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Mappare i progressi nelle innovazioni per l’energia pulita

Una nuova relazione ha tracciato gli sviluppi compiuti nelle innovazioni per le tecnologie rinnovabili in termini di costi, brevetti e standard, offrendo ai responsabili delle politiche informazioni preziose.

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Energia

L’innovazione nelle tecnologie per l’energia pulita può velocizzare la transizione mondiale verso la realizzazione di un settore energetico a zero emissioni di carbonio. Sino ad ora, i dati raccolti per contribuire a orientare le politiche sull’innovazione si sono incentrati principalmente su indizi inerenti al processo associato a tale innovazione. Oggi, una nuova relazione pubblicata con il sostegno del progetto TEIIF, finanziato dall’UE, presenta dati di prima mano sugli esiti e i risultati derivanti dalle innovazioni per le tecnologie rinnovabili, ovvero le prestazioni e i costi relativi alle stesse, i brevetti e gli standard.

Costi e prestazioni

La relazione illustra lo stato attuale di specifiche tecnologie per le energie rinnovabili, descrivendo innanzitutto il calo dell’85 % registrato nei costi associati al solare fotovoltaico tra il 2010 e il 2020 grazie all’innovazione tecnologica, che ha inoltre consentito di apportare miglioramenti nelle prestazioni dei prodotti. Nello stesso lasso temporale sono stati osservati dei miglioramenti anche nella competitività dell’energia solare a concentrazione (CSP, concentrated solar power), nonostante la limitata diffusione di tale tecnologia se raffrontata ad altre fonti rinnovabili. Secondo la relazione, dal 2010 al 2020 i costi legati all’elettricità per gli impianti CSP recentemente commissionati sono scesi del 68 % grazie a una diminuzione delle spese necessarie all’installazione, al funzionamento e alla manutenzione, mentre i fattori di capacità sono aumentati. Sebbene il sostegno alla politica abbia contribuito all’espansione del mercato per lo stoccaggio energetico in batterie «behind-the-meter» (letteralmente, dietro il contatore), il potenziale di crescita è tuttora elevato. Negli ultimi anni sono stati erogati notevoli investimenti per sviluppare versatili tecnologie basate sugli ioni di litio (Li-ion, Lithium-ion), portando a miglioramenti nelle batterie Li-ion che le hanno rese la tecnologia dominante per le applicazioni residenziali behind-the-meter. Nel settore eolico onshore, altezze del mozzo più elevate e un’area spazzata del rotore di maggiori dimensioni hanno permesso di conseguire un «incremento di quasi un terzo della media ponderata relativa al fattore globale di capacità dell’eolico terrestre, che è passata da un valore di poco superiore al 27 % nel 2010 a una percentuale del 36 % nel 2020.» Nello stesso periodo, i costi associati all’eolico onshore sono calati del 56 % come conseguenza dei miglioramenti compiuti a livello tecnologico e delle riduzioni dei costi richiesti per le turbine e gli impianti eolici. I miglioramenti apportati alle tecnologie per l’eolico offshore in termini di turbine, configurazioni dei parchi eolici e connessioni, congiuntamente alla riduzione dei tempi di inattività nei periodi più ventosi grazie all’ottimizzazione delle pratiche legate al funzionamento e alla manutenzione, hanno consentito di aumentare i fattori di capacità dell’eolico in mare aperto. Nell’ultimo decennio, i costi dell’eolico offshore sono diminuiti del 48 %. I costi associati agli elettrolizzatori alcalini (AEL, alkaline electrolyser), una tecnologia commerciale di elettrolizzatori a idrogeno fondamentale, hanno registrato un calo del 60 % tra il 2005 e il 2020. Inoltre, l’efficienza del sistema AEL è migliorata di almeno il 10 % negli ultimi dieci anni. Nonostante si sia abbassato anche il costo relativo a un’altra tecnologia fondamentale, ovvero quella degli elettrolizzatori a membrana a scambio protonico, non è stato osservato un miglioramento paragonabile a quello degli AEL per quanto concerne l’efficienza. Nel corso dell’ultimo decennio, il limitato sostegno dell’Europa allo sviluppo di tecnologie solari termiche su larga scala per processi industriali ha tuttavia comportato una diminuzione di oltre due terzi dei costi legati all’installazione. Tale calo «indica non solo i benefici apportati dal sostegno alla politica, ma anche l’importanza che riveste la realizzazione di economie di scala a livello di impianto per contribuire ad abbassare i costi nei primi anni di diffusione commerciale», si afferma nella relazione.

Uno sguardo ai brevetti e agli standard

I dati sulle tecnologie eoliche offshore hanno messo in evidenza due picchi nell’attività relativa ai brevetti: uno nel 2012 e un altro nel 2018 (anni in cui, rispettivamente, sono state depositate 114 e 128 invenzioni). L’attività brevettuale associata agli elettrolizzatori a idrogeno è incrementata a un tasso annuale del 30 %, registrando nel solo 2018 1 600 nuove invenzioni. Questo forte aumento di nuovi standard relativi all’idrogeno e all’eolico dal 2012 in poi dimostra la crescente attenzione prestata dall’industria verso queste tecnologie. L’obiettivo di TEIIF (TRACKING ENERGY INNOVATION IMPACTS FRAMEWORK) era quello di offrire ai responsabili delle politiche conoscenze migliori sull’impatto esercitato dai finanziamenti assegnati all’innovazione e dai programmi di sostegno. Il progetto si è concluso nel 2021. Per maggiori informazioni, consultare: progetto TEIIF

Parole chiave

TEIIF, energia rinnovabile tecnologie rinnovabili, innovazione tecnologica, eolico offshore, eolico onshore, elettrolizzatore a idrogeno, energia solare, stoccaggio in batterie, batteria Li-ion

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