Le condizioni che di solito accompagnano il tipo di clima caldo e freddo intenso che mette a dura prova le reti elettriche possono anche offrire maggiori opportunità per catturare l’energia solare ed eolica. Uno studio condotto dalla Washington State University ha scoperto che eventi termici diffusi ed estremi sono spesso accompagnati da una maggiore radiazione solare e da velocità del vento più elevate che potrebbero essere catturate dai pannelli solari e dalle turbine eoliche.

La ricerca, che ha preso in esame le ondate di calore e di freddo di ampia portata nelle sei regioni statunitensi interconnesse alla rete energetica nel periodo 1980-2021, ha anche rilevato che ogni regione ha subito interruzioni di corrente durante questi eventi nell’ultimo decennio. I risultati, dettagliati nella rivista Environmental Research Letters, suggeriscono che l’utilizzo di più energia rinnovabile in questi periodi potrebbe aiutare a compensare l’aumento della domanda di energia poiché sempre più persone e aziende accendono riscaldatori o condizionatori d’aria.

“Questi eventi estremi non scompariranno presto. In effetti, ogni regione degli Stati Uniti sperimenta almeno un evento del genere quasi ogni anno. Dobbiamo essere preparati ai rischi che comportano e garantire che le persone abbiano un accesso affidabile all’energia quando ne hanno più bisogno”, ha affermato l’autore principale Deepti Singh, scienziato del clima della Washington State University. “Potenzialmente, potremmo generare più energia da risorse rinnovabili proprio quando si verificano eventi estremi diffusi che comportano un aumento della domanda di energia”.

Lo studio

Lo studio ha mostrato un aumento del potenziale di energia solare in tutte e sei le regioni degli Stati Uniti durante i periodi di caldo estremo, e in tutte le regioni tranne una durante quelle fredde, l’area coperta dalla rete gestita dal Texas. I ricercatori hanno notato che le creste atmosferiche o i sistemi atmosferici ad alta pressione che causano calore intenso, come l’ondata di caldo che ha colpito il Pacifico nordoccidentale nel 2021, sono spesso caratterizzati da cieli azzurri e senza nuvole. I cieli sereni consentono a una maggiore radiazione solare di raggiungere la Terra, che potrebbe essere convertita in energia dai pannelli solari.

Le condizioni per l’energia eolica erano più variabili, ma almeno tre regioni avevano un potenziale maggiore per catturare questo tipo di energia durante questi eventi caldi e freddi: il Nordest durante il freddo diffuso, e sia la rete del Texas che una delle principali reti del Midwest durante le ondate di caldo.

Per questa analisi, Singh e i suoi colleghi hanno utilizzato dati climatici storici a lungo termine insieme ai dati sulle interruzioni di corrente forniti dalla US Energy Information Administration. I ricercatori hanno esaminato in particolare le grandi ondate di caldo e freddo rispetto agli eventi localizzati perché possono imporre uno stress maggiore sull’intera rete elettrica.

Ondate di caldo estremo e di freddo estremo

Precedenti ricerche hanno dimostrato che il cambiamento climatico sta modificando le caratteristiche delle temperature estreme. In aggiunta a queste prove, questa analisi ha mostrato che le grandi ondate di calore stanno aumentando di frequenza, in particolare nelle reti degli Stati Uniti occidentali e del Texas, con un aumento rispettivamente del 123% e del 132%. Anche in Occidente stanno aumentando in intensità, durata ed estensione, nel senso che sono più calde, durano più a lungo e interessano un’area più ampia.

D’altro canto, gli estremi di freddo stanno diminuendo in frequenza ma sono rimasti sostanzialmente gli stessi in termini di intensità, durata ed estensione. Un esempio notevole è la costosa ondata di freddo del febbraio 2021 che ha coperto quasi l’intero paese. Secondo un rapporto della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) l’evento ha causato danni stimati per 24 miliardi di dollari, inclusi diversi giorni di interruzioni di corrente in Texas, e ha provocato 226 morti.

Che ci siano state interruzioni o meno, tutte le regioni sperimentano un aumento della domanda di energia durante tali temperature estreme, e questo mette a dura prova le loro reti elettriche, mostrando la necessità di soluzioni alternative.  

Espandere solare ed eolico per aumentare la resilienza energetica

L’espansione dell’energia solare ed eolica ha il potenziale per migliorare la resilienza dei sistemi energetici durante eventi estremi per ridurre al minimo le interruzioni del servizio e gli impatti negativi associati, che spesso sono avvertiti più duramente tra le comunità vulnerabili e sovraccariche, ha affermato Singh. 

“Per lo meno, l’energia solare ed eolica fanno un’altra cosa importante: riducono l’inquinamento atmosferico associato alla combustione di combustibili fossili ed è davvero dannoso per la nostra salute e per la salute dei nostri ecosistemi”, ha affermato. Questo studio identifica solo il potenziale dell’energia solare ed eolica per contribuire a sostenere le reti elettriche, hanno osservato gli autori. Sarebbero necessari più ricerca e sviluppo per aumentare la resilienza delle reti energetiche alla variabilità climatica e agli eventi estremi.

“C’è complessità qui perché dobbiamo pensare alle vulnerabilità nelle infrastrutture di trasmissione e distribuzione nonché all’impatto ambientale dell’espansione dei sistemi solari ed eolici, ma speriamo che questi vantaggi possano darci ulteriori ragioni per accelerare la nostra transizione verso le energie rinnovabili”, ha affermato Singh. 

Questo studio ha ricevuto il sostegno della National Science Foundation e della WSU.

Fonte: Renewable Energy Magazine