Cemento vivente, le strutture edilizie diventano sistemi di accumulo

Pareti, fondamenta e ponti potrebbero affiancare alla propria funzione strutturale anche quella di deposito energetico. È la prospettiva aperta da un nuovo cemento arricchito con batteri elettroattivi, sviluppato da un gruppo di ricercatori cinesi e danesi. Il materiale è stato progettato per immagazzinare e rilasciare energia, trasformando almeno in teoria le strutture edilizie in una componente attiva dei sistemi energetici.

Come funziona il cemento vivente

La tecnologia sfrutta batteri elettroattivi inseriti nel cemento. Questi microrganismi creano una rete conduttiva interna che consente al materiale di comportarsi come un supercondensatore biologico. Un supercondensatore è un dispositivo capace di accumulare energia e di rilasciarla rapidamente: integrarlo direttamente in un materiale da costruzione permetterebbe di utilizzare superfici e volumi già necessari all'edificio, senza riservare uno spazio separato al sistema di accumulo.

I risultati riportati indicano una densità energetica fino a 178,7 W/kg e una densità di potenza di 3,8 kW/kg, valori descritti come superiori a quelli dei tradizionali supercondensatori cementizi. Il materiale manterrebbe la propria funzionalità anche in presenza di forti sollecitazioni termiche. Una rete di microcanali interni consentirebbe inoltre di nutrire e riattivare nel tempo i batteri, affrontando uno dei punti centrali di una soluzione biologica: conservarne l'attività durante la vita della struttura.

L'applicazione immaginata riguarda muri, fondamenta e infrastrutture come i ponti, che potrebbero contribuire all'accumulo dell'elettricità prodotta dalle fonti rinnovabili. Si tratta però di una prospettiva tecnologica, non di una soluzione descritta come già disponibile per l'edilizia ordinaria. Restano quindi aperte le questioni relative all'integrazione nei cantieri, alla durata effettiva, alla manutenzione e al comportamento su scala reale.

Dalle alghe ai pannelli bifacciali

Un altro filone di ricerca combina produzione elettrica e processi biologici. I biopannelli solari utilizzano microalghe integrate in moduli trasparenti: attraverso la fotosintesi generano ossigeno e assorbono anidride carbonica, mentre acqua e biomassa vengono arricchite con nanoparticelle di carbonio riciclabili capaci di catturare la luce solare e contribuire alla produzione di elettricità. Secondo i dati riportati, un chilogrammo di biomassa può assorbire fino a due chilogrammi di CO2. Al termine del ciclo di utilizzo, le alghe potrebbero essere trasformate in biocarburante anziché diventare un rifiuto.

Sul fronte del fotovoltaico convenzionale, Tongwei ha portato al 91,7% la resa del lato posteriore dei propri moduli bifacciali rispetto al lato anteriore, assunto come riferimento al 100%. Questi pannelli raccolgono sia la radiazione solare diretta sia la luce riflessa da superfici come tetti chiari, sabbia o neve. Il valore dichiarato supera la fascia del 70-80% indicata per molti moduli bifacciali e raggiunge livelli associati alle più costose celle HJT, che possono oltrepassare il 90%.

In Tibet, intanto, è in costruzione quello che viene presentato come il più grande impianto fotovoltaico del mondo, con una capacità prevista nell'ordine di diversi gigawatt. Il progetto prevede anche la presenza delle greggi tra le strutture. La posizione dovrebbe offrire una radiazione solare costante e un raffreddamento naturale dei moduli, utile a sostenerne l'efficienza.

Agrivoltaico e tetti per limitare il consumo di suolo

La convivenza tra produzione energetica e agricoltura è al centro anche di un impianto agrivoltaico inaugurato in Lussemburgo dalla società GPSS. La struttura ha una potenza di 2 MW ed è indicata come sufficiente ad alimentare oltre 600 famiglie. La perdita di superficie coltivabile si ferma al 2,9%, lasciando disponibile per l'agricoltura più del 97% del terreno.

I moduli sono configurati per lasciare filtrare la luce necessaria alle colture e, nello stesso tempo, offrire una protezione dagli eventi climatici estremi. Il progetto mostra perché l'agrivoltaico venga considerato una soluzione a doppio uso: produce elettricità senza sostituire quasi interamente l'attività agricola e può aggiungere una nuova funzione economica ai terreni.

Anche l'impiego delle coperture può ridurre la pressione sui suoli. Uno studio del Sistema Nazionale per la Protezione dell'Ambiente attribuisce ai tetti sfruttabili di Olbia un potenziale fotovoltaico stimato in 378,7 MW. Il dato è significativo considerando che nel 2023 la Sardegna ha ospitato il 37% degli impianti fotovoltaici a terra realizzati in Italia. Il Comune ha inoltre avviato una comunità energetica rinnovabile basata su 42 impianti collocati su parcheggi ed edifici pubblici.

Industria, contratti energetici e ostacoli politici

La transizione coinvolge direttamente anche i consumi industriali. Lo stabilimento Ichnusa di Assemini, in Sardegna, è passato a un'alimentazione interamente basata su fonti rinnovabili grazie a un mix di solare ed eolico. Il sito integra sistemi per il recupero del calore e la gestione intelligente dei consumi, utilizzati per alimentare le linee di produzione e la refrigerazione.

Iberdrola e Selex Energia Pulita hanno invece sottoscritto un Power Purchase Agreement collegato a impianti fotovoltaici per 77 MW di potenza installata, con forniture previste da luglio 2026. Un PPA è un contratto di lungo periodo tra un produttore di energia e un soggetto acquirente: permette all'azienda di rendere più prevedibili i costi in una fase di volatilità energetica e sostiene lo sviluppo della produzione rinnovabile.

Non tutti i progetti procedono senza ostacoli. Negli Stati Uniti l'amministrazione Trump ha bloccato il 22 agosto Revolution Wind, progetto eolico offshore da 65 turbine e 704 MW destinato al New England. Al momento del provvedimento risultava completato all'80%, con oltre 5 miliardi di dollari già investiti. Il suo futuro è ora legato all'esito del confronto giudiziario, evidenziando quanto le decisioni politiche e normative possano incidere anche su infrastrutture energetiche in fase avanzata.

Una domanda per voi

L'accumulo integrato nel cemento può diventare una soluzione concreta per gli edifici o resterà limitato alle applicazioni sperimentali?

Nota sulla redazione

Questo articolo è stato generato con il supporto dell'intelligenza artificiale a partire dalla trascrizione del video originale, riorganizzandone i contenuti in forma editoriale. Le informazioni riportate derivano da quanto espresso nel video.