Le sfide poste dall’incedere del cambiamento climatico necessitano di risposte precise e articolate da parte dei singoli attori coinvolti ma soprattutto da parte dei grandi regolatori internazionali. Gli obiettivi contenuti all’interno dell’Agenda 2030 dell’ONU, sintetizzati nei punteggi SDGs (Sustainable Development Goals), sono ormai largamente condivisi a livello mondiale e soprattutto europeo. Con l’adozione del nuovo pacchetto climatico Fit for 55, infatti, l’Unione Europea ha tracciato un percorso chiaro per raggiungere la neutralità di carbonio in un tempo accettabile.

L’attività antropica porta con sé un’impronta carbonica declinabile sotto molteplici aspetti, i quali riguardano sia l’approvvigionamento di energia che l’intera catena di valore del prodotto. In questa partita è proprio la produzione di energia a giocare un ruolo chiave: sebbene, ad oggi, circa il 40% della produzione di energia proviene da fonti rinnovabili (ex. Idroelettrico, Fotovoltaico, Eolico), l’obiettivo di neutralità carbonica è ancora distante. Il grande sviluppo di sistemi di produzione di energia rinnovabile è trainato dalla mole di investimenti messi in campo nei settori afferenti alla ricerca e sviluppo e i trend sintetizzati dalle analisi condotte dall’Organizzazione per la cooperazione e sviluppo economico (OECD) delineano un incremento sostanziale sia delle risorse economiche che del numero di brevetti depositati, specialmente nell’ambiente legato alla sostenibilità ambientale.

In questo contesto l’energia del moto ondoso gioca un ruolo chiave, soprattutto per la sua enorme disponibilità: si stima che la densità di energia sfruttabile a livello globale sia pari a circa 2TWh/anno. Questo enorme potenziale potrebbe soddisfare le necessità energetiche mondiali senza produrre alcuna emissione inquinante. 

Le grandi potenzialità del moto ondoso sono state raccolte da numerosi attori e declinate in differenti aspetti; infatti, si assiste sempre più di frequente alla nascita di nuove tecnologie, sia oscillanti che fisse. Questi dispositivi risultano essere di enorme interesse specialmente per i contesti energetici non direttamente connessi alla rete elettrica nazionale. In questo panorama, spicca il caso delle isole minori non interconnesse: la grande versatilità del moto ondoso, unito al minimo impatto ambientale, colloca di diritto questa tecnologia come la più adatta per contribuire in modo sostanziale ai processi di decarbonizzazione di sistemi energetici isolati.

In questo contesto si inserisce il gruppo di ricerca MOREnergy Lab del Politecnico di Torino coordinato dalla professoressa e vicerettrice Giuliana Mattiazzo che da oltre 10 anni contribuisce allo sviluppo del convertitore di energia da moto ondoso chiamato ISWEC (Inertial Sea Wave Energy Converter). Questo innovativo dispositivo è sviluppato dalla collaborazione sinergica fra il Politecnico di Torino, lo spin-off Wave for Energy ed Eni. Il sistema si presenta come uno scafo galleggiante ormeggiato sul fondale marino e contiene al suo interno due giroscopi, che funzionano come fossero due trottole in rotazione. Il movimento di beccheggio dello scafo induce il moto di questi due giroscopi e tramite dei generatori elettrici è possibile estrarre potenza elettrica. Punto di forza di questo dispositivo è la presenza di tutti i sistemi meccanici ed elettrici all’interno dello scafo a tenuta stagna e quindi non a contatto con l’ambiente marino altamente corrosivo e dannoso. Ne consegue quindi una maggiore affidabilità, durabilità e facilità delle operazioni di manutenzione ordinaria e straordinaria.

Attualmente lo stato del progetto ISWEC è approdato ad uno stato di sviluppo consolidato di sperimentazione in mare aperto, fondamentale per la dimostrazione e successo della tecnologia. La tabella di marcia del progetto ISWEC procede a ritmo serrato: nel 2015 al largo di Pantelleria è stato installato un dispositivo in scala al vero con potenza nominale pari a 100 kW.

 

Fonte: Autori

Nel 2018 dalla collaborazione con Eni nasce l’impianto pilota a Ravenna che prevede un dispositivo in scala di ISWEC collegato ad una piattaforma offshore e integrato con un impianto fotovoltaico.

Prototipo in scala 1:2 di ISWEC realizzato da Eni e installato in Adriatico nel 2018

Fonte: Eni

Questo laboratorio operativo in mare aperto ha consentito di consolidare le soluzioni tecniche alla base dei sistemi meccanici ed elettrici a bordo del dispositivo consentendo una più efficacie definizione delle operazioni di manutenzione e controllo. I dati acquisiti durante l’operatività dei dispositivi hanno permesso la validazione numerica dei modelli numerici con cui vengono progettate queste macchine, consentendo quindi una migliore progettualità delle future macchine. Obiettivi attuali dello sviluppo della tecnologia sono la riduzione dei costi della macchina tramite l’adozione di materiali a basso costo per la costruzione dello scafo, ormeggio e dei giroscopi e l’aumento dell’estrazione di energia elettrica con l’implementazione delle più moderne tecniche di controllo. A questo si lega una identificazione puntuale della catena di approvvigionamento con la sua conseguente ottimizzazione atta a garantire una futura pianificazione dei processi di industrializzazione. La strada verso l’industrializzazione e commercializzazione del dispositivo ISWEC è tracciata.

 

Disegno schematico del funzionamento del dispositivo ISWEC

Fonte: Autori