Mappando oltre 140.000 impianti solari fotovoltaici in tutto il mondo e combinando queste informazioni con dati atmosferici sull’inquinamento atmosferico, i ricercatori britannici hanno calcolato quanta luce solare viene persa e come ciò riduca la produzione di elettricità
Una nuova ricerca condotta dall’Università di Oxford e dalla University College London ha rivelato che l’inquinamento proveniente dalle centrali elettriche a carbone sta riducendo significativamente la produzione di energia degli impianti solari fotovoltaici, in particolare nelle aree in cui entrambe le tecnologie si stanno espandendo contemporaneamente. I risultati sono stati pubblicati oggi sulla rivista scientifica Nature Sustainability.
L’INTERAZIONE TRA COMBUSTIBILI FOSSILI ED ENERGIE RINNOVABILI
Il nuovo studio ha mappato e valutato oltre 140.000 impianti solari fotovoltaici in tutto il mondo utilizzando dati satellitari. Combinando queste informazioni con dati atmosferici sull’inquinamento atmosferico, i ricercatori hanno calcolato quanta luce solare viene persa e come ciò riduca la produzione di elettricità.
Hanno scoperto che gli aerosol, minuscole particelle sospese nell’aria, hanno ridotto la produzione globale di elettricità solare del 5,8% nel 2023. Ciò equivale a 111 TWh di energia persa, una quantità paragonabile a quella generata da 18 centrali elettriche a carbone di medie dimensioni.
Ancora più importante, queste perdite rappresentano un limite significativo e spesso trascurato alla transizione verso l’energia pulita. Tra il 2017 e il 2023, i nuovi impianti fotovoltaici hanno aggiunto in media 246,6 TWh di elettricità all’anno, mentre le perdite dovute agli aerosol negli impianti esistenti hanno raggiunto i 74,0 TWh all’anno, pari a quasi un terzo dei guadagni derivanti dalla nuova capacità installata. Ciò evidenzia un’interazione finora sottovalutata tra combustibili fossili ed energie rinnovabili, in cui le emissioni di un sistema riducono direttamente le prestazioni dell’altro.
LE EMISSIONI DELLE CENTRALI A CARBONE ALTERANO L’AMBIENTE RADIATIVO
Secondo l’autore principale, Rui Song, “stiamo assistendo a una rapida espansione globale delle energie rinnovabili, ma l’efficacia di questa transizione è inferiore a quanto spesso si presume. Con la crescita parallela del carbone e del solare, le emissioni alterano l’ambiente radiativo e compromettono direttamente le prestazioni della produzione di energia solare”.
Per identificare le fonti di queste perdite legate agli aerosol, i ricercatori ne hanno rintracciato l’origine e scoperto che la produzione di energia elettrica tramite centrali a carbone rappresentava una delle principali cause. Questo effetto è particolarmente evidente in Cina, dove la capacità di produzione di energia solare e a carbone si è espansa in parallelo e spesso si trova nelle stesse regioni. Le aree con un’elevata capacità di produzione di energia da carbone coincidono strettamente con le aree che registrano le maggiori perdite di energia solare fotovoltaica.
LA PERDITA DI PRODUZIONE SOLARE IN CINA
La Cina è il più grande produttore mondiale di energia solare, con 793,5 TWh di elettricità fotovoltaica generata nel 2023 (il 41,5% del totale globale). Tuttavia, ha anche subito le maggiori perdite a causa degli aerosol, con una riduzione totale della produzione del 7,7%. I ricercatori stimano che circa il 29% delle perdite di energia solare in Cina dovute agli aerosol provenga specificamente dalle centrali elettriche a carbone. Queste centrali emettono particolato fine che disperde e assorbe la luce solare, riducendo la quantità che raggiunge i pannelli solari vicini. Di conseguenza, i pannelli generano meno elettricità di quanto potrebbero fare in altre condizioni.
“L’inquinamento atmosferico – ha aggiunto Song – non solo blocca la luce solare, ma ostacola anche la formazione delle nuvole, il che può ulteriormente ridurre l’energia solare. Ciò significa che l’impatto reale è probabilmente maggiore di quello che abbiamo misurato, quindi potremmo sovrastimare il contributo che l’energia solare può dare alla riduzione delle emissioni se non controlliamo l’inquinamento causato dal carbone”.
È interessante notare che la Cina è stata l’unica grande regione a mostrare un miglioramento costante. Le perdite di energia solare legate agli aerosol sono diminuite in media di 0,96 TWh all’anno (-1,4% annuo) tra il 2013 e il 2023. Ciò è probabilmente dovuto a standard di emissione più rigorosi e all’adozione diffusa di tecnologie a bassissime emissioni nelle centrali elettriche a carbone, piuttosto che a una riduzione della capacità di produzione di energia da carbone in sé.
IMMAGINI SATELLITARI DI OLTRE 140.000 STRUTTURE
Per condurre l’analisi, i ricercatori hanno combinato immagini satellitari e apprendimento automatico per identificare e mappare oltre 140.000 impianti solari in tutto il mondo. Hanno poi integrato questi dati con osservazioni atmosferiche e un modello di energia solare validato per stimare quanta elettricità produce ciascun impianto e quanta ne viene persa a causa dell’inquinamento atmosferico.
Il corrispondente Jan-Peter Muller ha dichiarato: “Le immagini satellitari globali ci hanno permesso di mappare la crescita inarrestabile dell’energia solare pulita ed economica durante le ore diurne. Nel prossimo futuro, grazie ai satelliti geostazionari che coprono il globo, saremo in grado di osservare in tempo reale, ogni 10 minuti, l’impatto delle particelle di polvere e fumo sulla riduzione dell’energia solare che raggiunge la superficie terrestre”.
ELIMINARE I SUSSIDI AI COMBUSTIBILI FOSSILI
Per il coautore Chenchen Huang, “i nostri risultati lanciano un severo monito agli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile: ignorare le perdite di energia solare causate dall’inquinamento può portare governi, imprese e la società in generale a sovrastimare sistematicamente la produzione di energia rinnovabile. Per rimanere sulla giusta strada, le politiche devono tenere conto di questo impatto negativo nascosto ed eliminare i sussidi ai combustibili fossili, in particolare al carbone”.
“Tutti gli scenari che rispettano gli obiettivi dell’Accordo di Parigi – ha aggiunto il professor Myles Allen, fondatore di Oxford Net Zero, non coinvolto nello studio – mostrano una rapida transizione verso l’abbandono del carbone senza misure di mitigazione, cosa che non sta accadendo. Il motivo è che l’energia prodotta dal carbone rimane sorprendentemente economica; come dimostra questo studio, ciò accade perché i costi reali sono nascosti”.
