Benvenuti nell'era dei ritorni decrescenti


giovedì 16 giugno 2016

Ma qual è il vero EROEI dell'energia fotovoltaica?

Da “Cassandra's Legacy”. Traduzione di MR



Secondo uno studio recente e completo della letteratura scientifica (1), l'EROEI (energy return on energy invested) medio della tecnologia fotovoltaica più comune (Silicio policristallino) è di 11-12. Ben lontano dalla leggenda del “EROEI inferiore ad uno” che gira nel web.


Qualche tempo fa, un mio collega mi ha raccontato la storia di quando è stato responsabile dell'installazione di uno dei primi impianti fotovoltaici in Italia, nel 1984 (mostrato nella figura sulla destra). Mi ha detto che, poco dopo l'installazione, un politico di alto rango è venuto a visitare l'impianto. Come dimostrazione, il mio collega a collegato l'uscita dell'impianto ad una stufetta elettrica, scaldando le resistenze interne. Il politico ha rifiutato di credere che la stufetta fosse alimentata dall'impianto FV. “Dev'esserci un trucco”, ha detto, “questo non è possibile. Dev'essere un imbroglio”. Il mio collega ha cercato di descrivergli come funzionano le celle fotovoltaiche, ma immaginate di cercare di spiegare la meccanica quantistica ad un politico! Apparentemente, se ne è andato ancora non convinto.


Più di 30 anni sono passati dall'installazione di quel vecchio impianto, ma l'atteggiamento generale verso l'energia fotovoltaica non sembra essere cambiato molto. Non che si pensi che il fotovoltaico sia una truffa scientifica alla stessa stregua della innumerevoli proposte di cose come “l'energia libera” o la “fusione fredda.” Ma sembra che molti di noi non riescano proprio a credere che quei piccoli aggeggi blu possano produrre energia in quantità significativa. Suvvia: per produrre energia serve un motore, una caldaia, una ciminiera, una turbina, qualcosa del genere ....

Infatti, gran parte dell'attuale discussione sull'energia fotovoltaica sembra girare intorno ad un qualche tipo di leggenda. La più recente sembra essere quella secondo cui il FV ha un ritorno energetico basso (EROI o EROEI), a volte si dice persino che sia inferiore ad uno. Se fosse vero, significherebbe che gli impianti fotovoltaici non producono energia, la consumano soltanto! Ma questo non è vero. E solo l'ennesimo esempio di confirmation bias (pregiudizio di conferma): scegliere i dati che confermano le proprie idee preconcette.

E' vero che si possono trovare alcuni studi (molto pochi) che sembrano seri (forse) e che sostengono che il Fv abbia un EROEI basso. Tuttavia, in uno studio recente,  Bhandari et al. (1)⁠ hanno esaminato 231 articoli sulle tecnologie fotovoltaiche, scoprendo che, nelle condizioni medie i irraggiamento europee, l'EROEI medio della tecnologia FV più comune (Silicio policristallino) era di circa 11-12. Si è scoperto che altre tecnologie (per esempio CdTe) hanno EROEI migliori. Forse questi valori sono ancora inferiori a quelli di alcuni combustibili fossili, ma sicuramente non troppo inferiori (sempre che lo siano) e ben lontani dalla leggenda del “EROEI inferiore ad uno” che sta facendo il giro del Web. Poi, se siete preoccupati da un'altra leggenda comune, quella che dice che le celle fotovoltaiche si degradano rapidamente, pensate che si è scoperto che quelle dell'impianto descritto all'inizio di questo articolo stanno ancora funzionando dopo 30 anni di lavoro, avendo perso soltanto il 10% circa della loro efficienza iniziale! Inoltre, considerate che il tipo di cella più comune usa solo elementi comuni della crosta terrestre: silicio ed alluminio (e un po' di argento, ma non è essenziale) Cosa si può chiedere di più ad una tecnologia che è efficiente, sostenibile e che dura a lungo?

Tutto ciò non significa che un mondo alimentato dell'energia rinnovabile sarà gratis. Al contrario, servirà uno sforzo finanziario ampio se volgiamo crearlo prima che sia troppo tardi per evitare un disastro climatico (ecco i calcoli quantitativi). Ma un mondo migliore è possibile se davvero lo vogliamo.

(1) Bhandari, Khagendra P., Jennifer M. Collier, Randy J. Ellingson e Defne S. Apul. 2015. “Tempo di rientro energetico ed EROEI dei sistemi fotovoltaici: una rassegna sistematica ed una meta-analisi”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 47 (luglio): 133–41. doi:10.1016/j.rser.2015.02.057.


Ecco la figura rilevante dall'articolo:


h/t Domenico Coiante, Marco Raugei e Sgouris Sgouridis

16 commenti:

  1. Nel calcolare l'EROI delle rinnovabili sarebbe interessante sapere se è giusto inserire un coefficiente di efficacia maggiore minore od uguale ad uno a seconda che abbiano o meno capacità di riserva ,in quali ore del giorno producano energia e con quale prevedibilità nel corso del giorno anno ...Al momento a spanne direi che questo coefficiente sarebbe sicuramente superiore ad uno per l'idroelettrico, probabilmente pari ad uno per l'elettrico da maree, da valuatre per l'eolico, decisamente inferiore ad uno per il fotovoltaico.

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    1. Coloro che gestiscono la rete, considerano piu' prezioso l'idroelettrico, perche' piu' facilmente dosabile a seconda della necessita' (basta aprire e chiudere il "rubinetto"). Tenere una rete elettrica in equilibrio fra produzione e consumo non e' banale.

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  2. io ho i pannelli fotovoltaici da quattro anni , il 17 luglio finisco il quarto ed inizio il quinto . vanno benissimo qui a roma 2.88kw di picco mi producono tranquillamente 4100kwh annui dato che oggi il contatore segna 16054 kwh prodotti. il vero problema non sono i pannelli che funzionano alla grande ma le eventuali batterie di accumulo. finora con le batterie per la bici elettrica non ho avuto eperienze esaltanti , anzi. finira' che vivremo come i nostri nonni di giorno si fa tutto e come tramonta il sole via tutti a nanna.

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    1. Il problema dell'intermittenza non affligge i paesi che hanno ampia disponibilita' di energia idroelettrica. (Canada, Norvegia)
      Altrimenti bisogna pianificare le attivita' piu' critiche in modo che si svolgano prevalentemente durante il giorno utilizzando il solare e l'eolico in sinergia.
      Angelo

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    2. Canada e Norvegia sono Paesi scarsamente popolati e ricchissimi di materie prime.
      In Italia sarebbe impossibile (densamente popolata e con scarsissime risorse).

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    3. Perfetto anonimo; aggiungiamo che in Norvegia il fotovoltaico lo vedo parecchio marginale...IL punto è che comunque marginale dal punto di vista fisico senza che la parte del leone la faccia l'idroelettrico od altre rinnovabili cmq meno intermittenti, anche senza capacità di reservoir propriamente detta, vedi l'eolico.

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    4. Quali batterie hai nella bicicletta?
      Io ho batterie con oltre 10 anni di vita.

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  3. Con eolico e FV abbiamo buoni margini in Italia anche per le ore senza sole. Più il solare termodinamico di Rubbia

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    1. Il solare termodinamico ovviamente va bene per il deserto,cioè per la spagna e gli USA; non ho capito per le ore senza sole, o per le ore lontane dall'azimuth solare, come fai ad esser sicuro di compensare con l'eolico; mi piacerebbe che qualcuno affrontasse il concetto di saturazione delle rinnovabili senza capacità di riserva in rapporto a quelle con capacità di riserva...Quale sarebbe il rapporto ottimale ?

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    2. Escludi il meridione italiano dalle zone con abbondanza solare?? E allora sbagli tanto. La Sicilia, la Calabria, la Puglia, la Basilicata risplendono di sole. E comunque c'è sempre il Sahara da sfruttare con una serie di accordi con i paesi che lo contengono. Con la volontà politica sganciata dalle lobby dei petrolieri si può tutto in questo senso.

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    3. Evidentemente preferisci sostituire qualche centinaio di ettari di agrumeti o grano con degli specchi...Ahh!

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    4. Il primo solare termico in Italia è stato ad Adrano(CT) (a 3 km da casa mia).
      L'hanno chiusa tanto tempo fa perché era una cambiale insostenibile e siamo in Sicilia!

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  4. @"hanno esaminato 231 articoli sulle tecnologie fotovoltaiche, scoprendo che, nelle condizioni medie i irraggiamento europee, l'EROEI medio della tecnologia FV più comune (Silicio policristallino) era di circa 11-12."

    E' il valore medio, nel caso in cui tutta l'energia prodotta venga subito consumata.
    Può andare bene se si hanno i pannelli collegati alla rete nazionale, e la produzione, anche nel momento di picco, sia sempre inferiore alla domanda.

    Nel caso reale l'EROEI, sia per motivi di stoccaggio, oppure per produzione superiore alla domanda (se sistema PV offgrid, scollegato dalla rete nazionale), ha un valore nettamente più basso.

    Senza volerlo, le banche centrali portando gli interessi a zero, stanno aiutando le fonti rinnovabili tipo PV e eolico.
    Siccome in questi impianti, la maggior parte della spesa si fa all'inizio e si ammortizzano gli impianti negli anni; nel caso in cui era necessario chiedere un prestito per fare fare un impianto, anche con solo il 4%/5% d'interessi, il costo totale più che raddoppiava.
    Adesso con gli interessi quasi a zero, il prezzo non lievita.

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  5. Ottima osservazione Alessandro, quella dell'influenza degli interessi bassi sull'ammortamento del fotovoltaico.
    Se l'EROEI è davvero 11/12 ne valeva la pena.
    Comunque se il governo italiano tornasse a far funzionare i pompaggi e si lasciassero stare le batterie da mettere nel ripostiglio di casa...sarebbe meglio per tutti.

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  6. mah, visto che dobbiamo eliminare prima possibile petrolio carbone e gas per evitare il disastro climatico, che l'uranio è risorsa finita con le trappole del picco (e con costi pazzeschi per fare una centrale), che non possiamo bruciare legna sempre per il clima e perchè gli alberi probabilmente non basterebbero all'umanità, che l'idroelettrico non è applicabile credo su larga scala (ma qualcuno qui mi potrà smentire) e che, con ghiacciai in ritiro e siccità che avanza a causa del gw, non so quanto quanto affidamento ci si possa fare per il futuro, se togliamo eolico e fotovoltaico (e geotermico?), come cavolo la produrremo l'energia nei prossimi decenni per 8 mld di persone?

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  7. Nel calcolo dell'EROEI si tiene conto dell'impianto finit? (Pannelli, inverter, Trasporto, installazione, ...)

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