Quali sono le fonti di energia rinnovabili

Fonti di energia rinnovabili
Le fonti di energia rinnovabili (FER) stanno avendo un notevole sviluppo negli ultimi decenni, in quanto l’inquinamento ambientale provocato dai combustibili fossili come il carbone, il petrolio e il metano, ha toccato livelli molto elevati che causano danni all’ambiente e all’uomo. Negli ultimi decenni in tutto il mondo si è avuta una forte richiesta energetica che ha fatto crescere in maniera elevata l’utilizzo delle fonti di energia non rinnovabili, che ora vengono utilizzate per circa l’80% del totale e inoltre tendono ad esaurirsi. Tra i fattori negativi delle crescita economica incontrollata che utilizza fonti di energia non rinnovabili troviamo anche il calo della biodiversità, la grande produzione di rifiuti, il deterioramento delle risorse naturali, e molto altro ancora. Molti paesi hanno compreso la necessità di ricercare un diverso modello di sviluppo economico avendo come obiettivo la sostenibilità e la salvaguardia ambientale e hanno identificato i settori in cui operare e tra questi uno dei più importanti è quello che riguarda l’aumento della produzione energia rinnovabile. Le fonti di energia rinnovabili hanno la capacità di non esaurirsi e si rinnovano in periodi abbastanza brevi (passiamo dall’energia solare  e da quella eolica che sono immediatamente disponibili all’energia prodotta da biomasse che abbisogna di qualche anno per rigenerarsi)  e comportano un impatto con l’ambiente nella maggior parte dei casi bassissimo poiché non producono gas serra o scorie inquinanti da smaltire. Le fonti di energia rinnovabili sono ormai una realtà consolidata in molti paesi e la loro crescita continua è dovuta, oltre alle ragioni menzionate, anche:
a) all’incessante sviluppo delle tecnologie applicate agli impianti per la produzione energia rinnovabile;
b) alle diverse valutazioni di politica energetica che un gran numero di paesi ha individuato per evitare di essere assoggettato alla dipendenza energetica dai paesi fornitori di combustibili fossili;
c) alla concessioni da parte degli stati di incentivi energie rinnovabili;
d) a cercare di evitare che si presentino emergenze ambientali.
Lo sviluppo delle fonti di energia rinnovabili ci permette di avere anche dei riscontri positivi come il forte aumento degli addetti al settore in particolare per quello locale con produzione energetica fatta sul territorio nazionale, inoltre spinge a fare ricerca e innovazione tecnologica. Infine adoperare le fonti di energia rinnovabili ci permette di non intaccare o danneggiare le risorse naturali, e può essere un’occasione per ristudiare e modificare migliorandola la nostra vita e quella dei grandi centri urbani attraverso la trasformazione e il recupero di molti manufatti edificati negli anni passati in cui la progettazione e la realizzazione non hanno posto l’opportuna attenzione al risparmio energetico e al consumo dell’energia non rinnovabile. Nel nostro paese sono presenti oltre centinaia di migliaia di impianti che utilizzano fonti energetiche rinnovabili e che sono distribuiti su tutto il territorio nazionale con una produzione energetica che sta continuamente aumentando.

Fonti di energia rinnovabili situazione in Italia e nel mondo
Dal rapporto Renewables 2017 dell'Iea (International Energy Agency) si evidenzia un cambiamento che continua a stupire per la sua accelerazione, in particolare nel 2016, per la prima volta, i megawatt prodotti con il fotovoltaico hanno superato quelli del carbone e il solare ha aumentato la sua capacità produttiva del 50%. Le fonti rinnovabili hanno fornito i due terzi della nuova potenza elettrica installata nel mondo e sono già arrivate al 24% del totale dell'elettricità prodotta nel mondo; nel 2022 raggiungeranno il 30% preparandosi al sorpasso sul carbone, nello stesso anno le fonti pulite forniranno una quantità di elettricità equivalente a quella consumata da Cina, India e Germania tutte assieme.
Il Gestore dei Servizi Energetici GSE ha diffuso il Rapporto Statistico 2016 sulle fonti rinnovabili, da cui si rileva che in Italia ogni 10 kWh consumati per i vari usi circa 2 sono prodotti da fonti rinnovabili, con abbattimento delle emissioni pari a 73 milioni di tonnellate di CO2). Nel 2016 l’Italia è in linea con gli obiettivi europei al 2020, con il 17,35% dei consumi complessivi di energia nei tre settori elettrico, termico e dei trasporti coperti da fonti rinnovabili. E' stata raggiunta una produzione elettrica dalle rinnovabili del 37,3%, con plù di 742.000 impianti in esercizio per una potenza installata di 52,3 GW e una produzione di energia rinnovabile di 108 TWh.Tra le rinnovabili l’idroelettrico copre il 39% della generazione elettrica, il fotovoltaico (20%), le bioenergie (18%) e l’eolico (16% con la maggiore crescita nel 2016). Nel settore termico il 19% dei consumi proviene da fonti rinnovabili, con la biomassa solida (legna da ardere e pellet) arriva al 70% dei consumi termici rinnovabili e le pompe di calore (25%). Nel campo dei trasporti, nel 2016 sono utilizzati 1,2 milioni di tonnellate di biocarburanti, in in gran parte biodiesel. Gli investimenti nel comparto hanno avuto effetti positivi non solo sulla produzione energetica ma anche per l'occupazione di decine di migliaia di lavoratori.

Fonti di energia rinnovabili: Link di riferimento
Segnaliamo i link di aziende/enti che si occupano di fonti di energia rinnovabili e che sono di rilevanza nazionale. Enea Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, si interessa della ricerca e dello sviluppo tecnologico delle fonti di energia rinnovabili e degli incentivi statali relativi, con lo scopo di far si che il paese disponga di un sistema energetico diversificato, economicamente sostenibile e a basso impatto ambientale; in questo ambito: svolge e promuove attività di ricerca, favorisce i processi di innovazione tecnologica nelle industrie e nelle pubbliche amministrazioni, fornisce supporto tecnico e organizzativo alle pubbliche amministrazioni, svolge e supporta campagne di sensibilizzazione rivolte ai cittadini, per diffondere nuove tecnologie e per promuovere modelli di consumo alternativi. Enel Green Power società del Gruppo Enel dedicata allo sviluppo e alla gestione delle attività di generazione di energia da fonti rinnovabili a livello internazionale, presente in Europa e nel continente americano; leader di settore a livello mondiale grazie a quasi 21 miliardi di chilowattora prodotti da acqua, sole, vento e calore della terra, in grado di soddisfare i consumi di circa 8 milioni di famiglie ed evitare ogni anno decine di milioni di tonnellate di emissioni di anidride carbonica. Gli impianti in esercizio sono centinaia in tutto il mondo e il mix di generazione include eolico, solare, idro, geotermico e biomasse. Rinnovabili.it testata telematica quotidiana dedicata a tutte le fonti di energia rinnovabili, iniziativa di informazione alla quale hanno aderito numerosi giornalisti, ricercatori e progettisti, sotto il patrocinio di Enti istituzionali e scientifici nella ricerca e nella divulgazione sui principali temi della sostenibilità. EnergoClub associazione “onlus” di cultori, ricercatori, innovatori e appassionati di fonti energetiche rinnovabili e di tecnologie efficienti con l'obiettivo della riconversione del sistema energetico, dall'attuale basato sulle fonti esauribili, ad un sistema sostenibile basato sulle fonti di energia rinnovabili; conducendo concrete attività di divulgazione, didattica e promozione a sostegno dell’energia rinnovabile e pulita.

Fonti di energia rinnovabili: Quali sono
Vediamo quali sono le più importanti fonti di energia rinnovabili cercando anche di fornire precisazioni su ogni singola tipologia.
♦  Energia Solare
L'energia solare è la fonte energetica primaria tra le rinnovabili e la procuriamo direttamente captando l’energia proveniente dalla nostra stella che la rilascia sotto forma di onde elettromagnetiche; va sottolineato che l’energia che ci giunge dal sole è circa 10.000 volte più grande di quanta se ne utilizza in tutto il mondo. Gli impianti solari ci permettono di catturare l’energia solare che possiamo trasformare in energia termica o elettrica; e utilizzare nei settori delle costruzioni, in agricoltura, nella dissalazione dell’acqua marina e altro. Nell’Italia centro-meridionale esiste una forte radiazione solare che ci permette uno sfruttamento migliore di questa fonte energia rinnovabile rispetto ai paesi del nord Europa. Numerosi paesi hanno in corso ricerche per avere in un futuro non lontano nuovi impianti e nuove celle per rendere più efficiente e meno costosa l’energia solare. Sono attualmente presenti tre tipologie d’impianti solari: 1) “impianto fotovoltaico” che trasforma l’energia presente nella radiazione solare in energia elettrica attraverso appositi pannelli solari con impianti isolati o connessi alla rete elettrica pubblica; 2) “impianto  solare termico” che sempre tramite pannelli solari appositi utilizza l'energia solare  per il riscaldamento dell'acqua successivamente adoperata o per il  riscaldamento di fabbricati e aziende o per produrre acqua calda; 3) “impianto termodinamico” o “solare a concentrazione” che è una recente tecnologia che sfrutta l’energia solare per riscaldare un fluido (sali fusi, olio minerale,  gas e altro), che immagazzinando energia permette rilasciandola il funzionamento di una turbina che genera energia elettrica.
♦  Energia eolica
Tra le fonti di energia rinnovabili quella eolica viene generata dal vento che ha avuto un notevole trend di crescita sia in Italia che nel resto del mondo; è anche quella che può competere alla pari con le tradizionali fonti di energia non rinnovabili di natura fossile per il notevole sviluppo tecnologico raggiunto e per la semplicità della sua realizzazione; inoltre garantisce la tutela dell’ambiente circostante e bassi costi di manutenzione. Per produrre questo tipo di energia si usano gli  aerogeneratori apparecchiature che sulla base dell’impulso del vento muovono delle pale che con il loro movimento di rotazione permettono ad un generatore di produrre elettricità. Questi aerogeneratori possono avere forme e dimensioni differenti (a1, 2 o 3 pale, lunghezza pale dai 50 centimetri per piccoli caricabatterie ai circa 30 metri che erogano una potenza di 1.500 kW). Il più diffuso tra gli aerogeneratori è quello di taglia media di altezza della torre superiore ai 50 metri, con due o tre pale lunghe circa 20 metri (eroga una potenza di 500-600 kW). Vere e proprie centrali elettriche sono le “wind-farm” (fattorie del vento), costruite unendo più aerogeneratori collocati ad una distanza uno dall'altro pari a 5/10 volte il diametro delle pale (per gli aerogeneratori di taglia media se ne monta uno ogni 200 metri). Le fattorie del vento si possono costruire anche sul mare (impianti eolici "offshore"). 
♦  Energia idroelettrica
Quella idroelettrica è la fonte energia rinnovabile di maggiore importanza per la quantità di produzione elettrica nel nostro paese ed è rilevante anche a livello internazionale. Ha un ciclo in cui l’energia proveniente dal Sole consente l’evaporazione dell’acqua dagli oceani, mari e laghi e il vapore formatosi scende sui continenti sotto forma di neve o pioggia, trasformando l’energia potenziale presente nelle masse d’acqua in quota in energia cinetica, durante lo scavalcamento di un dislivello questa energia viene successivamente trasformata da un alternatore accoppiato ad una turbina in energia elettrica. Si ottiene energia idroelettrica da fiumi, laghi e bacini edificando dighe di sbarramento e condotte forzate. Esistono differenti tipi d’impianto, tra cui quelli più conosciuti sono a:
a) “acqua fluente”- impianti idroelettrici posti direttamente sul corso d'acqua;
b) “bacino” - nei quali l'acqua viene inviata in un bacino tramite la costruzione di sbarramenti o dighe;
c) “accumulo”- nei quali l'acqua viene spinta in quota utilizzando impianti di pompaggio, aumentando così l’energia potenziale a disposizione.
Recentemente sta prendendo piede la mini-idraulica, ovvero piccole centrali idroelettriche che sfruttano anche modesti corsi d’acqua per la produzione di energia elettrica; l’energia elettrica viene così prodotta molto vicino alle utenze, per cui gli impianti per il trasporto dell’energia (tralicci, cavi, cabine di sezionamento,…) sono ridotti in maniera rilevante; inoltre viene utilizzata sia dai privati che da aziende artigianali, agricole e della piccola e media industria. La mini-idraulica oltre ad essere una fonte energia rinnovabile, presenta un basso impatto ambientale (soprattutto visivo) ed è di facile e ridotta manutenzione. Gli impianti mini-idraulici sono facilmente posizionabili in sistemi di distribuzione e irrigazione delle acque già presenti, dandoci la possibilità di avere forti abbassamenti dei costi durante la realizzazione degli impianti. 
♦  Energia da biomasse
Una delle fonti di energia rinnovabili che ha maggiore diffusione è quella legata alle biomasse cioè quei materiali di natura organica (animale o vegetale) che possiamo utilizzare subito come combustibili o convertirli in combustibili solidi, liquidi o gassosi, per usarli nella produzione energetica; hanno anche la caratteristica di essere una fonte energia rinnovabile e perenne. Definiamo biomasse (di cui fanno parte un rilevante numero di materiali spesso diversi tra loro) i seguenti materiali: prodotti delle coltivazioni agricole e dalla silvicoltura, vegetali appositamente coltivati per la produzione di energia, gli avanzi dei prodotti agro-alimentari provenienti dall’alimentazione dell’uomo e degli animali, gli scarti dell’industria della lavorazione del legno e della carta (soltanto per quelli che non sono stati sottoposti a trattamenti chimici), i prodotti organici provenienti dagli allevamenti e dalle attività umane (ovvero la frazione organica dei rifiuti solidi urbani). I combustibili (solidi, liquidi o gassosi) che provengono da questi materiali direttamente o dopo processi di trasformazione, vengono definiti “biocombustibili”. Le biomasse usate come combustibili non inquinano il suolo e l’aria perché nella loro combustione rilasciano soltanto una ridotta quantità di carbonio (che viene successivamente assimilato dai vegetali nel loro sviluppo), modeste quantità di zolfo e composti di azoto. La produzione di energia dalle biomasse permette di eliminare molti tipi di rifiuto, generando nel contempo energia elettrica o termica, così da ridurre l’utilizzo delle fonti di energie non rinnovabili che inquinano fortemente l’ambiente; basti pensare alle foreste che dopo il loro taglio tornano a crescere in pochi anni catturando al tempo stesso l’anidride carbonica (CO2) e riequilibrando quanto speso per produrre energia.
♦  Energia geotermica
La geotermia è una tra le fonti di energia rinnovabili già utilizzata nei secoli passati ed utilizza una tecnica che consente di riscaldare e raffrescare gli immobili e per procurarsi acqua calda dal sottosuolo utilizzandolo come serbatoio di calore. La sua disponibilità aumenta sempre di più quando si scende a maggiori profondità. La produzione energia rinnovabile da geotermia in Italia è in costante crescita, in particolare viene applicata a molte nuove costruzioni edili. La geotermia si divide in due settori: “classico” che coglie dal “sottosuolo caldo” il calore per il riscaldamento diretto e per la produzione di energia elettrica (mediante una turbina a vapore) e a "bassa entalpia", che impiega il sottosuolo alla stregua di serbatoio termico da cui preleva calore nel periodo invernale cedendolo alle abitazioni, mentre in estate immette nel sottosuolo il calore in esubero degli edifici. Nei diversi utilizzi che si fanno di questa fonte energia rinnovabile quello più diffuso la "bassa entalpia" nella climatizzazione degli immobili; inoltre viene usato per la produzione di acqua calda sanitaria. Tra le fonti di energia rinnovabili la geotermica ha il vantaggio di poter essere utilizzata ovunque, la sua erogazione è continua e non è soggetta da condizionamenti climatici; va utilizzata  localmente per il fatto che per trasportarla esistono notevoli problemi e complicazioni.

Fonti di energia rinnovabili: Limiti e prospettive
Facciamo presente che le fonti di energia rinnovabili presentano alcuni limiti che ne riducono l’estensione, di seguito ne segnaliamo alcuni tra i più rilevanti. L’energia l’eolica e quella solare producono energia in maniera intermittente e per questo possono facilitare il contenimento dei consumi di combustibili fossili ma non ce la fanno a sostituirli del tutto. L’energia da biomassa deve essere usata non oltrepassando il ritmo di rinnovamento biologico; esistono barriere all'ampliamento delle superfici coltivate e i vincoli climatici condizionano la crescita delle diverse specie vegetali, inoltre per produrre una quantità di energia rinnovabile economicamente conveniente spesso si devono invadere vaste estensioni di territorio, questo  non comporta automaticamente conseguenze irreversibili per la tutela del suolo perchè si possono risanare le aree occupate con costi abbastanza contenuti.  primo impianto solare ospitato in un bacino idroelettrico.
Si prospettano nuove possibilità per lo sviluppo delle energie rinnovabili legato all'alleanza tra due fonti di energia verde. Ad esempio in alcuni bacini idrici delle grandi dighe sono stati installati impianti a pannelli fotovoltaici (ci sono progetti da record in India e Cina); con numerosi vantaggi tra cui spiccano la riduzione di costi e la maggiore potenza.