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Energia mareomotrice: come funziona e le centrali in Italia Onda anomala a Tahiti - Credit: iStock
GREEN 13 settembre 2021

Energia mareomotrice: come funziona e le centrali in Italia

di Maura Corrado

L’energia che viene dal mare ha grandi potenzialità per il futuro, anche nel nostro Paese

Quando si parla di energia elettrica proveniente da fonti alternative e rinnovabili, nel linguaggio comune, si fa riferimento soprattutto all’eolico, al solare, al fotovoltaico e all’idroelettrico.

Si parla meno spesso, invece, dell’energia mareomotrice, anche se viene sfruttata fin dall’antichità. Di cosa si tratta?

Energia che viene dall’acqua

L'energia mareomotrice è l'energia ricavata dagli spostamenti d'acqua causati dalle maree. La marea, cioè l’innalzamento e l’abbassamento ritmico del livello del mare, provocati dall'azione gravitazionale del Sole e della Luna sulla Terra, ha di solito un'altezza (che rappresenta il dislivello tra l'alta marea e la bassa marea) inferiore ad un metro. Tuttavia, in alcune aree del mondo il dislivello può raggiungere valori anche molto elevati, importanti per lo sfruttamento e la produzione di energia, ad oggi prevalentemente elettrica. In alcune regioni, ad esempio, si registrano maree anche con venti metri di altezza. Per avere un’idea della potenzialità di questa fonte di energia rinnovabile, è sufficiente pensare che in tutto il mondo la marea in appena dodici ore è in grado di smuovere 115 miliardi di tonnellate di acqua.

Le origini di questa tecnologia

Già nell'antichità si provò a sfruttare questo tipo di energia, attraverso la costruzione di "mulini a marea". L'acqua veniva raccolta, durante il flusso, in un piccolo bacino, che veniva in seguito chiuso con una paratia. Al momento del deflusso l'acqua veniva convogliata attraverso un canale verso una ruota che muoveva una macina. Passiamo all’era moderna. Nel 1799 l’ingegnere e fisico francese Pierre Simon Girard, assieme al figlio, brevetta il primo dispositivo che ricava energia dal moto ondoso e la converte in energia meccanica, usata per aiutare il lavoro nei campi. Nel 1940, l’ex comandante navale giapponese Yoshio Masuda sviluppa una boa di segnalazione alimentata da una turbina ad aria. La turbina è posizionata in un condotto, in cui l’aria viene aspirata e compressa dal movimento oscillatorio dell’acqua. Questo movimento provoca la rotazione della turbina, che a sua volta fornisce potenza ad un generatore elettrico.

Gli sviluppi più recenti

La Rance Tidal Power Station, inaugurata in Francia nel 1966, è la prima centrale mareomotrice del mondo. Una lunga diga sbarra l’estuario del fiume Rance, le cui acque defluiscono nell’oceano attraverso 24 collettori, dove alloggiano altrettante turbine Kaplan. Nel 1981 un impianto OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion), in grado di utilizzare l’energia termica generata dalla differente temperatura tra la superficie marina e le profondità oceaniche, stabilisce a Nauru il record di capacità con 120 watt, di cui 90 vengono utilizzati per alimentare una scuola e alcune aziende. Nel 1991 l’Unione Europea inserisce tra gli obiettivi dei programmi comunitari lo sviluppo dell’energia marina, identificando all’incirca cento siti adatti allo scopo. Nel 2010 nasce in Scozia, nell’ambito del programma MyGen, il progetto più grande al mondo per installare una serie di turbine allo scopo di ricavare energia dalle correnti marine, con una potenza installata fino a 1,5 MW.

Come funziona

Sono diverse le tecnologie che utilizzano l'acqua del mare come forza motrice o che sfruttano il suo potenziale chimico o termico. Le fonti principali sono: le onde (energia del moto ondoso); le maree (energia mareomotrice); le correnti marine (energia delle correnti marine); i gradienti di temperatura (energia talossotermica o mareotermica); il gradiente di salinità (energia osmotica o a gradiente salino). Il meccanismo che alimenta una centrale in grado di produrre energia mareomotrice prevede che il flusso dell’acqua la conduca da e verso un bacino, in cui viene raccolta, per poi passare attraverso dei tunnel, artificiali o naturali.

 

Man mano che l’acqua scorre acquista velocità, muovendo delle turbine collegate ai generatori elettrici. Il passaggio dell’acqua provoca la trasformazione dell’energia mareomotrice in energia meccanica, mentre un generatore provvede alla trasformazione in energia elettrica. Le principali modalità per ricavare energia dalle maree sono le centrali mareomotrici - sistemi a barriera, con un rilevante impatto ambientale, che si basano sullo spostamento orizzontale di grandi masse d’acqua – e gli idrogeneratori, ovvero turbine marine galleggianti, a basso impatto ambientale, che sfruttano l’energia cinetica contenuta nella corrente di acqua per produrre energia elettrica.

Gli impianti presenti in Italia

Anche il nostro Paese si è dimostrato attento all’utilizzo di questa fonte di energia rinnovabile, al punto di progettare la realizzazione di diversi impianti, soprattutto in ambito portuale. A Ganzirri, frazione di Messina, è già presente la turbina di Kobold, ancorata al fondale marino e connessa alla rete elettrica nazionale, con una potenza di circa 25 kW. Un altro impianto di energia mareomotrice è presente dal 2013 in Toscana, a Punta Righini. Il porto di Civitavecchia, inoltre, ha predisposto l'installazione di due dispositivi, REWEC E WAVESAX, per produrre energia elettrica sfruttando aria compressa dal movimento delle acque. Più in generale, l’Italia, con i suoi ottomila chilometri di costa, ha una predisposizione naturale per l’utilizzo dell’energia mareomotrice. La Sardegna, in particolare, possiede un enorme potenziale.

Differenza tra idroelettrica e mareomotrice

Queste due fonti alternative hanno in comune l’elemento acqua, ma con una differenza. L’energia mareomotrice viene ricavata da mari, fiumi e oceani, sfruttando il movimento delle masse d’acqua causato dalle maree. L’energia idroelettrica, invece, si ricava dall’acqua di laghi e fiumi attraverso la creazione di dighe e condotte forzate. Questo meccanismo prevede lo sfruttamento della caduta d’acqua da grandi altezze, oppure dalla grande massa d'acqua dei fiumi. L’energia dell’acqua viene poi trasformata in energia elettrica all’interno di centrali idroelettriche. 

Vantaggi e svantaggi 

I vantaggi principali dell’energia mareomotrice sono due. Oltre ad essere una fonte rinnovabile, lo sfruttamento dell’energia da maree e moto ondoso, essendo per l’appunto connesso al fenomeno delle maree, è facilmente prevedibile ed è dunque possibile stimare quanta energia si può produrre nell’arco di un anno. Non mancano, però, le criticità. Solo in poche aree del mondo, ad esempio, si registra un dislivello di acqua sufficiente a far funzionare le centrali mareomotrici. Alcuni impianti, infine, hanno un impatto sul flusso naturale dell’acqua che può portare all’erosione della costa e a conseguenze sull’habitat naturale.

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