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Le energie rinnovabili

L’energia rinnovabile è in forte espansione , poiché l’innovazione riduce i costi e inizia a mantenere la promessa di un futuro di energia pulita . La generazione americana di energia solare ed eolica sta battendo record e viene integrata nella rete elettrica nazionale senza compromettere l’affidabilità.

Ciò significa che le energie rinnovabili stanno sempre più sostituendo i combustibili fossili ” sporchi ” nel settore energetico, offrendo il vantaggio di minori emissioni di carbonio e altri tipi di inquinamento . Ma non tutte le fonti di energia commercializzate come “rinnovabili” sono benefiche per l’ambiente. La biomassa e le grandi dighe idroelettriche creano difficili compromessi quando si considera l’impatto sulla fauna selvatica, sui cambiamenti climatici e su altre questioni. Ecco cosa dovresti sapere sui diversi tipi di fonti di energia rinnovabile e su come puoi utilizzare queste tecnologie emergenti a casa tua.

Cos’è l’energia rinnovabile?

L’energia rinnovabile, spesso definita energia pulita , proviene da fonti naturali o processi che vengono costantemente reintegrati. Ad esempio, la luce solare o il vento continuano a splendere e a soffiare, anche se la loro disponibilità dipende dal tempo e dalle condizioni meteorologiche.

Sebbene l’energia rinnovabile sia spesso considerata una nuova tecnologia, lo sfruttamento del potere della natura è stato a lungo utilizzato per il riscaldamento, i trasporti, l’illuminazione e altro ancora. Il vento ha alimentato barche per solcare i mari e mulini a vento per macinare il grano. Il sole ha fornito calore durante il giorno e ha aiutato ad accendere i fuochi per durare fino a sera. Ma negli ultimi 500 anni circa, gli esseri umani si sono rivolti sempre più a fonti di energia più economiche e più sporche come il carbone e il gas fracked

Ora che abbiamo modi sempre più innovativi e meno costosi per catturare e trattenere l’energia eolica e solare, le fonti di energia rinnovabili stanno diventando una fonte di energia più importante, rappresentando più di un ottavo della generazione degli Stati Uniti . L’espansione delle energie rinnovabili sta avvenendo anche su scala grande e piccola, dai pannelli solari sui tetti delle case che possono rivendere l’energia alla rete ai giganteschi parchi eolici offshore. Anche alcune intere comunità rurali si affidano alle energie rinnovabili per il riscaldamento e l’illuminazione.

Poiché l’uso delle rinnovabili continua a crescere, un obiettivo chiave sarà modernizzare la rete elettrica americana , rendendola più intelligente, più sicura e meglio integrata tra le regioni.

Energia sporca

L’ energia non rinnovabile, o ” sporca ” , include i combustibili fossili come petrolio, gas e carbone. Le fonti di energia non rinnovabili sono disponibili solo in quantità limitate e richiedono molto tempo per essere reintegrate. Quando pompiamo gas alla stazione, stiamo usando una risorsa finita raffinata dal petrolio greggio che esiste fin dalla preistoria.

Le fonti di energia non rinnovabile si trovano anche tipicamente in parti specifiche del mondo, il che le rende più abbondanti in alcune nazioni rispetto ad altre. Al contrario, ogni paese ha accesso al sole e al vento. Dare la priorità all’energia non rinnovabile può anche migliorare la sicurezza nazionale riducendo la dipendenza di un paese dalle esportazioni da nazioni ricche di combustibili fossili.

Molte fonti di energia non rinnovabile possono mettere in pericolo l’ambiente o la salute umana. Ad esempio, la trivellazione petrolifera potrebbe richiedere l’estrazione a strisce della foresta boreale del Canada , la tecnologia associata al fracking può causare terremoti e inquinamento dell’acqua e le centrali a carbone sporcano l’aria. Per finire, tutte queste attività contribuiscono al riscaldamento globale .

Tipi di fonti di energia rinnovabile

Energia solare

Gli esseri umani sfruttano l’energia solare da migliaia di anni, per coltivare raccolti, stare al caldo e seccare i cibi. Secondo il National Renewable Energy Laboratory , “più energia del sole cade sulla terra in un’ora di quanta ne viene utilizzata da tutti nel mondo in un anno”. Oggi usiamo i raggi del sole in molti modi: per riscaldare case e aziende, per riscaldare l’acqua o alimentare i dispositivi.

Pannelli solari sui tetti di East Austin, TexasRoschetzky / IstockPhoto

Le celle solari o fotovoltaiche (PV) sono realizzate in silicio o altri materiali che trasformano la luce solare direttamente in elettricità. I sistemi solari distribuiti generano elettricità a livello locale per abitazioni e aziende, tramite pannelli sui tetti o progetti comunitari che alimentano interi quartieri. Le fattorie solari possono generare energia per migliaia di case, utilizzando specchi per concentrare la luce solare su acri di celle solari. I parchi solari galleggianti, o “floatovoltaics”, possono essere un uso efficace delle strutture per le acque reflue e dei corpi idrici che non sono ecologicamente sensibili .  

Il solare fornisce poco più dell’1% della produzione di elettricità negli Stati Uniti Ma quasi un terzo di tutta la nuova capacità di generazione proveniva dal solare nel 2017, secondo solo al gas naturale.

I sistemi di energia solare non producono inquinanti atmosferici o gas a effetto serra e, fintanto che sono ubicati in modo responsabile, la maggior parte dei pannelli solari ha pochi impatti ambientali al di là del processo di produzione .

Energia eolica

Abbiamo fatto molta strada dai vecchi mulini a vento. Oggi, le turbine alte come grattacieli, con turbine di diametro quasi uguale, stanno sull’attenti in tutto il mondo. L’energia eolica fa girare le pale di una turbina, che alimenta un generatore elettrico e produce elettricità.

Il vento, che rappresenta poco più del 6% della generazione statunitense , è diventato la fonte di energia più economica in molte parti del paese. I principali stati di energia eolica includono California, Texas, Oklahoma, Kansas e Iowa, sebbene le turbine possano essere posizionate ovunque con alte velocità del vento, come le cime delle colline e le pianure aperte, o anche al largo in mare aperto.

Altre fonti energetiche alternative

Energia idroelettrica

L’energia idroelettrica è la più grande fonte di energia rinnovabile per l’elettricità negli Stati Uniti, sebbene presto si prevede che l’ energia eolica assumerà il comando . L’energia idroelettrica si basa sull’acqua, tipicamente acqua in rapido movimento in un grande fiume o acqua in rapida discesa da un punto alto, e converte la forza di quell’acqua in elettricità facendo girare le pale di una turbina del generatore.

A livello nazionale e internazionale, i grandi impianti idroelettrici – o mega dighe – sono spesso considerati energia non rinnovabile . Le mega dighe deviano e riducono i flussi naturali, limitando l’accesso alle popolazioni animali e umane che dipendono dai fiumi. I piccoli impianti idroelettrici (una capacità installata inferiore a circa 40 megawatt), gestiti con cura, non tendono a causare così tanti danni ambientali, in quanto deviano solo una frazione del flusso.

Energia da biomassa 

La biomassa  è materiale organico che proviene da piante e animali e include colture, legno di scarto e alberi. Quando la biomassa viene bruciata, l’energia chimica viene rilasciata come calore e può generare elettricità con una turbina a vapore. 

La biomassa viene spesso erroneamente descritta come un combustibile pulito e rinnovabile e un’alternativa più ecologica al carbone e ad altri combustibili fossili per la produzione di elettricità. Tuttavia, la scienza recente mostra che molte forme di biomassa, specialmente dalle foreste, producono emissioni di carbonio più elevate rispetto ai combustibili fossili. Ci sono anche conseguenze negative per la biodiversità. Tuttavia, alcune forme di energia da biomassa potrebbero servire come opzione a basse emissioni di carbonio nelle giuste circostanze. Ad esempio, la segatura e i trucioli delle segherie che altrimenti si decompongono e rilasciano rapidamente carbonio possono essere una fonte di energia a basse emissioni di carbonio.

Energia geotermica
 

La centrale geotermica di Svartsengi vicino a Grindavík, IslandaDaniel Snaer Ragnarsson / iStock

Se ti sei mai rilassato in una sorgente termale, hai usato l’ energia geotermica . Il nucleo terrestre è caldo all’incirca quanto la superficie del sole , a causa del lento decadimento delle particelle radioattive nelle rocce al centro del pianeta. La perforazione di pozzi profondi porta in superficie acqua sotterranea molto calda come risorsa idrotermale, che viene quindi pompata attraverso una turbina per creare elettricità. Gli impianti geotermici in genere hanno basse emissioni se pompano il vapore e l’acqua che utilizzano nuovamente nel serbatoio. Ci sono modi per creare impianti geotermici dove non ci sono serbatoi sotterranei, ma ci sono preoccupazioni che possano aumentare il rischio di un terremoto in aree già considerate hot spot geologici.

Oceano

L’energia delle maree e delle onde è ancora in una fase di sviluppo, ma l’oceano sarà sempre governato dalla gravità della luna, il che rende lo sfruttamento del suo potere un’opzione attraente. Alcuni approcci all’energia delle maree possono danneggiare la fauna selvatica, come sbarramenti di marea , che funzionano in modo molto simile alle dighe e si trovano in una baia o laguna oceanica. Come l’energia delle maree, l’energia delle onde si basa su strutture simili a dighe o dispositivi ancorati al fondo dell’oceano su o appena sotto la superficie dell’acqua.

Energia rinnovabile in casa

Energia solare

Su scala più piccola, possiamo sfruttare i raggi del sole per alimentare l’intera casa, sia attraverso pannelli di celle fotovoltaiche che con un design solare passivo. Le case solari passive sono progettate per accogliere il sole attraverso le finestre esposte a sud e quindi trattenere il calore attraverso cemento, mattoni, piastrelle e altri materiali che immagazzinano il calore. 

Alcune case a energia solare generano elettricità più che sufficiente, consentendo al proprietario della casa di rivendere l’energia in eccesso alla rete . Le batterie sono anche un modo economicamente interessante per immagazzinare l’energia solare in eccesso in modo che possa essere utilizzata di notte. Gli scienziati stanno lavorando duramente su nuovi progressi che uniscono forma e funzione, come i lucernari solari e le tegole del tetto .

Pompe di calore geotermiche

La tecnologia geotermica è una nuova interpretazione di un processo riconoscibile: le bobine sul retro del frigorifero sono una mini pompa di calore, che rimuove il calore dall’interno per mantenere i cibi freschi e freschi. In una casa, le pompe geotermiche o di scambio geografico utilizzano la temperatura costante della terra (pochi piedi sotto la superficie) per raffreddare le case in estate e riscaldare le case in inverno e persino per riscaldare l’acqua.

I sistemi geotermici possono essere inizialmente costosi da installare, ma in genere si ripagano entro 10 anni . Sono anche più silenziosi, hanno meno problemi di manutenzione e durano più a lungo dei condizionatori d’aria tradizionali.

Piccoli sistemi eolici

Un parco eolico nel cortile? Barche, allevatori e persino compagnie di telefonia cellulare usano regolarmente piccole turbine eoliche. I rivenditori ora aiutano a posizionare, installare e mantenere le turbine eoliche anche per i proprietari di case, sebbene alcuni appassionati di fai da te installino le turbine da soli. A seconda delle tue esigenze di elettricità, velocità del vento e regole di zonizzazione nella tua zona, una turbina eolica può ridurre la tua dipendenza dalla rete elettrica.

Vendere l’energia che raccogli

Le case alimentate da energia eolica e solare possono essere autonome o essere collegate alla rete elettrica più grande, fornita dal loro fornitore di energia. I servizi elettrici nella maggior parte degli stati consentono ai proprietari di casa di pagare solo la differenza tra l’elettricità fornita dalla rete consumata e quella che hanno prodotto, un processo chiamato net metering. Se produci più elettricità di quella che usi, il tuo fornitore potrebbe pagarti il ​​prezzo al dettaglio per quell’energia.

Energia rinnovabile e te

Promuovere le energie rinnovabili o utilizzarle a casa può accelerare la transizione verso un futuro di energia pulita. Anche se non sei ancora in grado di installare pannelli solari, potresti essere in grado di optare per l’elettricità da una fonte di energia pulita. (Contatta la tua compagnia elettrica per chiedere se offre questa scelta.) Se l’energia rinnovabile non è disponibile tramite la tua rete elettrica, puoi acquistare certificati di energia rinnovabile per compensare il tuo utilizzo.

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