0168. Perchè non viene sfruttata la forza gravitazionale del Sole?

Farò una domanda ingenua. Ho spesso sentito parlare dello sfruttamento pratico dell'energia solare mai della forza gravitazionale del Sole. Ora vado un pò di fantasia e vi chiedo se la gravità del Sole non potrebbe essere sfruttata a questo scopo? (Roberto Carisio)(2056)

Chi l'ha detto che non sfruttiamo la gravitazione del sole? Prima di tutto, se non ci fosse l' attrazione solare la terra vagherebbe nello spazio e, fra le altre evidenti difficoltà, non potremmo neppure sfruttare l'energia solare. La premessa serve a suggerire che quando ci proponiamo di sfruttare le energie "rinnovabili" puntiamo in realtà a ottenere qualcosa in più da ciò che la natura già ci offre.

Volendo analizzare uno sfruttamento "esplicito" e intenzionale della gravitazione solare dobbiamo prima di tutto ricordare che questa, anche se in misura minore di quella lunare, è responsabile del moto delle maree, che notoriamente sono sfruttabili per scopi energetici; un esempio concreto è l' impianto della Rance in Francia, in cui una diga lunga 330 metri posizionata sull' estuario omonimo sfrutta una marea di 8 metri di dislivello per produrre una potenza elettrica di 240 MW (240.000 KW) . Altre modalità più "incisive" richiederebbe probabilmente di modificare il moto della terra - rallentandola e facendogli cambiare orbita – con modalità che forse qualche astronomo potrebbe escogitare. Probabilmente sospetto che non sarebbe comunque una buona idea.

Come aneddoto, personalmente mi è capitato una volta di parlare con una persona che voleva produrre energia sfruttando la non uniformità del campo gravitazionale; mi mostrò un quaderno zeppo di disegni di grandi ruote dentate galleggianti fra gli astri, molto suggestivo; dopo aver osservato con un certo interesse gli schizzi, gli chiesi: "mi scusi, ma quanto dovrebbero essere grandi queste ruote ?" Mi rispose, serissimo: "più o meno attorno ai 12.000 km" (circa come il diametro terrestre, e tutte di ferro massiccio !). Ovviamente questi meccanismi, ammesso potessero funzionare, sarebbero un poco pericolosi! La domanda del nostro web-nauta mi da comunque lo spunto per rimarcare come le tecniche d sfruttamento dell' energia "rinnovabile" già oggi utilizzate o allo studio permettano di prefigurare contributi sostanziali al fabbisogno energetico futuro. In estrema sintesi la maggior parte del contributo che, in base alle attuali conoscenze, ci possiamo attendere è ascrivibile direttamente (solare termico, termoelettrico, fotovoltaico ) o indirettamente (biomasse comunque convertite, energia idraulica ed eolica) all' irraggiamento solare ai fenomeni che quest’ultimo induce nell’atmosfera e sulla superficie terrestre.

Riporto solo alcuni spunti e numeri indicativi: la produzione idroelettrica in Italia è dell' ordine del 15 % sul totale elettrico, in Norvegia la quasi totalità dell' energia elettrica è di fonte idroelettrica (come del resto era nell' Italia degli anni '40); anche in Brasile siamo all' 82% del totale. La potenza totale degli aerogeneratori installati in Germania è di 12.000 MW (12 milioni di KW) e cresce al ritmo di più di 2000 MW/anno; in termini relativi la tecnologia eolica è quella che presenta il più alto tasso di crescita fra le tecnologie energetiche; le turbine commerciali più recenti hanno rotori da 80 m. di diametro; per l' impiego off-shore (fori costa) si stanno realizzando turbine con 120 m. di diametro e 5 MW di potenza. La quantità di energia solare che annualmente incide sulla terra è tale che basterebbe lo spazio equivalente a poco più di un terzo dell' Italia per fornire tutta l' energia elettrica necessaria al mondo nel 2050, ossia 36.000 Miliardi di KWh/anno - ovviamente tale area va vista come dispersa in una moltitudine di aree più piccole ubicate in tutte le zone soleggiate del pianeta; in pratica ogni kmq di territorio in zone adatte può produrreda 200 a 300 milioni di KWh all' anno di energia elettrica a partire dalla radiazione solare. L' esempio è tratto da "Concentrating solar power Now" redatto dal centro di ricerca aerospaziale tedesco DLR ed edito dai Ministeri dell' Ambiente e dell'Economia tedeschi. Ovviamente se si punta a contributi rinnovabili di grande impatto, come potrebbe essere quello di ottenere almeno metà dell'energia elettrica mondiale da fonte rinnovabile, sono ancora molti i problemi da risolvere: in particolare rendere competitivi i costi e risolvere i problemi di trasporto e stoccaggio dell' energia. Infatti, soprattutto quando si affrontano scenari di "impiego massiccio" di questo tipo occorre considerare che gli impianti ad energia rinnovabile vanno realizzati nelle zone più adatte, spesso distanti dai centri urbani di consumo.

A questo riguardo una prospettiva di lungo termine vede la produzione di idrogeno in zone adatte (per esempio nei deserti o nelle aree siberiane) per via solare, eolica o idroelettrica, e il trasporto dell' idrogeno nelle zone di consumo, come già si fa col gas metano (es: progetto WE-NET giapponese). Per finire la carrellata, l'ENEA è attualmente impegnato sia su un progetto innovativo di tecnologia solare adatta a grandi potenze, con obiettivi di breve-medio termine, sia su ricerche per la produzione di idrogeno per via termochimica, sempre a partire dal sole, con obiettivi di lungo periodo. Entrambe le linee di ricerca sono state promosse da Carlo Rubbia   quando era presidente dell'Enea (data .....) e costituivano il "Grande Progetto Solare Termodinamico" oggi confluito nel progetto Archimede.

Massimo Falchetta - Ingegnere