Il sole? Per l’energia è senza avvenire

Secondo alcuni, quella dal sole sarebbe la fonte energetica del futuro e quella nucleare agli sgoccioli. Tra essi spicca l’aspirante presidente del Consiglio, Romano Prodi, che sull’energia solare ha un’agenda politica ricca di progetti di legge. Peccato che le leggi di Prodi contraddicano quelle della fisica. Che c’insegnano, invece, che l’energia solare non ha futuro.
Il sole invia per 365 giorni l’anno, su ogni metro quadrato di pianeta, tanta energia quanta se ne consuma tenendo accesa una lampadina di 200 watt per 24 ore al giorno; ma non essendo né energia meccanica né energia elettrica, siamo obbligati a usarla in forma trasformata. Ecco come: l’energia dal sole è responsabile della fotosintesi che fa crescere le piante che ci danno la legna da ardere (o altra biomassa); fa evaporare le acque che, ricadendo sotto forma di pioggia, possono raccogliersi in un bacino idroelettrico; crea i gradienti di temperatura atmosferici responsabili dei venti; viene trasformata direttamente in energia elettrica dai moduli fotovoltaici (FV) e riscalda il fluido che circola in un collettore solare. Ebbene, questi processi hanno, ciascuno, un’efficienza intrinseca, e che non possiamo modificare più di tanto: i 200 W/mq che arrivano sulla Terra diventano 0,5 W/mq con l’idroelettrico o la legna da ardere (o anche meno se è biomassa coltivata), 1 W/mq con l’eolica, 20 W/mq coi moduli FV, e 100 W/mq coi collettori solari.
Può sembrare curioso, ma oltre il 95% dell’energia «solare» che usiamo è fornita dalle forme meno efficienti: legna da ardere ed energia idroelettrica. Basta riflettere un attimo per capire che curioso non è: l’energia è un bene che vogliamo usare quando ci serve, non quando brilla il sole o soffia il vento. Ecco perché preferiamo la legna da ardere e i bacini idroelettrici: essi sono, per così dire, dei serbatoi d’energia (decidiamo noi quando bruciare un ciocco di legno o quando far cadere sulle turbine l’acqua raccolta dietro una diga).
Inoltre, se fino a due secoli fa l’energia usata dall’uomo proveniva al 100% dal sole - quasi tutta legna da ardere (e forza muscolare degli schiavi, un’altra forma d’energia solare) - oggi il contributo dal sole è inferiore al 10%, a dispetto del fatto che disponiamo anche di dighe, turbine eoliche, pannelli FV e collettori termici: insomma, appare evidente che quella dal sole è, innanzitutto, l’energia del passato.
Abbiamo già avuto occasione di notare il fallimento delle 15mila turbine eoliche tedesche (che Prodi addita agli italiani come esempio da imitare): esse producono meno del 2% dell’elettricità consumata in Germania, e sono state interamente pagate dai contribuenti tedeschi perché nessuno investirebbe un proprio euro su un’impresa decisamente a perdere.
Solare fotovoltaico. C’è speranza che l’efficienza dei moduli fotovoltaici migliori significativamente? Purtroppo, per ragioni proprie della tecnica FV, la risposta è negativa. Il materiale di cui sono fatti i pannelli FV diventa conduttore d’elettricità perché gli elettroni di quel materiale assorbono una ben precisa quantità (diciamo Q) d’energia. Ora, la luce solare consta di fotoni con energie comprese tra l’infrarosso e l’ultravioletto; ma i fotoni d’energia inferiore a Q non servono, e quelli d’energia superiore cedono solo la quota Q agli elettroni, mentre la differenza si disperde come inutile calore. Ecco perché le migliori celle disponibili su larga scala hanno un’efficienza del 10%.
Poi c’è la questione dei costi. Se volessimo coprire col solare FV l’1% del consumo elettrico italiano, dovremmo spendere, oggi, più di 10 miliardi d’euro solo in pannelli FV (senza installazione, accumulatori, trasformatori). La stessa cifra, se impiegata nelle centrali convenzionali (nucleari comprese), coprirebbe più del 20% dei nostri consumi elettrici. Alcuni s’illudono che i costi del FV possano diminuire: tutto sommato - dicono - basta guardare come si sono abbattuti i costi dei computer, la cui tecnologia (quella dei semiconduttori) è la stessa delle celle FV. Effettivamente, nei soli ultimi 15 anni il costo dei transistor dei circuiti integrati si è abbattuto di un fattore 100. Come mai? Perché è stato possibile allocare milioni di transistor sulla superficie di un francobollo, circostanza che ha permesso di aumentare la velocità e diminuire le dimensioni dei computer: quelli che 30 anni fa occupavano lo spazio di un intero salone, oggi, a parità di prestazioni, stanno dentro la valigetta ventiquattrore che ci portiamo appresso. Negli ultimi 15 anni il costo dei moduli FV, invece, si è abbattuto solo di un fattore 2 (essenzialmente per migliorata efficienza di produzione): le loro dimensioni devono essere, ovviamente, massime perché massima è l’energia che vogliamo catturare dal sole. Al quale non possiamo chiedere di brillare né più intensamente né di notte, cosicché bisogna aggiungere, ai pannelli, i costi degli accumulatori (che vanno sostituiti spesso), da caricare quando brilla il sole e scaricare quando abbiamo bisogno d’energia elettrica.
Solare termico. Dal solare termico si produce solo acqua o aria calda (soprattutto d’estate, cioè quando serve meno). Ma l’energia che il mondo usa per riscaldare gli edifici o per dotarli d’acqua calda è inferiore al 10% del totale, per cui, in teoria, coi collettori solari si potrebbe coprire solo quella quota. I fatti smentiscono la teoria: il reale contributo dai collettori solari all’energia del mondo è inferiore allo 0,005% del loro potenziale contributo teorico, giacché costa meno ed è più affidabile usare l’elettricità o il gas alla cui rete di distribuzione ogni edificio deve comunque essere allacciato. Il 90% dei collettori solari esistenti in Usa, ad esempio, è adibito a riscaldare le piscine delle ville degli attori di Hollywood.
Biocombustibili. I biocombustibili si distinguono dalla legna da ardere perché la materia prima è frutto di un’attività agricola. Energeticamente parlando sono equivalenti alla legna da ardere: entrambi offrono la parte d’energia solare che hanno immagazzinato come risultato del processo di fotosintesi; che - abbiamo già visto - è, tra tutti, il più inefficiente processo di utilizzo d’energia solare (0,5 W/mq). Ma quella differenza tra legna da ardere e biocombustibili impone che, nel computo dell’energia netta ottenibile da questi ultimi, si sottragga, innanzitutto, l’energia spesa in ogni momento della fase agricola (semina, raccolto, produzione di fertilizzanti), e poi l’energia spesa per la produzione e la distribuzione del biocombustibile (distillazione, trasporto). Nelle più ottimistiche condizioni, da un ettaro di terreno coltivato per produrre biocombustibile si riesce a ricavare tanta energia quanto basta ad alimentare un frigorifero: per alimentare solo i frigoriferi italiani bisognerebbe coltivare 150.000 kmq di terreno, cioè metà penisola. In condizioni più ordinarie, invece, quella dei biocombustibili è, energeticamente parlando, un’impresa a perdere: l’energia spesa per produrli è superiore a quella ricavata quando bruciano. Gli unici a trarne profitto sono solo quei quattro gatti di agricoltori cui quelli del Sole-che-ride vorrebbero elargire ricche sovvenzioni di denaro pubblico. Non so quale altra forma di energia solare abbiano in mente costoro e, con essi, il Professor Prodi, ma siamo qui tutt’orecchi e ansiosi di apprendere.