Uno degli obiettivi della Strategia energetica 2050 della Svizzera è quello di aumentare drasticamente il numero di impianti solari fotovoltaici. Almeno 35 TWh di elettricità dovranno essere generati da energie rinnovabili entro il 2035, senza contare l’energia idroelettrica, e 45 TWh entro il 2050. Come si possono raggiungere questi obiettivi in modo efficiente ed equo per ogni città e/o comune svizzero?
Presso il Laboratorio di Energia Solare e Fisica degli Edifici (LESO-PB) della Facoltà di Scienze Naturali, Architettoniche e dell’Ambiente Costruito (ENAC) dell’EPFL, il potenziale energetico dei tetti è un settore che viene studiato da molto tempo perché, come sappiamo, la produzione di energia elettrica tramite impianti solari fotovoltaici avrà un ruolo importante nella decarbonizzazione del nostro sistema energetico.
Tetti esposti a nord
Prima di intraprendere un’analisi dettagliata del potenziale energetico dei nostri tetti per il 2050, la dottoranda doveva innanzitutto sapere su cosa basare il suo lavoro, il che significava formulare una serie di ipotesi iniziali. Quali sono i tetti da prendere in considerazione? Non dovremmo essere meno severi e accettare i tetti meno esposti al sole o quelli rivolti direttamente a nord? "Nel mio primo studio ho escluso i tetti esposti a nord, ma ci siamo resi conto che se la pendenza del tetto è inferiore a 20 gradi, anche se esposto a nord, può ospitare energia solare fotovoltaica altamente produttiva". Includendo questi tetti nel suo modello, Alina Walch ha visto aumentare il potenziale dei tetti svizzeri del 25% rispetto allo scenario di base. "Abbiamo calcolato il potenziale massimo che può essere realizzato su tutti i tetti svizzeri, ma la domanda più importante, visto che il tempo sta per scadere, è: quale strategia dobbiamo adottare per raggiungere gli obiettivi della Confederazione il più rapidamente possibile?Strategia 1: dare priorità ai grandi tetti piani
Dobbiamo sfruttare al meglio lo spazio disponibile sui tetti. I tetti con il maggior potenziale energetico sono senza dubbio i grandi tetti piani con una leggera pendenza, come quelli dei capannoni industriali o agricoli. Questi tetti hanno il vantaggio di avere poche sovrastrutture, come abbaini o camini, e questi edifici, che spesso si trovano lontano dai centri abitati, possono essere installati con un impatto visivo molto ridotto. Secondo i calcoli di Alina Walch, il 4% dei grandi tetti svizzeri potrebbe produrre in breve tempo 15 TWh di elettricità all’anno, riducendo al minimo i costi e le emissioni di CO2, perché si dovrebbe costruire un minor numero di impianti solari. Installando impianti solari fotovoltaici su altri 2,5 milioni di tetti, si potrebbe raggiungere facilmente e rapidamente una produzione annua di 45 TWh. Tuttavia, poiché c’è un ma, questa alternativa presenta delle disparità regionali, soprattutto nei centri urbani che non hanno abbastanza spazio sui tetti per coprire il loro fabbisogno elettrico.Strategia 2: Bilanciare la produzione di elettricità
Cosa dovrebbe cambiare nella strategia per bilanciare la produzione di energia su scala regionale? Cosa succederebbe se i pannelli fotovoltaici fossero installati su tutti i tetti delle case dei comuni, per ottenere la massima produzione di elettricità? "Abbiamo utilizzato delle simulazioni per valutare l’autonomia energetica di ogni distretto. Nelle comunità rurali è facile coprire il fabbisogno elettrico, anche se si sfrutta solo una parte del loro potenziale. Nelle grandi città, questo diventa praticamente impossibile: c’è uno squilibrio che non può essere compensato. Una simile strategia consentirebbe di soddisfare meglio il fabbisogno delle regioni, ma richiederebbe l’installazione di impianti solari fotovoltaici su 4 milioni di tetti per soddisfare le esigenze della Confederazione.Massimizzare l’autosufficienza
In questi tempi difficili, in cui si sovrappongono diverse questioni, come i cambiamenti climatici e/o le incertezze politiche internazionali, l’approvvigionamento di energia elettrica è una delle principali preoccupazioni. Alina Walch è convinta che la generazione di elettricità in prossimità della domanda possa garantire la sicurezza energetica che auspichiamo. "L’ultima analisi che abbiamo condotto è un compromesso tra le due strategie, considerando gli hangar e i tetti degli edifici. La strategia ottimale basata sulle nostre analisi è quella di iniziare ad attrezzare i tetti comunali più grandi fino al raggiungimento degli obiettivi. E per andare ancora oltre, proponiamo di limitare l’installazione di pannelli solari fotovoltaici non appena il fabbisogno di un ente locale sarà coperto dalle energie rinnovabili".
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1343/1/012035/meta
Un confronto critico tra i metodi di stima del potenziale fotovoltaico dei tetti in Svizzera
