Fig. 1: Fonti per la produzione di energia elettrica in Italia nel 2003. Credit: (GRTN S.p.A)

Il problema energetico è uno dei più pressanti problemi dell'umanità. Scienzagiovane ne discuterà in dettaglio nei prossimi mesi.
In questo "articolo" discuteremo dell'energia elettrica, dell'energia solare ed in particolare dei tetti fotovoltaici, delle loro caratteristiche, del loro rendimento e delle prospettive.

L'energia elettrica è una forma intermedia di energia. Viene prodotta in centrali termoelettriche (dove si brucia olio combustibile, gas, carbone, biomasse, ecc.), in centrali idroelettriche ed elettronucleari; quantità più piccole sono prodotte dal vento, da pannelli solari fotovoltaici, dalle maree, ecc. (Fig. 1).

L'energia elettrica è facile da trasportare attraverso reti elettriche integrate. Dopo il trasporto l'energia elettrica viene trasformata per l'utilizzazione in energia meccanica, termica, luminosa, chimica, ecc.

Fig. 2: Importazione di energia elettrica in Italia nel 2003. Credit: (GRTN S.p.A)

L'Italia produce energia elettrica principalmente in centrali termoelettriche a combustibili fossili (metano, olio combustibile, carbone), in centrali idroelettriche e geotermiche (Fig.1). L'Italia è la Nazione europea che importa più energia elettrica, in particolare dalla Francia, dalla Svizzera, dall'Austria e dalla Slovenia (da elettronucleare) (Fig. 2).

Per i prossimi decenni si prevede che la domanda di energia elettrica nel mondo avrà il più alto tasso di crescita: il suo consumo dovrebbe raddoppiare nei prossimi 10 – 20 anni.

Occorre produrre energia elettrica al momento della domanda e c'è in particolare il problema di soddisfare la richiesta nelle ore di punta, che in Italia vanno dalle 8:30 alle 11:30 e dalle 16 alle 19. Durante l'estate la richiesta aumenta verso le ore 14, quando vengono accesi i condizionatori, il cui uso è in forte aumento anche nel nostro paese. Durante queste ore vengono messe in funzione tutte le centrali elettriche a disposizione.

Per evitare le possibilità di black-out è urgente migliorare la rete di distribuzione e aumentare la capacità di produzione di energia elettrica. D'altra parte l'Italia deve progressivamente ridurre le emissioni in atmosfera dei gas serra, essenzialmente CO₂, secondo gli impegni presi con il protocollo di Kyoto. Questo richiederebbe un oculato risparmio energetico e un
maggiore uso delle fonti di energia non inquinanti. Un esempio potrebbe essere dato dall'utilizzo dell'energia solare sfruttando la tecnologia fotovoltaica.

Il progetto 10000 tetti fotovoltaici dell'ENEA, e una sua estensione a un numero molto più grande, prevede l'installazione di pannelli fotovoltaici sui tetti di edifici pubblici e di abitazioni private utilizzando sovvenzioni statali, regionali, locali e fondi della Comunità Europea. Questa iniziativa è certamente positiva per incoraggiare uno sfruttamento più diffuso dell'energia solare, va però detto che spesso non ha funzionato. In alcuni casi infatti gli utilizzatori si preoccupavano di mantenere funzionanti i pannelli per il tempo appena sufficiente per ripagare la frazione del costo iniziale sostenuto dal privato.
Per questo motivo è stato recentemente modificato l'incentivo trasferendolo solo nell'energia elettrica prodotta. Al momento l'energia elettrica fotovoltaica non è ancora economicamente competitiva con l'energia elettrica da combustibili fossili.