A fine 2022 McKinsey & Company ha pubblicato un rapporto analitico che include la carenza di suolo come una delle tre sfide chiave per la rivoluzione delle rinnovabili, insieme a una lenta e complessa burocrazia e a reti elettriche impreparate. Ma l’agrivoltaico può essere una soluzione
La rivoluzione delle energie rinnovabili sta affrontando un importante problema di utilizzo del suolo che minaccia di ostacolare seriamente la traiettoria di crescita del settore dell’energia pulita. Le infrastrutture di energia rinnovabile su larga scala – come i parchi eolici e solari – occupano molta più superficie rispetto agli impianti tradizionali di produzione di combustibili fossili, e il settore è sempre più in competizione per la terra con altre grandi industrie, inclusa l’agricoltura. Andando avanti, il settore delle energie rinnovabili dovrà essere creativo nell’utilizzare il suolo in modo più efficiente e in modo più collaborativo con gli altri principali utilizzatori del suolo.
LA QUESTIONE DELLA CARENZA DI SUOLO
Alla fine dello scorso anno, la società di consulenza gestionale globale McKinsey & Company ha pubblicato un rapporto analitico che include la carenza di suolo come una delle tre sfide chiave per la rivoluzione delle rinnovabili, insieme a una lenta e complessa burocrazia e a reti elettriche impreparate. I parchi solari ed eolici hanno bisogno di enormi tratti di terreno per funzionare su larga scala, e spesso c’è una forte concorrenza per lotti di tale portata, che fa aumentare i prezzi per gli sviluppatori di energia rinnovabile. “I parchi solari ed eolici su larga scala richiedono almeno 10 volte più spazio per unità di energia rispetto alle centrali elettriche a carbone o gas naturale, inclusa la terra utilizzata per produrre e trasportare i combustibili fossili”, riferisce McKinsey, aggiungendo che “le turbine eoliche spesso sono posizionate a mezzo miglio di distanza, mentre i grandi parchi solari si estendono per migliaia di acri”.
I BENEFICI DELL’AGRIVOLTAICO
Una delle soluzioni più promettenti a questo problema chiave è il fotovoltaico agricolo (AV), chiamato anche agrivoltaico, una pratica in cui le colture e la produzione di energia rinnovabile avvengono sulla stessa terra, lavorando in simbiosi. Le piante beneficiano dell’ombra dei pannelli solari, e rilasciano acqua attraverso la traspirazione, raffreddando l’aria attorno ai pannelli, aumentandone l’efficienza.
Tuttavia, l’agrivoltaico non è un concetto nuovo. Allora perché non è decollato dal suo sviluppo, negli Anni 80? Mentre l’ottimizzazione del sistema per soddisfare le esigenze di entrambi i sistemi – produzione di energia solare e agricoltura – sembra semplice sulla carta, in realtà non è così.
I PROBLEMI DELL’AGRIVOLTAICO
Sia le piante che i pannelli solari hanno bisogno di molto sole, e assicurarsi che tutto ottenga ciò di cui ha bisogno può diventare complicato. “Una domanda urgente è come la tecnologia AV possa massimizzare la produttività delle colture e la generazione di energia, riducendo al minimo la perdita di acqua delle piante e le esigenze di irrigazione”, ha riferito di recente Phys.org. “È molto da chiedere ad un pezzo di terra”.
Gli scienziati stanno esaminando come progettare dei sistemi di agrivoltaico efficienti in grado di raggiungere questo tipo di equilibrio su larga scala. Una potenziale soluzione, proposta dai ricercatori dell’Università della California Davis, è dividere la luce in diverse lunghezze d’onda, dirigendo diverse parti di luce per usi diversi, ad esempio la luce rossa per la fotosintesi delle colture e la luce blu per i pannelli solari. Lo studio – che è stato pubblicato alla fine del 2022 sulla rivista scientifica Earth’s Future – ha utilizzato un quadro matematico per quantificare in che modo diversi tipi di piante utilizzano diverse lunghezze d’onda della luce nei loro processi di fotosintesi.
Le tipologie di piante modellate includono variabili come la tolleranza all’ombra e l’area fogliare, e i risultati indicano che le colture candidate ideali per l’agrivoltaico sono quelle che tollerano l’ombra e hanno anche un’ampia area fogliare fuori terra. La tolleranza all’ombra si presta alla vita sotto un pannello solare, mentre l’ampia superficie fogliare consente un maggiore assorbimento solare.
Inoltre, una maggiore dimensione complessiva dell’impianto è correlata a maggiori costi respiratori, un altro componente chiave dello studio, che si occupa anche di un uso efficiente dell’acqua. I risultati hanno suggerito che i grandi candidati per l’agrivoltaico includono piante più grandi con molte foglie, come la rucola, il cavolo e i pomodori.
I PROGETTI DELL’AGRIVOLTAICO SU LARGA SCALA IN CORSO NEL MONDO
Sebbene l’agrivoltaico non sia ancora stato impiegato su larga scala, alcuni progetti pilota sono già in fase di implementazione in tutto il mondo. In Germania, gli agricoltori coltivano il fieno nei solchi tra le file di pannelli solari verticali. In Francia, le viti crescono all’ombra dei pannelli solari sui vigneti, e in Giappone le foglie di tè beneficiano dell’ombra prodotta dai pannelli. Ci sono anche altre innovazioni correlate nei sistemi di uso condiviso, comprese le pecore che condividono i loro pascoli con i pannelli solari in Canada e in Australia e gli apiari che consentono alle api in pericolo di condividere lo spazio nelle fattorie solari negli Stati Uniti.
I potenziali vantaggi dell’avanzamento e del ridimensionamento dell’agrivoltaico sono enormi e potrebbero cambiare positivamente l’agricoltura e l’industria delle energie rinnovabili. “Non possiamo sfamare 2 miliardi di persone in più in 30 anni essendo solo un po’ più efficienti dal punto di vista idrico e continuando come facciamo”, ha detto l’autore Majdi Abou Najm. “Abbiamo bisogno di qualcosa di trasformativo, non incrementale. Se trattiamo il sole come una risorsa, possiamo lavorare con l’ombra e generare elettricità mentre produciamo i raccolti sottostanti. I kilowattora diventano un prodotto secondario che si può raccogliere”.