Uno studio esplora l'effetto dei cambiamenti climatici sull'offerta e la domanda di energia eolica e solare.

4 agosto 2023

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di Ingrid Fadelli, Tech Xplore

Nelle ultime decadi, le soluzioni energetiche sostenibili che si basano su fonti rinnovabili, in particolare il sole e il vento, sono diventate sempre più avanzate e diffuse. Molti paesi in tutto il mondo si sono impegnati a ridurre drasticamente le emissioni di carbonio nei prossimi decenni e queste tecnologie si dimostreranno cruciali per raggiungere questo obiettivo.

Stime dell'Agenzia internazionale dell'energia (IEA) suggeriscono che entro il 2050 le tecnologie dell'energia eolica e solare potrebbero contribuire alla generazione di circa il 62% dell'energia mondiale. Tuttavia, studi recenti hanno dimostrato che l'offerta e la domanda di energia eolica e solare potrebbero essere influenzate negativamente dai cambiamenti climatici.

A livello di offerta, la maggior parte delle soluzioni energetiche eoliche e solari dipende fortemente dal clima, quindi gli eventi meteorologici imprevisti possono influire negativamente sulla loro capacità di generare energia. A livello di domanda, il riscaldamento globale può aumentare la necessità di dispositivi di raffreddamento e ridurre la necessità di riscaldamento, e picchi estremi di temperatura (ad esempio ondate di calore o temperature molto basse) possono determinare improvvisi aumenti della domanda mondiale di energia.

Ricercatori dell'Università di Pechino, dell'Università di Brown e di altri istituti in tutto il mondo hanno recentemente condotto uno studio volto a comprendere meglio come i cambiamenti climatici possano influire sulla pianificazione dell'offerta e della domanda di energia eolica e solare. Il loro studio, pubblicato su Nature Energy, evidenzia la necessità che il settore energetico sviluppi interventi per poter affrontare potenziali problemi derivanti dai cambiamenti climatici.

"Ispirati dall'obiettivo di neutralità del carbonio della Cina, ci siamo avvicinati al campo della ricerca energetica", ha dichiarato Laibao Liu, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, a Tech Xplore. "Quindi, abbiamo iniziato la nostra ricerca energetica concentrandoci sull'energia eolica e solare della Cina. Successivamente, ci siamo rivolti all'intero globo e miriamo a valutare il rischio dei cambiamenti climatici sui sistemi energetici globali."

Nell'ambito del loro studio, Liu e i suoi colleghi hanno analizzato le uscite giornaliere delle simulazioni climatiche basate su 12 modelli climatici globali (MCG) all'avanguardia. Questi sono modelli che prevedono i processi climatici, rappresentandoli su una griglia tridimensionale posizionata su una mappa del mondo.

I 12 modelli utilizzati dai ricercatori sono stati sviluppati come parte di un progetto di ricerca noto come Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6). Il team ha considerato il clima attuale, sotto forma di simulazioni climatiche dal 1985 al 2014, così come le previsioni del futuro clima (dal 2041 al 2100).

Nel complesso, i risultati delle loro analisi suggeriscono che entro la fine di questo secolo i sistemi energetici con dipendenza variabile dall'energia eolica e solare potrebbero subire significative riduzioni nella corrispondenza tra offerta e domanda a causa dei cambiamenti climatici. La più piccola o variabile fornitura di energia rinnovabile potrebbe influenzare in particolare questa corrispondenza a latitudini medie e alte.

Curiosamente, il team ha anche scoperto che in alcune regioni, una minore richiesta di riscaldamento a causa del riscaldamento globale potrebbe alleviare o invertire questi effetti. Alle basse latitudini, d'altra parte, sebbene l'offerta di energia solare potrebbe essere maggiore, la richiesta di raffreddamento potrebbe aumentare drasticamente a causa di temperature intollerabilmente elevate, influenzando negativamente l'equilibrio tra offerta e domanda.

"Abbiamo utilizzato informazioni sul clima futuro proiettate da modelli climatici globali all'avanguardia e abbiamo sviluppato un nuovo quadro di valutazione", ha spiegato Liu. "Sulla base dei nostri risultati, suggeriamo agli operatori di sistemi energetici di tenere conto delle informazioni sui cambiamenti climatici futuri, altrimenti potrebbero subire interruzioni di corrente dovute a rischi climatici senza precedenti."

Lo studio recente di Liu e dei suoi colleghi offre alcune stime generali sugli effetti possibili che i cambiamenti climatici potrebbero avere sul settore dell'energia eolica e solare in futuro, in particolare sulla relazione tra l'offerta e la domanda di energia. Questi risultati potrebbero servire da avvertimento per i fornitori di energia e per i ricercatori, incoraggiandoli a sviluppare nuove soluzioni valide per mitigare gli effetti negativi dei cambiamenti climatici e delle condizioni meteorologiche imprevedibili sull'equilibrio tra offerta e domanda di energia rinnovabile.

"Nei nostri prossimi studi, potremmo anche concentrarci sui periodi in cui si è verificato il deficit energetico", ha aggiunto Mengxi Wu, un altro ricercatore coinvolto nello studio.

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