Vengono identificate le tecnologie energetiche emergenti che necessitano di un rapido sviluppo per testare la fattibilità degli investimenti a lungo termine.
L’obiettivo è la riduzione delle emissioni di gas serra e il settore energetico, in quanto maggiore contribuente, è al centro degli sforzi con l’ampia gamma di tecnologie di decarbonizzazione al suo servizio.
Le tecnologie chiave come quella eolica e solare sono ora ampiamente commercializzate, ma nuove tecnologie energetiche pulite sono continuamente in fase di sviluppo ed emergenti.Considerati gli impegni per rispettare l’Accordo di Parigi e la pressione per far uscire le tecnologie, la domanda è: quali di quelle emergenti necessitano di un focus sulla ricerca e sviluppo per determinare il proprio potenziale di investimento a lungo termine.
Con questo in mente, il Comitato esecutivo per la tecnologia della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC) ha identificato sei tecnologie emergenti che potrebbero fornire benefici su scala globale e afferma che devono essere immesse sul mercato il prima possibile.
Questi sono i seguenti.
Tecnologie di approvvigionamento energetico primario
Il solare fotovoltaico galleggiante non è una tecnologia nuova, ma le tecnologie ad alto livello di preparazione tecnologica pienamente commercializzate vengono combinate in modi nuovi, afferma il Comitato.Un esempio sono le barche a fondo piatto ormeggiate e gli impianti solari fotovoltaici, compresi pannelli, trasmissioni e inverter.
Sono indicate due classi di opportunità, ovvero quando il campo solare galleggiante è autonomo e quando è adattato o costruito con un impianto idroelettrico come ibrido.Il solare galleggiante può anche essere progettato per il tracciamento con un costo aggiuntivo limitato ma con un guadagno energetico aggiuntivo fino al 25%.
L’energia eolica galleggiante offre il potenziale per sfruttare le risorse di energia eolica che si trovano in acque molto più profonde rispetto alle torri eoliche offshore fisse, che in genere si trovano in acque profonde 50 metri o meno, e in regioni con fondali marini profondi vicini alle coste.La sfida principale è il sistema di ancoraggio, con due principali tipologie di progettazione che ricevono investimenti, sommergibili o ancorate al fondale marino ed entrambe con pro e contro.
Il Comitato afferma che i progetti eolici galleggianti si trovano a diversi livelli di preparazione tecnologica, con le turbine galleggianti ad asse orizzontale più avanzate rispetto alle turbine ad asse verticale.
Tecnologie abilitanti
L’idrogeno verde è l’argomento del giorno con le opportunità di utilizzo per il riscaldamento, nell’industria e come combustibile.Tuttavia, il modo in cui viene prodotto l’idrogeno è fondamentale per il suo impatto sulle emissioni, osserva il TEC.
I costi dipendono da due fattori: quello dell’elettricità e, soprattutto, quello degli elettrolizzatori, che dovrebbero essere guidati da economie di scala.
Stanno emergendo batterie di nuova generazione per lo stoccaggio dietro il contatore e su scala industriale, come quelle al litio-metallo a stato solido, che offrono grandi miglioramenti non marginali rispetto alla tecnologia delle batterie esistente in termini di densità di energia, durata e sicurezza della batteria, consentendo al tempo stesso tempi di ricarica più rapidi , afferma il Comitato.
Se la produzione potesse essere scalata con successo, il loro utilizzo potrebbe essere trasformativo, in particolare per il mercato automobilistico, poiché consente potenzialmente lo sviluppo di veicoli elettrici con batterie con durata e autonomia paragonabili ai veicoli tradizionali di oggi.
Secondo il Comitato, lo stoccaggio dell’energia termica per il riscaldamento o il raffreddamento può essere fornito con molti materiali diversi con capacità termiche e costi diversi, con il suo contributo maggiore probabilmente nell’edilizia e nell’industria leggera.
I sistemi di energia termica residenziale potrebbero avere un impatto molto ampio nelle regioni fredde e a bassa umidità dove le pompe di calore sono meno efficaci, mentre un’altra area chiave per la ricerca futura riguarda le “catene del freddo” dei paesi in via di sviluppo e di nuova industrializzazione.
Le pompe di calore sono una tecnologia consolidata, ma anche una tecnologia in cui continuano a essere apportate innovazioni in aree quali refrigeranti, compressori, scambiatori di calore e sistemi di controllo migliorati per apportare miglioramenti in termini di prestazioni ed efficienza.
Gli studi dimostrano costantemente che le pompe di calore, alimentate da elettricità a basso contenuto di gas serra, rappresentano una strategia fondamentale per le esigenze di riscaldamento e raffreddamento, afferma il Comitato.
Altre tecnologie emergenti
Altre tecnologie esaminate sono il vento aereo e i sistemi di conversione dell'energia termica delle onde marine, delle maree e dell'energia termica oceanica, che possono essere fondamentali per gli sforzi di alcuni paesi o sottoregioni ma fino a quando le sfide ingegneristiche e aziendali non saranno superate è improbabile che forniscano benefici su scala globale , commenta il Comitato.
Un’altra tecnologia emergente di interesse è la bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio, che sta appena superando la fase dimostrativa verso una diffusione commerciale limitata.A causa dei costi relativamente elevati rispetto ad altre opzioni di mitigazione, l’adozione dovrebbe essere guidata principalmente da iniziative di politica climatica, con un’implementazione diffusa nel mondo reale che potrebbe coinvolgere una miscela di diversi tipi di carburante, approcci CCS e industrie target.
—Di Jonathan Spencer Jones
Orario di pubblicazione: 14 gennaio 2022