Scienza o fantascienza?

Innovazione e Ricerca
12 Settembre 2011

di Lorenzo Pinna, autore di Super Quark

Il Wall Street Journal nei giorni scorsi ha individuato cinque tecnologie che potranno cambiare radicalmente il modo in cui produciamo energia e dunque consentirci di vincere la sfida principale: liberarci dalle fonti fossili, diminuire drasticamente la produzione di CO2 e continuare a crescere. Quanto è realistico lo scenario proposto dal WSJ?

Ci sono tre righe all'inizio dell'articolo che dicono da sole tutto quanto: "Il successo non è garantito. E tecnologie presentano difficili sfide ingegneristiche e alcune richiedono grandi salti scientifici in nuovi materiali o in piante geneticamente modificate. A queste innovazioni devono essere realizzate a un costo che non rende l'energia prodotta ancora più cara . Se tutto ciò può essere realizzato allora ognuna di queste tecnologie può rivelarsi rivoluzionaria." Ci sono troppi "se" in giro e in certi casi siamo più vicini alla fantascienza che alla scienza. Ma in altri casi le speranze di una svolta sono più realistiche. Vediamo in quali.

Pannelli solari nello spazio
Come giustamente dice l'articolo sono almeno tre decenni che se ne sente parlare, ma nessuno si è mai avventurato in questa impresa. Magari sulla carta tutto sembra funzionare, ma lo spazio è un ambiente che costa molto caro e dove le previsioni di spesa vengono costantemente sfondate. Basta pensare a progetti come lo Space Shuttle che doveva costare meno dei razzi e delle capsule tipo Saturno e Apollo e invece è finito per costare molto di più ed essere anche meno sicuro. Tanto che oggi la NASA, con il nuovo progetto dei razzi Ares e della capsula Orion, torna al passato. La stazione spaziale è un altro esempio di previsioni di spesa superate alla grande e di ritardi nei tempi di realizzazione. Tutto si può tentare, ma ne vale la pena?

Batterie avanzate
Un chilo di benzina contiene 10kwh ( chilowattora) di energia. Un chilo di batteria agli ioni di litio 150-200 wattora. Cioè 50 volte di meno a parità di peso. Se la nuova tecnologia al litio-aria fornisce dieci volte la densità degli ioni di litio siamo sempre un fattore 5 sotto il petrolio. E non si cita nell'articolo un altro fattore chiave. Per fare il pieno di benzina ci vogliono 5 minuti. Per ricaricare una batteria alcune ore. La tecnologia litio-aria risolve questo problema? Ci sono, in realtà, molte altre strade promettenti come quella dei supercondensatori. Probabilmente sará un mix di nuove tecnologie a rendere l'auto elettrica una realtà.

Immagazzinamento dell'energia
In Italia l'energia elettrica comprata nelle ore notturne dalle centrali nucleari francesi (a basso prezzo) viene immagazzinata nei bacini idroelettrici, pompando l'acqua, al contrario, dal basso verso l'alto. Di giorno l'acqua pompata nel bacino a monte (di notte) viene fatta ridiscendere producendo Kwh che possono essere rivenduti a prezzi più alti. L'aria compressa nelle caverne funziona su principi analoghi, ma utilizzarla in centrali a turbogas per aumentarne l'efficienza (e recuperare l'energia immagazzinata) sembra a prima vista molto più macchinoso e problematico del pompaggio dell'acqua. L'uso delle batterie agli ioni di litio per immagazzinare energia da piccole fonti rinnovabili locali è tecnicamente possibile, ma economicamente?

Sequestro e cattura della CO2
L'ossicombustione, combustione in atmosfera di ossigeno puro, è effettivamente un modo di catturare l'anidride carbonica senza doverla separare dai fumi della centrale. Bruciando carbone in ossigeno puro, si ottiene praticamente solo anidride carbonica come si sperimenta in una società del gruppo Ansaldo a Gioia del Colle, vicino Bari. Anzi questa nuova tecnologia, dove la combustione avviene a 1800 gradi ma " senza fiamma", permette di eliminare altri inquinanti, come i temibili ossidi di azoto e le polveri sottili. Le scorie dove finiscono tutte le ceneri fuse sono vetrificate ed inerti. Le difficoltà maggiori sono la separazione dell'ossigeno dall'aria, il controllo della combustione in ossigeno puro (potenzialmente instabile) e i materiali delle turbine per sfruttare le altissime temperature di questi impianti.

Alghe e biocarburanti
L'idea di catturare l'anidride carbonica delle centrali a combustibili fossili per far crescere le alghe viene sperimentata anche in Italia ( Laboratori ENEL presso la centrale di Brindisi). Dalle alghe poi si possono produrre combustibili come il biodiesel ( con bilancio zero di CO2). Il vero problema sono le estensioni di terreno necessarie alle vasche delle alghe. Mentre negli Stati Uniti sono disponibili vasti deserti molto soleggiati, in Italia non ci sono tutte queste grandi aree. A questo si aggiungono i consueti problemi delle coltivazioni agricole: parassiti e selezione dei ceppi più produttivi e resistenti. Altra strada nella quale si sta investendo molto, almeno negli USA, è la "biologia sintetica" cioè la riprogrammazione di microrganismi (batteri e lieviti) per convincerli a produrre in modo più efficiente il biocombustibile. Se si riuscisse, ad esempio, a modificare un microrganismo per renderlo capace di trasformare la cellulosa in alcol (cioè i residui agricoli come paglia, foglie, gambi ecc.) si sarebbe fatto un passo avanti molto importante.

PER APPROFONDIRE L'articolo del WSJ

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