I tre ostacoli allo sviluppo del solare

Il peso delle energie rinnovabili, e dell’energia solare in particolare, cresce più in fretta che mai. Sembrava impossibile solo dieci anni fa: la rimozione dei combustibili fossili dal sistema energetico degli Stati Uniti pare sempre più realizzabile. Tre fattori possono portare a un futuro a base di rinnovabili: 1. Una defezione di massa dalle reti elettriche, poiché cittadini e aziende non dipenderebbero più da monopoli regolamentati, che risalgono ai tempi di Edison. 2. Le stesse reti di distribuzione dell’energia sono sempre più alimentate da fonti rinnovabili. 3. Il contesto politico è disordinato e le tecnologie sono diverse. Utility, clienti e politici si danno battaglia su nuovi modi di produrre e ricavare energia. A prescindere dallo scenario, l’energia solare è favorita per la sua abbondanza. Ogni ora il sole bombarda la Terra con l’energia sufficiente a soddisfare il fabbisogno mondiale per un intero anno. Ma ci sono almeno tre scogli da superare.

Primo: il costo delle celle. Affinché l’energia solare soddisfi il 30% del fabbisogno mondiale di energia elettrica, il costo attuale di un dollaro per watt di elettricità dovrà calare a 25 centesimi, afferma Varun Sivaram, esperto di scienza e tecnologia del Council on Foreign Relations, think tank senza scopo di lucro. L’unico modo per arrivarci, sostiene il dott. Sivaram in un libro di prossima uscita, è immettere sul mercato celle solari dalle tecnologie ancora lontane dalla produzione di massa, come quelle di perovskite. Possono essere prodotte con materiali molto più economici del silicio. Ma presentano problemi notevoli. «Tendono a degradarsi rapidamente se bagnate, e gli scienziati non possono realizzare celle di grandi dimensioni efficienti come quelle piccole prodotte in laboratorio. Per quanto la perovskite sia promettente, non c’è garanzia che l’avremo quando ne avremo bisogno, visto che l’industria energetica non investe abbastanza in ricerca per portarle sul mercato», spiega Sivaram. Le società tendono a spendere dall’1 al 2% dei ricavi in ricerca e sviluppo, spiega, mentre i produttori di semiconduttori possono spendere facilmente dieci volte tanto.

Secondo: la gestione energetica. Una ragione per cui avremo bisogno di celle solari più economiche è che più solare c’è sulla rete, meno costa aumentarlo. Questo perché la luce del sole è intermittente. Il sole produce troppa energia in alcuni momenti della giornata, e non quando è più necessario. Il primo pannello solare aggiunto alla rete aiuta a compensare il consumo a metà giornata, ma l’ultimo a essere aggiunto potrebbe essere del tutto inutile, perché la rete potrebbe essere già satura quando arriva a produrre la massima potenza. La California, che ricava circa il 10% dell’energia elettrica dal solare, ha già questo problema. In alcune giornate di sole, deve pagare altri Stati per liberarsi dell’elettricità. Una soluzione è l’accumulo. Ma mettere in rete le batterie necessarie ad avere un effetto significativo è un’impresa titanica, e le batterie sono ancora troppo costose per l’impiego su vasta scala. Oggi le batterie gestiscono solo l’1,7% dello stoccaggio di energia sulla rete, secondo il dipartimento di Energia degli Stati Uniti; il resto è quasi tutto pompaggio. Una soluzione più immediata al problema potrebbe essere una rete più grande ed estesa, ipotizza Ramez Naam, docente di energia e ambiente presso la Singularity University. Oggi negli Usa le reti elettriche sono tre: orientale, occidentale e Texas, e gran parte di questa infrastruttura ha più di 25 anni. In condizioni ottimali, queste reti sarebbero collegate tramite nuove linee ad alta tensione. Alcuni studi suggeriscono che con reti elettriche più grandi e un calo continuo del prezzo della tecnologia solare, è possibile ottenere il 30% dell’elettricità globale. Ciò presuppone che i pannelli costino sempre meno man mano che i produttori crescono di scala.

Terzo: i costi soft, quelli non legati all’impianto in sé. Alcuni non credono che la tecnologia sia il vero ostacolo alla diffusione del solare ma appunto gli alti costi di progettazione, autorizzazione, ubicazione e interconnessione alla rete. «Si ignora per convenienza che oggi, anche distribuendo gratis i pannelli solari, i costi soft resterebbero il problema più grande», afferma Rob Day, socio di Spring Lane Capital, che investe in trattamento delle acque, energia, gestione rifiuti. Il dipartimento dell’Energia ritiene che i costi soft arrivino al 64% del totale per un impianto solare. Il resto è hardware di montaggio e le celle stesse. Certo, combinando pannelli solari sul tetto e batterie, i consumatori possano raccogliere l’elettricità da essi generata. È tra gli obiettivi di Tesla Energy, che ha appena avviato la produzione di pannelli e tegole solari in ardesia presso a Buffalo (New York). Ma la tecnologia è troppo costosa, e anche quando sarà accessibile forse ci vorrà ancora la rete a supporto. Ecco perché il futuro potrebbe assomigliare alla California, dove nel 2017 pannelli solari per tetti e provider locali hanno fornito il 25% dei volumi.