Eolico offshore: nuova tecnologia privilegiata per la transizione ecologica

Molti progetti eolici in mare (o offshore) stanno emergendo nelle acque territoriali, con l’Europa alla guida di questo vasto movimento per la realizzazione di infrastrutture marine per la generazione di elettricità. L’Unione Europea vuole aumentare la potenza del settore eolico offshore sul suo territorio a 60 Gigawatt (GW) entro il 2030, ovvero 5 volte in più rispetto all’attuale capacità di produzione.

Eolico offshore, una tecnologia più efficiente dell’eolico onshore

L’eolico offshore funziona logicamente secondo lo stesso principio dell’eolico onshore. Le pale fissate ad un palo e spinte dalla forza del vento fanno girare un generatore che produrrà energia elettrica grazie alla forza meccanica del vento. Il parco eolico offshore è collegato alla terraferma da una vasta rete di cavi marini che dapprima unisce un centro di gestione condiviso tra tutti i parchi adiacenti prima di raggiungere la rete elettrica nazionale sulla terraferma.

Posizionare queste turbine eoliche lontano dalla costa può sembrare un’opzione incoerente a prima vista. La costruzione di tali infrastrutture richiede operazioni marittime su vasta scala a diversi chilometri dalla costa. Movimentazione di materiali e maestranze, utilizzo di navi imponenti, opere marittime e cablaggi complessi e costosi, l’energia eolica offshore richiede notevoli competenze manuali e tecnologiche. Ma è qui, in acque regolarmente battute da venti violenti, che è possibile costruire gli aerogeneratori più efficienti. Perché più forti sono le raffiche, più i venti sono in grado di far ruotare grandi pale, e maggiore è l’energia prodotta. Far funzionare enormi turbine diventa quindi redditizio in mare.

In poco più di un decennio, le dimensioni di una turbina eolica offshore sono quasi raddoppiate. Nel 2010 una turbina eolica offshore con una potenza di 7,5 megawatt (MW) ha raggiunto i 138 metri di altezza e 128 m di diametro per le pale. Per il 2024 si prevede che raggiungeranno i 270 m di altezza e 240 m di diametro. Mostri in grado di fornire il doppio della potenza (15 MW) delle versioni 2010. A titolo di confronto, un aerogeneratore onshore ha una potenza compresa tra 1,8 e 3 MW e difficilmente supera i 155 m di altezza. Un parco eolico offshore può quindi produrre fino al 60% di energia in più rispetto a un parco onshore.

Ma questi parchi marini si comportano meglio anche quando si ha a che fare con il fattore di carico, il rapporto tra l’energia prodotta da una tecnologia in un dato periodo di tempo e l’energia che avrebbe potuto produrre se avesse funzionato al 100% delle sue capacità. L’energia eolica per natura è un’energia intermittente, la sua produzione dipende dalla forza del vento e non può funzionare in modo permanente. Più violenti e più costanti, i venti marini consentono attualmente alle turbine eoliche offshore europee di raggiungere un fattore di carico compreso tra il 29% e il 48%, ben al di sopra del fattore di carico medio del 24% stimato dall’associazione WindEurope nel 2019.

Dopo l’eolico “installato”, la fase dell’eolico “galleggiante”

Di recente, alla fine del 2022, è stato inaugurato il primo parco eolico offshore al largo di Saint-Nazaire (Loire-Atlantique). Un parco di 80 turbine eoliche situate a più di 12 km dalla costa e con una potenza di 480 MW. Queste turbine eoliche sono fissate direttamente alla piattaforma continentale grazie a una fondazione (prevalentemente in acciaio e/o cemento). A causa di questa fondazione, i cosiddetti progetti eolici “fissi” possono essere costruiti solo in luoghi molto specifici, dove la profondità massima non supera i 60 m di profondità.

Per ampliare le possibilità dell’energia eolica offshore, è in fase di sviluppo un nuovo metodo di fissaggio. L’obiettivo è ottenere ancora più vento, e quindi potenza, avventurandosi ancora più lontano dalla costa. Invece di poggiare su fondamenta fisse, le turbine eoliche “galleggianti”, costruite su piattaforme, sono sostenute da linee di ancoraggio collegate al fondale marino. La profondità non è quindi più un problema quando sono sufficienti solo i cavi per bilanciare la struttura. Resta il fatto che la tecnologia è ancora costosa e non è realmente collaudata nell’ambito della produzione industriale di elettricità perché sballottate dai venti, queste strutture galleggianti rimangono più sensibili ai rischi climatici.

L’obiettivo nei prossimi anni è quello di ridurre i costi di costruzione degli aerogeneratori galleggianti, in particolare quello del galleggiante che rappresenta buona parte della spesa. Secondo le stime dell’Energy Research Centre of the Netherlands (ECN), uno dei più grandi istituti di ricerca energetica in Europa, anche se l’installazione rimane costosa per il momento, non è impossibile che in futuro i costi dell’energia eolica galleggiante si uniranno a quelli dell’eolico fisso. L’obbligo di costruire le turbine eoliche nello stesso blocco sul continente e trainarle nell’area delimitata ridurrebbe notevolmente i costi di installazione del 50%, si legge nello studio ECN.

Progetti pilota molto più piccoli di 30 MW e meno sono in corso nel Mediterraneo per valutare le prestazioni di queste nuove turbine galleggianti. Staremo a vedere.