Dove conviene installare impianti per produrre energia dalle onde lungo le coste italiane?

L’Italia, una penisola circondata da migliaia di chilometri di coste, guarda al mare non solo come una risorsa paesaggistica e turistica, ma come un immenso giacimento di energia pulita. L’idea di trasformare la forza delle onde, delle maree e delle correnti in elettricità è al centro del dibattito sulla transizione energetica. Spesso, il pensiero comune associa l’efficienza di tali impianti alla potenza bruta del mare: onde più grandi e venti più forti sembrano la soluzione ovvia. Questa visione, tuttavia, si scontra con la realtà fisica e ingegneristica del Mar Mediterraneo e con le complesse sfide operative.

L’approccio convenzionale si concentra sul “dove” c’è più energia, portando a focalizzarsi quasi esclusivamente sull’eolico offshore in alto mare. Ma se la vera chiave non fosse la quantità di energia disponibile, ma la qualità e la costanza del moto marino, accoppiate alla giusta tecnologia? Questo articolo adotta una prospettiva ingegneristica, dimostrando che il futuro dell’energia marina in Italia risiede nell’analisi sito-specifica. Non esiste una soluzione unica, ma una mosaico di tecnologie progettate per valorizzare le micro-condizioni di ogni singolo tratto di costa, dalle dighe portuali ai canali stretti, bilanciando produzione, costi di manutenzione e sostenibilità ambientale. Analizzeremo come la scelta tecnologica, dai sistemi a moto ondoso all’eolico galleggiante, debba essere guidata da un’attenta valutazione dei vincoli e delle opportunità locali per essere davvero conveniente.

Per comprendere appieno le sfide e le opportunità dell’energia marina nel nostro Paese, esploreremo in dettaglio le diverse tecnologie e i contesti ideali per la loro installazione. La seguente analisi vi guiderà attraverso un percorso che parte dalle caratteristiche uniche del Mediterraneo fino ad arrivare alle soluzioni più innovative e sinergiche.

Perché il Mediterraneo ha onde piccole ma costanti ideali per certe tecnologie (es. Pantelleria)?

A differenza della potenza imponente delle onde dell’Atlantico, il Mar Mediterraneo è caratterizzato da un moto ondoso di minore energia ma di maggiore costanza. Questo apparente limite è in realtà un vantaggio strategico per alcune tecnologie di nuova generazione. Sistemi come l’ISWEC (Inertial Sea Wave Energy Converter) non necessitano di onde gigantesche, ma prosperano con un movimento regolare e prevedibile. La loro efficienza si basa su un principio giroscopico che trasforma l’oscillazione continua dello scafo in energia elettrica. Questo accoppiamento sito-specifico tra una tecnologia e le caratteristiche del mare è la chiave del successo.

Le aree più promettenti, secondo i modelli previsionali, mostrano un flusso medio di energia significativo. I dati ENEA indicano un potenziale che si attesta tra i 10-13 kW/m lungo le coste occidentali di Sardegna e Corsica e nel Canale di Sicilia. Sebbene inferiori ai valori oceanici, questi livelli sono sufficientemente stabili per garantire una produzione energetica continua e affidabile con i dispositivi adatti.

Questa strategia permette di trasformare una caratteristica apparentemente “debole” del Mediterraneo, le onde piccole, in un punto di forza per una produzione energetica decentralizzata e resiliente, ideale per alimentare le isole minori e le comunità costiere, riducendone la dipendenza da combustibili fossili.

Come trasformare il moto ondoso delle dighe foranee in elettricità per il porto?

Le infrastrutture portuali, come dighe e moli, sono costantemente esposte all’azione del moto ondoso. Invece di subire passivamente questa energia, possono diventare generatori attivi di elettricità. La soluzione risiede nell’integrazione di sistemi di conversione energetica direttamente nelle strutture esistenti. Questa sinergia infrastrutturale è uno dei concetti più promettenti per la produzione di energia a chilometro zero, riducendo al minimo l’impatto paesaggistico e i costi di installazione, poiché sfrutta opere già costruite e ammortizzate.

La tecnologia più matura in questo campo è il sistema OBREC (Overtopping Breakwater for Energy Conversion). Questo dispositivo consiste in una rampa che convoglia le onde che superano la diga in un serbatoio. L’acqua accumulata viene poi fatta defluire attraverso delle turbine a bassa pressione, generando elettricità in modo continuo. È una soluzione robusta, a basso impatto visivo e con costi di manutenzione contenuti, ideale per alimentare le attività portuali, dal “cold ironing” all’illuminazione.

Oltre alle onde, le aree portuali e i canali possono sfruttare anche le correnti. Lo Stretto di Messina, ad esempio, è un laboratorio naturale eccezionale. Le sue correnti, che raggiungono velocità superiori a 2 metri al secondo, potrebbero generare fino a 125 GWh l’anno di energia pulita. L’installazione di turbine sottomarine in queste aree rappresenta un’altra via per la decarbonizzazione dei porti, sfruttando una fonte energetica diversa ma complementare a quella del moto ondoso.

L’integrazione di queste tecnologie trasforma le dighe da semplici barriere di protezione a centrali elettriche distribuite, contribuendo a creare dei veri e propri “porti verdi” autosufficienti dal punto di vista energetico e a emissioni zero.

Pale eoliche fisse o galleggianti: quale soluzione preserva il paesaggio marino italiano?

L’eolico offshore rappresenta la tecnologia con il maggiore potenziale di produzione su larga scala, ma solleva importanti questioni riguardo all’impatto paesaggistico e alla fattibilità tecnica. La scelta tra fondazioni fisse (bottom-fixed) e piattaforme galleggianti (floating) è cruciale e dipende quasi interamente dalla profondità dei fondali. Le coste italiane, in particolare nel Mar Tirreno e nel Canale di Sicilia, sprofondano rapidamente, rendendo le soluzioni fisse, adatte a profondità fino a 50-60 metri, impraticabili in molte aree.

È qui che entra in gioco l’eolico galleggiante. Questa tecnologia, sebbene più recente e costosa, permette di installare turbine in acque profonde, lontano dalla costa, riducendo drasticamente l’impatto visivo. Secondo le stime, l’Italia possiede un potenziale teorico enorme per questa soluzione: si parla di 207,3 GW di potenziale per l’eolico galleggiante, una cifra che da sola potrebbe soddisfare gran parte del fabbisogno energetico nazionale. Questa opzione consente di sfruttare venti più forti e costanti in alto mare, preservando al contempo il panorama costiero, un bene di inestimabile valore per il turismo e la cultura italiana.

Tuttavia, la scelta non è solo estetica ma anche economica. Il Costo Livellato dell’Energia (LCOE), che rappresenta il costo totale di un impianto per ogni MWh prodotto lungo il suo ciclo di vita, è un indicatore fondamentale. Attualmente, l’eolico galleggiante è più costoso di quello fisso, ma il divario si sta riducendo.

Sebbene il costo iniziale sia superiore, la possibilità di installare parchi eolici in aree con migliori risorse di vento e minor conflitto sociale e ambientale rende il flottante una soluzione strategicamente più vantaggiosa per il contesto italiano a lungo termine.

L’errore di pianificare parchi eolici sulle rotte migratorie o di pesca

La convenienza di un impianto di energia marina non può essere misurata solo in termini di megawatt prodotti o di costi economici. Un errore fatale nella pianificazione è sottovalutare l’impatto sull’ecosistema e sulle attività umane preesistenti. Il Mediterraneo è un mare semi-chiuso, caratterizzato da un’elevata biodiversità e da intense attività di pesca e rotte marittime. Installare un parco eolico, soprattutto di grandi dimensioni, in una posizione sbagliata può avere conseguenze devastanti.

Le pale eoliche possono interferire con le rotte migratorie dell’avifauna, causando mortalità diretta, e il rumore sottomarino generato durante la costruzione e l’operatività può disturbare i mammiferi marini, come delfini e balene, allontanandoli dalle loro aree di alimentazione e riproduzione. Un esempio emblematico è il Santuario Pelagos, un’area marina protetta tra Liguria, Toscana, Corsica e Sardegna, dove lo sviluppo di grandi parchi eolici è fortemente limitato per proteggere le popolazioni di cetacei. Allo stesso modo, posizionare un impianto in un’area di pesca tradizionale può compromettere la sopravvivenza economica di intere comunità costiere.

Per questo motivo, una corretta Valutazione di Impatto Ambientale (VIA) è un prerequisito non negoziabile. Questa analisi non deve essere una mera formalità burocratica, ma un processo rigoroso che guidi la scelta del sito e del tipo di tecnologia. Ad esempio, in aree ecologicamente sensibili, dispositivi meno invasivi come i convertitori da onde e correnti, spesso di dimensioni ridotte e con un impatto minore, possono essere preferibili all’eolico offshore. La pianificazione deve nascere da un dialogo costruttivo tra sviluppatori, autorità ambientali, biologi marini e comunità locali.

Solo un approccio che mette la tutela ambientale al primo posto può garantire che lo sviluppo dell’energia marina sia veramente sostenibile e accettato dalle comunità.

Problemi di corrosione: quanto costa mantenere una turbina in mezzo al mare salato?

Un impianto offshore può sembrare una fonte inesauribile di energia pulita, ma nasconde una sfida ingegneristica tanto silenziosa quanto implacabile: la corrosione. L’ambiente marino, con la sua alta salinità e l’umidità costante, è uno degli ambienti più aggressivi per i materiali metallici. La manutenzione di una turbina eolica o di un convertitore a moto ondoso in mezzo al mare non è un’operazione banale e rappresenta una voce di costo tanto significativa da poter determinare la convenienza economica di un intero progetto.

I costi di Operazione e Manutenzione (O&M) per l’eolico offshore sono notevolmente superiori a quelli degli impianti a terra. L’accesso alle strutture richiede imbarcazioni specializzate, personale altamente qualificato e finestre meteorologiche favorevoli, che nel Mediterraneo possono essere imprevedibili. Questi costi non sono un dettaglio trascurabile: secondo i dati del settore, possono rappresentare fino al 30% del costo totale del ciclo di vita di un impianto eolico offshore. Questa cifra include ispezioni periodiche, riparazioni di componenti meccanici ed elettrici, e soprattutto, trattamenti anti-corrosione e sostituzione di parti usurate dall’ambiente salino.

La sfida è quindi quella di progettare impianti che non solo massimizzino la produzione energetica, ma minimizzino anche i futuri costi di manutenzione. Questo implica l’uso di materiali avanzati, rivestimenti protettivi speciali e sistemi di monitoraggio predittivo che segnalino un problema prima che diventi critico. Come sottolinea l’ingegnere Luigi Severini, esperto del settore:

A fronte di un odierno LCOE attestato intorno a 180-200 €/MWh, gli esperti ritengono che si possa raggiungere un valore inferiore a 120-130 €/MWh entro il 2025 e 90-100 €/MWh entro il 2030. Tuttavia, per ottenere tali risultati anche in Italia, alcune sfide del settore devono ancora essere affrontate e risolte, a cominciare dagli alti costi di costruzione e di Operation and Maintenance.

– Luigi Severini, Ingegnere progettista, Studio Severini

Sottovalutare i vincoli operativi legati alla corrosione e alla manutenzione è un errore che può trasformare un investimento promettente in un pozzo senza fondo. Una pianificazione accurata dei costi O&M è quindi tanto importante quanto la stima della producibilità energetica.

Tempi di adeguamento: quando potremo vedere un porto a emissioni zero in Italia?

La transizione verso porti a emissioni zero non è un’utopia lontana, ma un processo già in corso, accelerato da investimenti strategici e dall’adozione di tecnologie chiave. Il cuore di questa trasformazione è il “cold ironing”, ovvero l’elettrificazione delle banchine per alimentare le navi ormeggiate direttamente dalla rete terrestre, permettendo loro di spegnere i motori diesel ausiliari, principali responsabili dell’inquinamento atmosferico nelle città portuali.

L’Italia sta puntando con decisione su questa soluzione. Il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) ha messo in campo risorse ingenti per accelerare questo adeguamento. Nell’ambito del programma “Porti Verdi”, sono stati stanziati oltre 700 milioni di euro per l’elettrificazione delle banchine nei principali scali nazionali. Questo investimento permetterà di realizzare le infrastrutture necessarie per fornire energia elettrica alle grandi navi da crociera, ai traghetti e alle navi portacontainer, con un impatto diretto sulla qualità dell’aria delle città costiere come Genova, Civitavecchia, Napoli e Venezia.

Ma da dove arriverà tutta questa elettricità? La vera sfida per un porto a “zero emissioni” è garantire che l’energia fornita sia essa stessa prodotta da fonti rinnovabili. È qui che le tecnologie di energia marina, come i sistemi OBREC integrati nelle dighe o le turbine che sfruttano le correnti, chiudono il cerchio. Un porto verde del futuro non solo fornisce elettricità alle navi, ma la produce in loco, creando un sistema energetico autonomo e sostenibile.

I tempi di adeguamento dipendono dalla complessità burocratica e dalla velocità di realizzazione delle opere. Tuttavia, con i fondi del PNRR, i primi risultati tangibili si vedranno entro il 2026. L’obiettivo di avere i principali porti italiani completamente attrezzati per il cold ironing entro il 2030 è ambizioso ma realistico. Questo percorso trasformerà i porti da “punti caldi” di inquinamento a hub di innovazione e sostenibilità.

L’errore di sottovalutare il carico del vento sull’acqua che fa andare alla deriva l’impianto

Nell’immaginario comune, una piattaforma galleggiante in mare è soggetta principalmente alla forza delle onde. In realtà, per le grandi strutture come le turbine eoliche flottanti, uno dei fattori più critici e complessi da gestire è l’interazione tra il carico del vento sulla struttura emersa e l’azione delle correnti sulla parte sommersa. Sottovalutare questa interazione può portare a movimenti di deriva (drift) incontrollati, sollecitazioni eccessive sui sistemi di ancoraggio e, nei casi peggiori, al fallimento strutturale dell’impianto.

Il problema è particolarmente accentuato nel Mediterraneo. A differenza dei mari del Nord, dove le condizioni sono spesso estreme ma più prevedibili, il nostro mare è soggetto a fenomeni meteorologici improvvisi e violenti, come i “Medicane” (uragani mediterranei). Questi eventi generano venti potentissimi e correnti complesse che mettono a dura prova qualsiasi sistema di ancoraggio. La progettazione di questi sistemi non può quindi essere una semplice trasposizione dei modelli usati nell’Atlantico; richiede un’analisi specifica delle micro-condizioni meteo-marine locali.

Per affrontare questa sfida, la ricerca italiana si avvale di strumenti di modellizzazione avanzatissimi. L’ENEA, ad esempio, utilizza il supercomputer CRESCO6, capace di eseguire 1,4 milioni di miliardi di operazioni matematiche al secondo, per simulare con alta precisione l’interazione tra vento, onde e correnti. Questi modelli permettono di prevedere il comportamento delle piattaforme in condizioni estreme e di progettare sistemi di ormeggio e ancoraggio sufficientemente robusti e resilienti.

La scelta del sistema di ancoraggio dipende anche dalla natura dei fondali. I fondali italiani, spesso rocciosi o sedimentari instabili, presentano sfide diverse rispetto ai fondali sabbiosi del Nord Europa, richiedendo tecnologie di ancoraggio più sofisticate e costose. La certificazione di questi sistemi, svolta da enti come il RINA (Registro Italiano Navale), è un passo fondamentale per garantire la sicurezza e l’affidabilità a lungo termine di queste complesse macchine del mare.

Come le microalghe possono pulire l’aria e nutrire il futuro nelle città italiane?

La visione più avanzata dell’energia dal mare va oltre la semplice produzione di elettricità e si integra in un modello di economia circolare. In questo scenario, le microalghe giocano un ruolo da protagoniste. Questi microrganismi fotosintetici sono delle vere e proprie “fabbriche biologiche” capaci di catturare la CO2 dall’atmosfera, depurare le acque e produrre biomasse ricche di valore, il tutto utilizzando la luce del sole e l’acqua di mare.

L’idea è di creare sinergie tra gli impianti energetici offshore e la coltivazione di microalghe. I parchi eolici o le piattaforme per il moto ondoso possono diventare il supporto per l’installazione di fotobioreattori, sistemi chiusi in cui le alghe crescono in condizioni controllate. Questa integrazione offre un doppio vantaggio: gli impianti energetici forniscono l’energia necessaria per il funzionamento dei bioreattori, mentre le alghe contribuiscono a un bilancio di carbonio negativo, catturando più CO2 di quanta ne venga emessa per la loro gestione.

Le applicazioni della biomassa algale sono straordinariamente vaste e si inseriscono perfettamente in una filiera a chilometro zero. Possono essere trasformate in biocarburanti avanzati per il trasporto marittimo, riducendo le emissioni del settore; in bioplastiche biodegradabili; in mangimi per l’acquacoltura; e persino in nutraceutica e cosmetici di alto valore. Nelle città costiere, le microalghe possono essere coltivate in “bio-facciate” di edifici, contribuendo a purificare l’aria urbana e a produrre ossigeno.

Questo approccio trasforma un potenziale problema (le emissioni di CO2) in una risorsa, creando un ciclo virtuoso che genera energia pulita, nuovi materiali e posti di lavoro, contribuendo agli ambiziosi obiettivi globali per l’energia oceanica. L’integrazione delle microalghe rappresenta l’ultimo tassello di una strategia energetica marina che non si limita a produrre, ma rigenera.