L’analisi NREL identifica i fattori trainanti dello sviluppo dell’energia eolica offshore

Entro il 2050, circa il 20% del fabbisogno energetico regionale lungo la costa atlantica potrebbe essere soddisfatto da parchi eolici offshore, secondo i ricercatori del National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, che hanno modellato l’implementazione di questo emergente settore energetico statunitense in nuovi profondità e dettaglio.

Turbine eoliche presso il parco eolico di Block Island, al largo della costa di Rhode Island. (Suzanne Tegen/NREL)

I ricercatori che hanno eseguito l’analisi hanno considerato una varietà di scenari per comprendere più chiaramente come una singola risorsa rinnovabile possa influenzare l’obiettivo del Paese di decarbonizzare il sistema energetico. Il ruolo attuale dell’elettricità eolica offshore negli Stati Uniti è stato sottovalutato, hanno affermato.

I ricercatori hanno scoperto che l’energia eolica offshore potrebbe generare fino all’8% dell’elettricità nazionale entro il 2050, ma tale diffusione potrebbe variare ampiamente, da 30 a 250 gigawatt, a seconda di come una varietà di fattori legati al sistema energetico si evolveranno nei prossimi decenni.

Le analisi, “Scenari di modellazione ampliati per comprendere il ruolo dell’eolico offshore nella decarbonizzazione degli Stati Uniti”, appare nel diario Energia della natura.

I coautori di NREL Philipp Beiter, Trieu Mai e Matt Mowers hanno collaborato con John Bistline dell’istituto indipendente di ricerca e sviluppo energetico no-profit EPRI per esplorare un’ampia gamma di scenari relativi a politica, costi tecnologici, trasmissione e ubicazione. Gli autori utilizzano un modello di espansione della capacità e scoprono che livelli elevati di impiego dell’eolico offshore sono più probabili in scenari in cui vi è una combinazione di rigorose politiche di decarbonizzazione, bassi costi tecnologici, minori opzioni di ubicazione per le energie rinnovabili onshore e trasmissione interregionale limitata. Ad esempio, lo scenario principale dello studio considera rigide norme di zonizzazione per l’energia eolica onshore e i pannelli solari che espandono il potenziale di mercato dell’energia eolica offshore.

“Rappresentiamo l’ubicazione, la fornitura di energia e la trasmissione con un’elevata risoluzione spaziale e temporale”, ha affermato l’autore principale Beiter, “che ci consente di esplorare una serie di percorsi di decarbonizzazione e il ruolo futuro dell’energia eolica offshore”.

Tenendo conto di varie condizioni, i ricercatori sono in grado di considerare in modo più approfondito il numero crescente e la gravità dei compromessi che si presentano con gli scenari di decarbonizzazione. I risultati dell’analisi illustrano come le limitazioni influiscono sulla distribuzione e potrebbero portare a conclusioni diverse.

In molti degli scenari studiati, la diffusione dell’energia eolica offshore è limitata al livello definito dagli attuali impegni statali, mentre il solare fotovoltaico e l’eolico onshore soddisferanno la maggior parte della nuova domanda di elettricità fino al 2050. La quantità di energia derivante dal nucleare, dall’energia idroelettrica e dai combustibili fossili è relativamente costante in tutti gli scenari, con la produzione di fossili limitata da un tetto alle emissioni, a meno che la tecnologia di cattura e sequestro del carbonio non sia disponibile ed economicamente sostenibile. Nello scenario principale dello studio, con un’elevata crescita del carico e un’elettrificazione, l’energia eolica offshore rappresenterà 133 gigawatt entro il 2050. In confronto, i parchi eolici terrestri installati sparsi negli Stati Uniti oggi ammontano a circa 141 gigawatt e producono il 10% dell’elettricità del paese.

“Per le fonti di nuova generazione come l’eolico offshore, è particolarmente importante identificare i tipi di condizioni in cui potrebbero essere praticabili in diverse parti del Paese”, ha affermato Mai.

Negli Stati Uniti sono attualmente in funzione solo due piccoli impianti eolici offshore al largo delle coste di Rhode Island e Virginia, ma molti altri sono proposti lungo le coste dell’Atlantico e del Pacifico. Il primo parco eolico offshore su larga scala degli Stati Uniti, con una capacità installata prevista di 800 megawatt, potrebbe iniziare a produrre energia già questo autunno al largo delle coste del Massachusetts.

L’elevata incertezza sui futuri percorsi di decarbonizzazione solleva anche la necessità di un maggiore coordinamento tra le autorità locali, statali e federali nel settore energetico e nella pianificazione delle infrastrutture eoliche offshore, hanno osservato i ricercatori.

“Il nostro studio evidenzia diverse limitazioni che, se non affrontate, possono portare a futuri completamente diversi per l’eolico offshore statunitense”, ha affermato Beiter. “Detto questo, permangono molti limiti intrinseci della modellizzazione del sistema energetico e richiedono un’attenta interpretazione e presentazione”.

La ricerca è stata finanziata dall’ufficio per le tecnologie eoliche del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti.

NREL è il principale laboratorio nazionale del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti per la ricerca e lo sviluppo di energie rinnovabili ed efficienza energetica. NREL è gestito per DOE dall’Alliance for Sustainable Energy LLC.

Articolo per gentile concessione di NREL.