Rinnovabili, L’integrazione fra Idroelettrico, Solare e Eolico in Africa

Rinnovabili, L’integrazione fra Idroelettrico, Solare e Eolico in Africa

Le centrali idroelettriche possono supportare l’energia solare ed eolica, decisamente imprevedibile per natura, in modo ecocompatibile. Un nuovo studio della rivista scientifica Nature Sustainability ha ora mappato il potenziale di tali strategie “solare-vento-acqua” per l’Africa occidentale: una regione importante in cui il settore energetico è ancora in fase di sviluppo, e dove la capacità di generazione e le reti elettriche saranno notevolmente ampliate nei prossimi anni. “I paesi dell’Africa occidentale hanno quindi ora la possibilità di pianificare questa espansione secondo strategie che si basano su una produzione di energia moderna e rispettosa del clima”, dice Sebastian Sterl, scienziato dell’energia e del clima alla [Vrije Universiteit Brussel] e autore principale dello studio. “Una situazione completamente diversa dall’Europa, dove la fornitura di energia elettrica è stata dipendente per molti decenni da centrali elettriche inquinanti – di cui molti paesi ora vogliono liberarsi”.
La produzione di energia solare ed eolica sta aumentando in tutto il mondo e sta diventando sempre più economica. Ciò contribuisce a mantenere gli obiettivi climatici in vista, ma pone anche delle sfide. Ad esempio, i critici spesso sostengono che queste fonti energetiche sono troppo imprevedibili e variabili per far parte di un mix di energia elettrica affidabile su larga scala.
“In effetti, i nostri sistemi elettrici dovranno diventare molto più flessibili se vogliamo immettere nella rete grandi quantità di energia solare ed eolica. La flessibilità è attualmente garantita per lo più dalle centrali a gas. Purtroppo, queste causano molte emissioni di CO2”, dice Sebastian Sterl, esperto di energia e clima alla Vrije Universiteit Brussel e alla KU Leuven. “Ma in molti paesi le centrali idroelettriche possono essere un’alternativa senza combustibili fossili per sostenere l’energia solare ed eolica. Dopotutto, le centrali idroelettriche possono essere utilizzate nei periodi in cui l’energia solare ed eolica non è disponibile in misura sufficiente”.
Il team di ricerca, composto da esperti di VUB, KU Leuven, l'[Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili (IRENA)] e Climate Analytics, ha progettato un nuovo modello informatico per il loro studio, basato su informazioni dettagliate sull’acqua, sul meteorologia e sul clima. Hanno utilizzato questo modello per studiare come le fonti di energia rinnovabile in Africa occidentale potrebbero essere sfruttate nel modo più efficace possibile per una fornitura di energia efficace, anche senza stoccaggio su ampia scala. Tutto questo senza perdere di vista l’impatto ambientale delle grandi centrali idroelettriche.
“Questo è tutt’altro che banale da calcolare”, dice il Prof. Wim Thiery, scienziato del clima del VUB, anch’egli coinvolto nello studio. “Le centrali idroelettriche in Africa occidentale dipendono dal monsone; nella stagione secca funzionano con le loro riserve. Sia il sole che il vento, così come il fabbisogno di energia elettrica, hanno il loro tipico andamento orario, giornaliero e stagionale. Solare, eolico e idroelettrico variano di anno in anno e possono essere influenzati dai cambiamenti climatici. Inoltre, il loro potenziale è distribuito in modo molto disomogeneo nello spazio”.
Lo studio dimostra che sarà particolarmente importante creare un “West African Power Pool”, un’interconnessione regionale delle reti elettriche nazionali. I paesi con un clima tropicale, come il Ghana e la Costa d’Avorio, hanno tipicamente un grande potenziale per l’energia idroelettrica e una radiazione solare piuttosto elevata, ma quasi nessun vento. I paesi più aridi e più desertici, come il Senegal e il Niger, non hanno quasi nessuna opportunità per l’energia idroelettrica, ma ricevono più luce solare e più vento. Il potenziale per una produzione di energia sicura e pulita basata sull’energia solare ed eolica, supportata dall’energia idroelettrica distribuita in modo flessibile, aumenta di oltre il 30% quando i paesi possono condividere il loro potenziale a livello regionale, hanno rilevato i ricercatori.
Tutte le misure prese insieme consentirebbero di soddisfare circa il 60% dell’attuale domanda di energia elettrica in Africa occidentale con fonti rinnovabili complementari, di cui circa la metà sarebbe costituita da energia solare ed eolica e l’altra metà da energia idroelettrica – senza la necessità di impianti di stoccaggio su larga scala [a batteria] o altri impianti di stoccaggio. Secondo lo studio, entro pochi anni anche il costo della produzione di energia solare ed eolica in Africa occidentale dovrebbe diminuire a tal punto che le strategie proposte per l’energia solare-acqua eolica forniranno elettricità a prezzi più bassi rispetto alle centrali a gas, che attualmente rappresentano ancora più della metà dell’intera fornitura di elettricità in Africa occidentale.
Le centrali idroelettriche possono avere un notevole impatto negativo sull’ecologia locale. In molti paesi in via di sviluppo, sono stati proposti molti piani controversi per nuove centrali idroelettriche. Lo studio può aiutare a rendere più sostenibili gli investimenti futuri nell’energia idroelettrica. “Utilizzando le centrali idroelettriche esistenti e programmate nel modo più ottimale possibile per sostenere in maniera massiccia l’energia solare ed eolica, si può allo stesso tempo rendere superflue alcune nuove dighe”, dice Sterl. “In questo modo si possono prendere due piccioni con una fava. Allo stesso tempo, si evitano le emissioni di CO2 dalle centrali a gas e l’impatto ambientale del sovrasfruttamento dell’energia idroelettrica”.
I metodi sviluppati per lo studio sono facilmente trasferibili ad altre regioni, e la ricerca ha rilevanza mondiale. “Quasi tutte le regioni con una grande quantità di energia idroelettrica, o potenziale idroelettrico, potrebbero usarlo per compensare le carenze di energia solare ed eolica.” Diversi paesi europei, con la Norvegia al primo posto, hanno mostrato un crescente interesse negli ultimi anni per lo sfruttamento dell’energia idroelettrica a sostegno dell’energia solare ed eolica nei paesi dell’UE. Esportando l’energia idroelettrica norvegese durante i periodi in cui altri paesi subiscono carenze di energia solare ed eolica, la trasformazione energetica europea può essere avanzata.

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Cristiano Volpi
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