Il fotovoltaico va di gran moda e offre ottime prospettive per il futuro. Anche perché - al di là delle impressioni determinate dall'enfasi e dal trionfalismo con cui spesso se ne parla - sta ancora muovendo i primi passi: attualmente copre lo 0,5% dell'elettricità generata nel mondo.
Nell'ultimo decennio l'incremento è stato davvero notevole, considerando però che partiva praticamente da zero: a fine 2013 l'installato globale ha quasi raggiunto 140.000 MW, con un aumento del 36% rispetto al 2012. Ancora più significativa è la quota fotovoltaica sul totale di tutta la nuova potenza elettrica installata: 6,2% nel 2013 a livello mondiale.
Quest'ultima percentuale è certamente significativa, ma è anche suscettibile di creare confusione. Perché i MW non sono tutti uguali e non è corretto fare confronti solo basati sulla potenza installata.
Per esempio: a fine 2012 nel mondo erano installati 99.700 MW fotovoltaici e 10.440 MW geotermici. In base al semplice confronto della capacità installata sembrerebbe che il fotovoltaico produca quasi 10 volte più energia del geotermico. Invece l'energia fotovoltaica effettivamente prodotta è stata di 108,6 TWh ( terawattora = miliardi di kWh), solo una volta e mezza in più dei 70,6 TWh generati dalla geotermia ( dati Terna).
Questo perché la geotermia è in grado di produrre energia in modo quasi continuativo, come ha fatto per una media di circa 7100 ore rispetto alle 8760 ore dell'anno. Il fotovoltaico, invece, produce energia solo quando c'è il sole: basta una semplice divisione per constatare che se 99.700 MW hanno generato 108 TWh vuol dire che hanno funzionato a piena potenza equivalente solo per 1.100 ore.
Un secondo esempio relativo all'Europa: è noto che nel 2014 le tecnologie rinnovabili hanno coperto l'80% di tutta la nuova potenza elettrica installata in Europa. In particolare su 26.975 nuovi MW complessivamente installati il 29,7% è stato fotovoltaico (8.000 MW) e il 21% a gas e a carbone (5.644 MW).
Quella del solare è dunque stata una performance certamente significativa in termini di capacità produttiva (ancora meglio ha fatto l'eolico, con il 43,7% della nuova potenza installata), che però non si traduce in energia realmente prodotta. Infatti dai 5.644 MW a carbone e gas è possibile generare fino a 45 TWh/anno, mentre dagli 8.000 MW fotovoltaici non si arriva a 9 TWh.
Tutto questo per spiegare per quale motivo, pur registrando incrementi rilevanti, il fotovoltaico sta ancora muovendo i primi passi e dovrà fare molta strada prima di arrivare a soddisfare una quota significativa della domanda elettrica mondiale. Recentemente l'IEA ha pubblicato uno studio ( Technology Roadmap: Solar Photovoltaic Energy 2014) nel quale, appunto, evidenzia il grande impegno necessario per fare in modo che il fotovoltaico possa essere sviluppato al massimo, contribuendo così a coprire il 16% della domanda elettrica mondiale entro il 2050.
Per raggiungere questo obiettivo massimo occorrono molte cose. Ma soprattutto due: ridurre i costi della tecnologia e aumentarne l'efficienza. In altri termini occorre un grosso impegno sul fronte dell' innovazione tecnologica.
Fotovoltaico trasparente, energia ubiquitaria
Un aspetto fondamentale dell'innovazione fotovoltaica dovrà riguardare l' efficienza delle celle e dei sistemi.
Oggi si potrebbero produrre celle con efficienze di conversione che si avvicinano al 30%, senza considerare le sperimentazioni di laboratorio (dove il record di efficienza è di circa il 47% e anche superiore per alcune celle sperimentali, che però non sono ancora nemmeno ipotizzabili per la produzione industriale). Per esigenze economiche e di altro tipo, le celle in vendita hanno però efficienze inferiori, che vengono ulteriormente ridotte dalle perdite dovute all'assemblaggio dei pannelli e dei sistemi. Il risultato è che ci sono venditori che promettono di installare sul tetto di casa sistemi fotovoltaici con efficienza del 20% e più, ma, in realtà, è grasso che cola quando l'efficienza reale dei pannelli venduti arriva al 15%. È evidente che se questo numero potesse raddoppiare le cose cambierebbero parecchio per lo sviluppo dell'energia solare.
Un secondo aspetto da migliorare è la flessibilità d'uso del fotovoltaico. Al riguardo sono in corso numerose sperimentazioni. Una delle più interessanti è quella su cui sta lavorando la start up americana Ubiquitous Energy, che nei giorni scorsi Bloomberg ha promosso tra le tecnologie innovative su cui puntare.
In questo caso non si tratta di una vera e propria cella fotovoltaica, bensì di un rivestimento, una sorta di vernice perfettamente trasparente che consente a qualsiasi superficie di convertire la luce in elettricità.
per esempio può essere integrata nei vetri delle finestre e nelle altre superfici (anche strutturali) trasparenti o semitrasparenti di edifici, strutture commerciali, coperture protettive eccetera. Può essere applicata sugli schermi di smartphone e altri dispositivi che potrebbero così ricaricarsi con la semplice esposizione alla luce. Le possibili applicazioni sono innumerevoli.
Si tratta di una innovazione che ha iniziato il proprio cammino da oltre cinque anni, con riconoscimenti e premi del MIT, del Fraunhofer Center for Sustainable Energy Systems, del National Science Foundation e altre autorevoli istituzioni.
Non si tratta di una innovazione acquisita: la stessa Ubiquitous Energy riconosce che è ancora lungo il percorso verso un sistema fotovoltaico trasparente, ma anche adeguatamente efficiente e competitivo. Ma la promessa è grande. E soprattutto è realistica, come dimostra anche il fatto che la piccola star up americana ancora continua a reperire finanziamenti sostanziosi per la commercializzazione dell'invenzione.
[ Valter Cirillo]
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