Tradizionalmente l’energia proveniente da fonti offshore, ovvero situate in mare aperto, è stata quella dei giacimenti di combustibili fossili, prevalentemente petrolio e gas naturale. Nell’ultimo decennio, tuttavia, si è sviluppata con grande rapidità la produzione di energia offshore da fonti rinnovabili: eolico, solare, e marina (moto ondoso o maree). Tra tutte queste, l’eolico offshore è l’unico metodo aver raggiunto una piena maturazione, anche dal punto di vista tecnologico, e a costituire una delle fonti rinnovabili con il maggior potenziale contributo alla transizione energetica avviata da molti Paesi. La collocazione di turbine in mare aperto permette soprattutto di sfruttare la maggiore intensità dei venti presenti al largo delle coste.
01 ottobre 2021 da ISPI
Tradizionalmente l’energia proveniente da fonti offshore, ovvero situate in mare aperto, è stata quella dei giacimenti di combustibili fossili, prevalentemente petrolio e gas naturale. Nell’ultimo decennio, tuttavia, si è sviluppata con grande rapidità la produzione di energia offshore da fonti rinnovabili: eolico, solare, e marina (moto ondoso o maree). Tra tutte queste, l’eolico offshore è l’unico metodo aver raggiunto una piena maturazione, anche dal punto di vista tecnologico, e a costituire una delle fonti rinnovabili con il maggior potenziale contributo alla transizione energetica avviata da molti Paesi. La collocazione di turbine in mare aperto permette soprattutto di sfruttare la maggiore intensità dei venti presenti al largo delle coste.
Negli ultimi dieci anni, infatti, sono stati fatti enormi passi in avanti, dal punto di vista sia tecnologico sia di capacità produttiva installata. L’energia generata da una singola turbina offshore è passata dai 2 MegaWatt (MW) di inizio anni 2000 ai 12 MW attuali, con la commercializzazione di turbine di oltre 15 MW prevista nel 2024. Una rapida crescita favorita anche dalla riduzione dei costi dell’eolico offshore, scesi ormai al di sotto del dollaro per KWh prodotto (0,89/KWh nel 2019, secondo l’Agenzia Internazionale per le Energie Rinnovabili). Grazie ai costi in discesa, anche se ancora più elevati rispetto all’eolico onshore, nel 2020 si sono raggiunti 34 GigaWatt (GW) di capacità eolica offshore: negli ultimi dieci anni la capacità globale è più che decuplicata.
Europa leader globale, ma Cina in rapida crescita
Nel settore dell’eolico offshore, l’Europa è indiscutibilmente leader globale, sia per le installazioni presenti – con il 70% della capacità esistente al mondo – che per la tecnologia produttiva. Pioniere della produzione di energia al largo è stata la regione del Mare del Nord, con l’installazione nel 1991 della piattaforma di Vindeby in Danimarca. Ancora oggi, secondo uno studio IRENA per il G20 italiano 2021, il 90% della capacità globale già installata si trova nel Mare del Nord e nelle zone limitrofe dell’Oceano Atlantico, una collocazione geografica favorita sia dall’elevato know-how tecnologico che dalle caratteristiche della zona, attraversata da venti forti e costanti.
La leadership europea è però messa in discussione dalla rapida ascesa cinese: nel 2020 infatti la Cina è stata la nazione che ha fatto registrare la maggior crescita di capacità eolica offshore, con 3GW di nuove installazioni nello scorso anno – la metà della capacità globale installata nel 2020 è stata realizzata da Pechino. Una crescita esponenziale, quella cinese, favorita dal piano strategico di Made in China 2025, che punta a una svolta ad alta tecnologia e valore aggiunto per l’industria cinese, e dai massicci investimenti di Pechino nella propria transizione energetica.
Anche l’Unione Europea, con lo European Green Deal, sta investendo sempre più risorse nell’eolico offshore: dei 3GW di nuove installazioni non cinesi nel 2020, 2,2 GW sono stati realizzati nella UE, da Olanda e Belgio. Nonostante gli ambiziosi piani europei, però, le proiezioni a lungo termine prevedono un dominio asiatico nell’eolico offshore: nel 2050, l’Asia dovrebbe rappresentare il 60% delle installazioni globali, contro il 22% dell’Europa e il 16% del Nord America, una quota che tradisce il tardivo interesse americano per il settore, e il considerevole peso dei fossili nelle economie di USA e Canada.
Capacità cumulata di eolico offshore installata a livello globale
Fonte: IRENA
Trends futuri: gigantismo e interconnessione
Per quanto l’eolico offshore costituisca una tecnologia ormai matura e ampiamente commercializzata, sta attraversando una nuova fase evolutiva, con alcuni importanti tendenze che stanno emergendo nel mondo, sia a livello industriale che geoeconomico.
La prima e più evidente trasformazione riguarda la costruzione di turbine di grandezza sempre maggiore: oltre a quelle da 15 MW già in fase di sperimentazione, l’azienda danese Vestas prevede di realizzarne da 17 MW nel breve termine. Si tratta quindi di una dinamica in cui l’Europa riveste un ruolo chiave, rappresentando ad oggi l’attore globale più avanzato dal punto di vista tecnologico. In parallelo, si sta sviluppando la costruzione di piattaforme eoliche galleggianti al posto di quelle che poggiano su fondamenta. Questo passaggio offre un doppio vantaggio: da un lato permette di installare le turbine in zone di mare più aperto e dunque attraversate da venti più forti, dall’altro riduce sensibilmente l’impatto ambientale sui fondali marini, grazie a cavi ancorati al posto di piloni.
Anche in questo sviluppo dell’eolico offshore, l’Europa costituisce l’apripista a livello globale. Il trend più significativo è però costituito dalla creazione di impianti combinati per la produzione di energia rinnovabile offshore, unendo turbine eoliche a pannelli solari e dispositivi per catturare l’energia del moto ondoso. Una soluzione che offre la possibilità di economie di scala, grazie all’installazione di una piattaforma multifunzione al posto di impianti specifici dedicati. Naturalmente, i costi elevati di grandi impianti combinati, limitano questa opzione ai grandi players globali del settore. Infine, questa soluzione permette anche di sviluppare idrogeno verde tramite elettrolisi.
La sfida dell’idrogeno verde
La produzione di idrogeno verde dipenderà in larga misura dalla velocità di sviluppo della capacità installata di eolico offshore e dall’utilizzo di elettrolizzatori collegati direttamente ai campi di turbine in mare. Tali progetti di sviluppo integrato stanno inducendo un crescente interesse a livello globale, con progetti pianificati per oltre 200 GW. Tale capacità da eolico offshore rappresenterebbe il 53% della produzione di idrogeno da elettrolisi. Progetti di produzione di idrogeno verde attraverso energia rinnovabile offshore sono attualmente concentrati, per il periodo 2021-2035, nell’Europa occidentale, in particolare Germania, Paesi Bassi e Danimarca. In particolare, il consorzio AcquaVentus in Germania prevede 10 GW di capacità installata e sarà uno dei più importanti progetti di cooperazione transnazionale, con condivisione delle tecnologie e dell’energia prodotta tra le nazioni confinanti.
Il perché dell’interesse a integrare eolico offshore e produzione di idrogeno è ben presto spiegato. In primo luogo, le turbine eoliche offshore hanno uno dei tassi di produttività maggiore tra le rinnovabili, avendo tra l’altro un grado di intermittenza molto inferiore rispetto, ad esempio, al fotovoltaico: tale caratteristica consente di sfruttare l’energia rinnovabile prodotta per il funzionamento in modo continuativo degli elettrolizzatori. In secondo luogo, l’offshore è adatto a essere installato vicino a impianti industriali lungo la costa, favorendo la produzione di idrogeno verde per le industrie energivore. Infine, l’eolico offshore elimina il consumo di suolo e permette la costruzione di impianti su larga scala impossibili da realizzare a terra.
Le sfide
Le trasformazioni del settore eolico offshore non sono però scevre da sfide, di carattere sia ambientale che politico. Le dimensioni sempre maggiori degli impianti richiedono infatti attenzione alle conseguenze sulla fauna marina e sulla salute dei fondali, soprattutto nel caso di installazioni al largo. Inoltre, l’installazione di campi di turbine eoliche in mare aperto, ben al di fuori delle 12 miglia di acque territoriali previste dalla convenzione ONU di Montego Bay sul diritto marittimo, crea incertezza sul piano giuridico e richiede, oltre a un comune rispetto delle regole esistenti, lo sviluppo di forme di governance per progetti condivisi. Infine, le piattaforme offshore necessitano anche di adeguata considerazione all’interno dei piani nazionali e regionali di sviluppo marittimo, integrando gli impianti nella gestione delle proprie acque territoriali. Si tratta di una progettazione che deve tenere conto di un ampio insieme di fattori, non ultimi la libertà di navigazione, soprattutto nelle zone marittime già attraversate da ampio traffico navale come il Mare del Nord, e le necessità di difesa costiera. Belgio e Germania costituiscono i pionieri a livello globale, con l’allocazione specifica di aree destinate alla costruzione di impianti eolici offshore.
L’Europa
L’Europa ha installato 14,7 GW di nuova capacità eolica nel 2020, l’80% della quale onshore. L’energia eolica ha rappresentato 16% dell’elettricità consumata nel 2020. Attualmente l’Europa dispone di 220 GW di capacità eolica installata totale: 194 GW onshore e 25 GW offshore, pari all’11%. Tra i Paesi con la maggiore capacità installata vi sono la Germania con 64 GW installati, a seguire la Spagna con 27 GW. La Danimarca ha attualmente la quota di consumi elettrici coperti attraverso l’energia eolica più alta (48%), seguita da Irlanda (38%) e Germania (27%).
Avendo a mente questi dati, l’UE ha adottato nel novembre 2020 una Strategia per sfruttare il potenziale delle energie rinnovabili offshore per un futuro climaticamente neutro. Gli obiettivi sono ambiziosi: dai 12 GW di capacità eolica offshore attualmente installata, il target è di disporre entro il 2030 di una capacità installata di 60 GW e di 1 GW di energia oceanica; entro il 2050, l’obiettivo è di arrivare a 300 GW di capacità eolica offshore installata e 40 GW di energia oceanica. Per raggiungere tali obiettivi è necessario un cambiamento di portata rivoluzionaria in termini di investimenti e progresso tecnologico.
La vera partita sarà ora quella di garantire alle imprese e agli investitori degli Stati membri un quadro a lungo termine che assicuri una coesistenza tra impianti offshore e altri usi dello spazio marittimo, facilitando lo sviluppo infrastrutturale della rete e le interconnessioni tra i Paesi membri.
Come si è detto, l’UE rimane leader mondiale nel settore delle tecnologie e delle industrie per le energie rinnovabili offshore. Le imprese europee sono leader nelle turbine eoliche fissate al fondale e sono estremamente ben posizionate nell’emergente tecnologia dell’eolico offshore galleggiante. Entro il 2024, ad esempio, è prevista l’installazione di turbine eoliche galleggianti per una potenza prevista pari a 150 MW, un valore comunque ancora modesto se comparato alle necessità della transizione in atto. Promettente è la tecnologia relativa all’energia oceanica, soprattutto del moto ondoso e delle maree. Le imprese UE detengono il 66% dei brevetti relativi all’energia delle maree, il 44% di quelle relative al moto ondoso; il 70% dell’energia oceanica è stato inoltre installato da aziende europee.
Gli investimenti necessari per i target prefissati dall’Unione sono ingenti. Si stima che saranno necessari al 2050 800 miliardi di euro, circa due terzi per l’infrastruttura di rete e un terzo per la produzione di energia elettrica offshore. La parte maggioritaria degli investimenti dovrà necessariamente provenire dai privati, i quali investimenti dovranno essere catalizzati attraverso i programmi messi in campo dall’UE. In primo luogo Next Generation EU, il quale prevede che il 37% dei 672,5 miliardi di euro a disposizione dovranno essere destinati alle transizione verde; InvestEU, inoltre, potrà fornire sostegno e garanzie alle tecnologie emergenti, in modo tale da accelerare gli investimenti privati.
La strategia UE per l’energia rinnovabile offshore si inserisce nella più ampia Strategia Industriale dell’UE. Per essere di successo, la strategia sulle rinnovabili dell’UE deve essere sostenuta da una catena del valore e di approvvigionamento sicura e forte. Ecco perché la nuova alleanza europea per le materie prime dovrebbe contribuire ad aumentare la resilienza delle catene di approvvigionamento, attenuare le dipendenze e incrementare la competitività e le capacità di esportazione dell’industria europea.
E l’Italia intanto si muove. Roma ha concordato con Bruxelles l’impegno di installare 1 GWh di energia eolica offshore entro il 2030, ma l’obiettivo potrebbe presto aumentare. E i primi esempi si vedono: nel 2020 è stato annunciato il primo impianto eolico offshore davanti alle coste dell’acciaieria di Taranto, potrà produrre fino a 80 GW l’anno. Non solo: al largo delle coste di Ravenna sarà realizzato il primo hub energetico al mondo che combinerà più soluzioni integrate unendo eolico offshore, solare fotovoltaico galleggiante e idrogeno verde grazie agli elettrolizzatori che saranno posizionati sulle piattaforme oil&gas, in fase di dismissione nel distretto ravennate e che produrranno idrogeno verde sfruttando l’eccesso di energia.
Un quadro promettente, quello delle rinnovabili offshore, che tuttavia richiede quattro elementi fondamentali: protezione della tecnologia emergente; resilienza e sicurezza delle catene di approvvigionamento; investimenti razionali e coordinati in modo tale da evitare sovrapposizioni e inefficienze; infine, un aumento considerevole degli investimenti privati, attraverso nuove forme di blending con le risorse pubbliche in campo e con procedure semplificate per ridurre il rischio percepito dagli investitori privati. In tal modo, anche le rinnovabili offshore potranno contribuire in modo rilevante agli obiettivi di neutralità climatica e favorire uno sviluppo economico sostenibile nel post-pandemia.
01 ottobre 2021 da ISPI
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