Energia pulita, dalle celle tandem all’idrogeno e agli scooter al sodio

La transizione energetica passa da tecnologie molto diverse: celle fotovoltaiche tandem, comunità locali, impianti eolici galleggianti, idrogeno nelle reti del gas e batterie agli ioni di sodio per la mobilità urbana. I progetti in corso mostrano una crescente attenzione non soltanto alla produzione di energia rinnovabile, ma anche al suo utilizzo nell’industria, negli edifici, nei trasporti e nei sistemi territoriali.

Celle tandem perovskite-silicio verso la produzione industriale

Uno dei risultati tecnologici più rilevanti riguarda le celle solari tandem sviluppate dai laboratori del CEA e dalla megafactory siciliana 3Sun. Le celle hanno raggiunto un’efficienza del 30,8% su una superficie di 9 centimetri quadrati, migliorando il precedente valore del 28,4% ottenuto appena un anno prima. L’aspetto centrale è la prospettiva industriale: non si tratta soltanto di una tecnologia concepita come esercizio di laboratorio, ma di una soluzione pensata per arrivare alla produzione.

L’architettura tandem sovrappone uno strato di perovskite a uno di silicio, inserendo tra i due uno strato di ricombinazione incaricato di gestire il flusso degli elettroni. I materiali lavorano su porzioni differenti della luce: il silicio assorbe le componenti meno energetiche, come il rosso e parte dell’infrarosso, mentre la perovskite intercetta quelle più energetiche, tra cui l’ultravioletto e parte dello spettro visibile. Questa suddivisione permette di sfruttare meglio la radiazione solare e punta a superare il limite teorico di efficienza delle celle realizzate soltanto in silicio.

Un’altra strada per integrare il fotovoltaico negli edifici arriva dalle piastrelle solari ibride di Paxos Solar. Le piastrelle sostituiscono le tegole tradizionali e vengono installate su una base che consente il passaggio dell’aria. Il flusso contribuisce a raffreddare le celle fotovoltaiche, migliorandone l’efficienza, mentre l’aria riscaldata viene convogliata verso una pompa di calore per supportare la climatizzazione domestica. Restano da considerare i costi iniziali elevati e le difficoltà tecniche di installazione e integrazione.

Comunità energetiche e nuove fonti rinnovabili

In Italia risultano attive 154 realtà tra comunità energetiche rinnovabili e configurazioni di autoconsumo collettivo. A Morro d’Alba, in provincia di Ancona, una nuova comunità coinvolge cittadini, aziende e istituzioni locali per condividere l’energia prodotta da fonti rinnovabili, contenere i costi e ridurre le emissioni di CO2. Un’iniziativa analoga è stata avviata a Tresana, in provincia di Massa-Carrara, dove cittadini e imprese possono partecipare come produttori o consumatori.

La comunità di Tresana punta inoltre a organizzare gruppi d’acquisto per elettricità e gas, cercando condizioni più favorevoli grazie alla partecipazione collettiva. Una parte del contributo generato sarà destinata a un fondo contro la povertà energetica. È un elemento che amplia il ruolo delle comunità energetiche: non soltanto produzione distribuita e risparmio, ma anche uno strumento locale di inclusione sociale.

Sul fronte della produzione su larga scala, al largo di Trapani è previsto Med Wind, presentato come il primo parco eolico offshore galleggiante del Mediterraneo. L’impianto dovrebbe sorgere a oltre 80 chilometri dalla costa, con un investimento indicato in 9,3 miliardi di euro. Il progetto punta a coprire il 3% del fabbisogno energetico nazionale e a evitare circa 2,7 milioni di tonnellate di CO2 all’anno. La tecnologia galleggiante non richiede trivellazioni del fondale; indagini ambientali dedicate sono state impiegate per individuare un’area compatibile con gli ecosistemi marini e il paesaggio.

Al Sud si muovono anche fotovoltaico e geotermia. In Sicilia, Green Arrow sta potenziando impianti solari per aumentare la capacità produttiva regionale. In Puglia, l’attenzione è rivolta alla geotermia, soprattutto nell’area di Lecce, indicata come una zona caratterizzata da un flusso di calore elevato e da una temperatura media di circa 20 °C. L’obiettivo è diversificare l’approvvigionamento regionale e rafforzare la sicurezza energetica.

Idrogeno, dalle reti domestiche agli impianti industriali

Nel Modenese è prevista una sperimentazione con miscele di gas naturale e idrogeno destinate a circa 40 famiglie. Il progetto, promosso con il coinvolgimento del Ministero dell’Energia, del Comitato Italiano Gas e di Inrete Distribuzione Energia del gruppo Hera, utilizzerà percentuali crescenti di idrogeno dal 5 al 10%. Il test precedente, svolto nel 2022, si era fermato al 2%.

La nuova prova durerà complessivamente 15 giorni e sarà divisa in due fasi. Caldaie, piani cottura e altri apparecchi domestici a gas saranno monitorati per verificarne prestazioni, sicurezza ed efficienza. La sperimentazione serve quindi a valutare concretamente le condizioni necessarie per integrare gradualmente l’idrogeno nelle reti di distribuzione esistenti.

In Lombardia, H2 Energy prevede invece un impianto per produrre idrogeno verde su larga scala attraverso elettrolisi alimentata da energia rinnovabile. Il progetto comprende il load shifting, cioè l’impiego dell’energia rinnovabile in eccesso per realizzare idrogeno e prodotti chimici come ammoniaca e metanolo. La società prevede di avviare impianti da 5 MW entro il 2025, con possibili applicazioni nell’industria e nei trasporti.

Anche l’aeroporto di Torino Caselle punta sull’idrogeno, con un’infrastruttura dedicata alla produzione e allo stoccaggio di idrogeno verde. Il combustibile dovrebbe essere destinato inizialmente ai mezzi di terra e, in prospettiva, potrebbe trovare applicazione anche nel settore aereo. L’iniziativa rientra nel piano di sostenibilità dello scalo.

Batterie al sodio e materiali riciclati per la mobilità

Yadea ha aperto le prevendite di quattro scooter elettrici equipaggiati con batterie agli ioni di sodio, quindi prive di litio. Secondo i dati presentati, gli accumulatori possono raggiungere l’80% della capacità in 15 minuti e conservare oltre il 92% della capacità anche a una temperatura di -20 °C. I veicoli dispongono inoltre di un sistema di controllo intelligente TCS. La tecnologia al sodio viene proposta soprattutto per mezzi a due ruote e piccole city car, dove costi, sicurezza e comportamento alle basse temperature possono avere un peso rilevante.

Un diverso impiego dei materiali riguarda il Nepal, dove un tratto stradale lungo 1,5 chilometri è stato realizzato utilizzando 3 tonnellate di plastica triturata. Nelle aree urbane del Paese vengono generate ogni giorno 5.000 tonnellate di rifiuti, il 13% delle quali è costituito da plastica. Il progetto attribuisce a queste strade una durata doppia rispetto a quelle tradizionali e una maggiore resistenza all’acqua, offrendo uno sbocco alternativo a un materiale che a livello globale viene riciclato soltanto per il 9%.

Il quadro è completato dalla crescita dei Power Purchase Agreement, contratti di lungo periodo che consentono alle imprese di acquistare energia rinnovabile a prezzi stabili, riducendo l’esposizione alle oscillazioni del mercato e sostenendo nuovi investimenti. Nel 2024, il 41% dell’energia consumata in Italia è stato prodotto da fonti rinnovabili: un risultato legato alla crescita di eolico, fotovoltaico e idroelettrico, che conferma quanto produzione, infrastrutture e nuovi modelli di consumo debbano avanzare insieme.

Una domanda per voi

Quale tecnologia può incidere più rapidamente sulla transizione energetica: celle tandem, idrogeno verde o batterie agli ioni di sodio?

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.