Le fonti di energia rinnovabile sono fonti di energia praticamente inesauribili o che si rinnovano in tempi relativamente brevi. Le fonti di energia fossile, per contro, sono fonti limitate o per le quali occorrono milioni di anni prima che siano nuovamente disponibili. L’uso di vettori energetici fossili come il carbone, il petrolio e il gas naturale è responsabile di un’ampia percentuale delle emissioni di gas serra e, di conseguenza, del riscaldamento globale. Estendere l’uso delle “rinnovabili”, quindi, significa proteggere il clima.
Un fatto incoraggiante: l’energia solare irradiata sulla Terra copre diverse migliaia di volte l’attuale fabbisogno di energia dell’umanità. In altre parole, con forza innovativa e spirito inventivo potrebbe essere possibile trovare modi, tecnici, per utilizzare questo serbatoio apparentemente inesauribile. Un altro fatto incoraggiante: alla fine del 2022, gli Stati Uniti hanno annunciato una svolta nella fusione nucleare, potenziale fonte di energia del futuro. Per la prima volta, dalla fusione dei nuclei atomici si è riusciti a generare più energia di quella consumata.
Terra
La biomassa può essere utilizzata come fonte energetica in vari modi. Già gli uomini primitivi usavano il legno per accendere il fuoco. Da colture quali la canna da zucchero, la barbabietola, il frumento, la segala, il mais o la colza si possono ottenere biocombustibili. Ciò significa, però, che queste colture non sarebbero più disponibili per l’industria alimentare. La potatura verde, i rifiuti compostabili, lo stallatico e i fanghi di depurazione, invece, possono essere utilizzati per produrre il biogas che, a sua volta, può essere trasformato direttamente in energia elettrica.
La geotermia ricorre al calore naturale del sottosuolo sfruttando la Terra come fonte di riscaldamento. Nel caso della geotermia di superficie, però, la temperatura del calore estratto dal sottosuolo non è solitamente al livello richiesto. Per raggiungerlo, quindi, si ricorre all’uso di pompe di calore elettriche aggiuntive. Questi impianti non sono invece necessari per la geotermia profonda, capace di penetrare nel sottosuolo per diversi chilometri. Questo metodo viene utilizzato non solo per riscaldare, ma anche per produrre energia elettrica. Al contrario, il geocooling sfrutta le temperature relativamente fresche degli strati del sottosuolo più vicini alla superficie per rinfrescare gli ambienti d’estate: la Terra come climatizzatore, quindi.
Vento
Sin dall’antichità, nei mulini a vento si è sfruttata l’energia cinetica del vento per azionare i macchinari preposti alla macinazione, alla segatura o al trasporto. Negli impianti ad energia eolica odierni, questa energia cinetica viene trasmessa ad un asse rotante che, a sua volta, aziona un generatore che produce energia elettrica. Questi impianti vengono installati principalmente sulla terraferma (onshore), ma sempre più spesso anche in mare aperto (offshore).
Sole
Per fotovoltaico si intende la trasformazione diretta dell’energia luminosa in energia elettrica, ossia elettricità, mediante i pannelli fotovoltaici. I pannelli solari termici, invece, convertono la radiazione solare in energia termica, ad esempio sul tetto di casa per ottenere acqua calda o, ancora, nelle centrali termosolari con specchi parabolici o innumerevoli specchi orientabili che catturano la luce del sole su una grande superficie per poi rifletterla in un unico punto (“effetto lente”). Nella fusione nucleare, i nuclei atomici vengono fusi con l’aiuto dei laser a temperature estreme a formare nuovi nuclei di dimensioni maggiori. Durante questo processo si sprigionano enormi quantità di energia, senza peraltro produrre scorie radioattive come avviene, invece, nella fissione nucleare. Un processo simile si riscontra anche sul Sole.
Acqua
Fino agli inizi del ventesimo secolo, l’energia idroelettrica veniva utilizzata principalmente per i mulini. Oggi, invece, si produce energia elettrica quasi sempre utilizzando turbine e generatori. Se ne distinguono diversi tipi, tra i quali le centrali idroelettriche ad acqua fluente con dighe in acque fluviali o le centrali di marea che utilizzano l’escursione di marea per generare elettricità. Nelle centrali di ripompaggio, l’acqua viene convogliata da pompe in bacini o laghi artificiali che, successivamente, vengono svuotati per alimentare le turbine che generano energia elettrica.
