il Regno Unito, con un finanziamento pubblico di circa 5 milioni di euro all’anno.
I principali attori coinvolti nella ricerca e sviluppo in questo campo sono Università, Spin-off, PMI e grandi imprese. L’Italia si è conquista un posto di rilievo internazionale grazie a vari impianti sperimentali collocati a Pantelleria, Reggio Calabria, Napoli e nell’Adriatico. In tale contesto, diverse Università italiane e il CNR-INSEAN sono partner dei più grandi progetti cofinanziati dall’UE nel campo della tecnologia dell’energia marina mentre i principali soggetti italiani attivi nel campo dell’energia stanno attivamente lavorando per sviluppare progetti sia nel Mare Adriatico sia nel Tirreno. Per esempio Eni con i seguenti progetti conclusi e in produzione in Adriatico:
- PB3 (Eni in collaborazione con Ocean Power Technology) – tecnologia utilizzata: point adsorber;
- ISWEC (Eni in collaborazione con Wave4Energy spin-off del Politecnico di Torino) – tecnologia utilizzata: effetto giroscopico.
Per quanto riguarda i sistemi di estrazione dell’energia dalle maree, la principale tecnologia è costituita da una turbina ad asse orizzontale mentre per le onde, ad oggi non esiste un sistema prevalente aprendo così la strada alle sperimentazioni riguardanti gli impianti a punti galleggianti o quelli a colonna d’acqua oscillante.
Applicazioni in cui l’energia rinnovabile marina può trovare una vantaggiosa opportunità a livello commerciale includono:
- la fornitura di energia per isole e comunità remote;
- la produzione di idrogeno per stoccaggio di energia o come carburante alternativo per il trasporto;
- la ricarica di veicoli subacquei autonomi e sistemi di rilevamento e comunicazione oceanica;
- la fornitura di energia agli allevamenti di acquacoltura offshore;
- la fornitura di energia ai sistemi di desalinizzazione che convertono l’acqua di mare in acqua dolce.
Tra le aree con il più alto potenziale di sfruttamento di energia proveniente dalle onde, le aree più promettenti per lo sfruttamento del moto ondoso sono le coste occidentali della Sardegna e della Corsica, lo Stretto di Sicilia e le zone costiere dell’Algeria e della Tunisia. Qui, infatti, il flusso medio di energia oscilla tra 10 e 13 kW/m. In termini di energia delle maree, la produzione di energia ha un potenziale pari a 125 GWh annuo, grazie allo sfruttamento delle correnti che raggiungono una velocità anche superiore a 2 metri al secondo.
In questo quadro, le PMI italiane impegnate nella filiera dei Wave Energy Converters (WEC) e dei Tidal Energy Converters (TEC) detengono già una lunga esperienza e una capacità di innovazione, che consente di supportare tutte le fasi specifiche ad alta tecnologia del processo di progettazione e produzione. I componenti spaziano dalle prese di forza e generatori ai dispositivi elettrici e di automazione, cuscinetti, materiali di rivestimento, lame, freni, alberi, cambi e sistemi di controllo.
Le opportunità dell’Italia nella competizione internazionale trarrebbero grande beneficio non solo dalla creazione e dal supporto continuo del business dell’energia blu e dei cluster high-tech, ma anche da maggiori connessioni con le industrie storiche basate sul know-how in grado di fornire specifiche competenze manifatturiere.
Dal punto di vista della normativa tecnica, potrebbe crescere la richiesta di nuovi standard per garantire che le tecnologie energetiche marine possano essere integrate nelle reti intelligenti e valorizzate anche nell’ambito dei 17 obiettivi di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite.
La mancanza di infrastrutture necessarie per collegare i sistemi di generazione di energia marina alle reti elettriche può essere un fattore limitante per la crescita ma può, allo stesso tempo, rappresentare un’opportunità commerciale per servire off-grid comunità e imprese in aree remote. Una tendenza crescente verso la localizzazione degli asset di generazione di energia molto più vicino ai centri di consumo di energia può stimolare la crescita dell’industria considerato che circa il 50% della popolazione mondiale vive entro 50 km dalla costa.
Attività normativa
Il CT 114 del CEI “Energia marina – Convertitori di energia da onde, maree e altre correnti d’acqua”, tratta la normativa nel campo dei sistemi di conversione dell’energia marina concentrandosi in particolare sui sistemi per la conversione di energia da onde, maree e altre correnti d’acqua in energia elettrica, esclusi gli sbarramenti di marea e le installazioni di dighe, che sono trattate dal CT 4/5 (Motori primi idraulici e turbine a vapore).
Il CT 114 è membro partecipante (P-member) del TC 114 costituito a livello IEC, contribuisce in particolare alle attività normative del Gruppo di lavoro MT 62600-101 “Wave energy resource assessment and characterization incaricato della revisione del documento relativo a “Wave energy resource assessment and characterization”.
In Tabella 1 si riportano i principali documenti normativi pubblicati dal CT 114 nell’ultimo triennio 2019-2021, dei quali è previsto il recepimento da parte del CEI nel corso del 2022 (vedi il portale MYNORMA).
I beneficiari delle specifiche tecniche e delle norme del CT 114 sono molteplici soggetti: industria (prodotto e progetto sviluppatori), produttori, servizi pubblici, investitori, assicuratori, enti governativi nazionali e locali, laboratori di prova, enti di certificazione e regolatori.
L’adozione delle migliori pratiche e degli strumenti disponibili volti a massimizzare la sostenibilità deve rimanere il cuore dei progetti di energia marina e la standardizzazione degli approcci per il monitoraggio dell’impatto sull’ambiente è necessario per garantire la coerenza su base internazionale.
A tal fine, il CT 114 sta lavorando attivamente per allargare la partecipazione ad altri stakeholder al fine di valorizzare l’esperienza e il panorama tecnologico italiano, andando a coinvolgere le realtà attualmente in prima linea nello sviluppo tecnologico e sfruttamento energetico di questa importante risorsa.
Tabella 1 – Principali documenti normativi pubblicati dal TC 114 IEC nel triennio 2019-2021 di prossimo recepimento CEI
