Il Solare galleggiante potrebbero raddoppiare la capacità idroelettrica dell’Africa

Il Solare galleggiante potrebbero raddoppiare la capacità idroelettrica dell’Africa

I pannelli solari che galleggiano sui bacini formati dalle dighe idroelettriche dell’Africa potrebbero essere una nuova importante fonte di energia, secondo un nuovo studio.

Se questi pannelli coprissero solo l’1% dei bacini, questo da solo potrebbe raddoppiare la capacità idroelettrica africana e aumentare la produzione di elettricità dalle dighe del 50%.

Le dighe idroelettriche sono la più grande fonte di energia rinnovabile in un continente dove milioni di persone non hanno ancora accesso all’elettricità. Tuttavia, il loro potenziale futuro potrebbe essere ostacolato dal cambiamento climatico.

In un nuovo documento pubblicato su Renewable Energy, i ricercatori delineano la possibilità di utilizzare pannelli solari galleggianti installati sui laghi per aumentare la capacità di generazione delle dighe esistenti.

Con il continente preso tra “una crisi climatica e una diffusa povertà energetica”, un esperto regionale dice a Carbon Brief che il solare galleggiante potrebbe essere uno strumento prezioso per aiutare le nazioni africane ad espandere la loro infrastruttura energetica in modo sostenibile.

Aumentare l’idroelettrico L’energia idroelettrica rappresenta il 17% dell’elettricità generata in Africa e più del 90% in alcune nazioni, tra cui Etiopia, Mozambico e Zambia.

Il dottor Samuel Gyamfi dell’Università dell’energia e delle risorse naturali in Ghana, che non è stato coinvolto nel nuovo studio, dice a Carbon Brief che le nazioni africane hanno costruito ancora molto meno di altre parti del mondo:

“Questo è fondamentalmente dovuto ai vincoli finanziari … l’Africa ha circa il 90% delle sue risorse idroelettriche ancora da sviluppare per la produzione di energia”.

Allo stato attuale, meno della metà della popolazione dell’Africa subsahariana ha accesso all’elettricità. Con più di 50 nuove dighe attualmente in costruzione, questa tecnologia è spesso propagandata come una soluzione rinnovabile ai bisogni energetici dell’Africa.

Ma, con l’aumento delle temperature globali che porta a piogge irregolari e siccità, gli impianti africani esistenti dovrebbero generare meno energia in futuro. Oltre a questo, le dighe che sono state costruite sono state spesso legate a problemi sociali, ambientali e politici.

Il nuovo documento propone pannelli solari galleggianti come una soluzione che aumenta la capacità idroelettrica utilizzando le “vaste risorse solari” dell’Africa. I pannelli possono essere montati su strutture galleggianti e collegati alle infrastrutture elettriche esistenti.

Gli autori* – un team del Centro comune di ricerca della Commissione europea – dicono a Carbon Brief:
“Il fotovoltaico galleggiante potrebbe essere una potenziale alternativa all’espansione dell’energia idroelettrica in alcune aree, soprattutto nelle regioni con scarsità d’acqua dove la siccità sta causando gravi ripercussioni sulla produzione idroelettrica”.

Allo stesso tempo, notano che durante la stagione umida l’energia idroelettrica potrebbe compensare l’intermittenza dell’energia solare in questi sistemi ibridi.

I ricercatori hanno usato una combinazione di immagini satellitari e dati dei bacini idroelettrici e della radiazione solare per stimare il potenziale del solare galleggiante nei 146 più grandi impianti idroelettrici in Africa a partire dal 2016.

In uno scenario massimo in cui il 100% di ogni serbatoio fosse coperto da pannelli solari, ci sarebbe un aumento di 100 volte della capacità, con 2.922 gigawatt (GW) di solare aggiunti ai 28GW esistenti di energia idroelettrica.
Questo significherebbe un aumento di 50 volte della produzione di elettricità rispetto all’attuale produzione idroelettrica, da 106 terawattora (TWh) a 5.293TWh. Questo supera la domanda totale di elettricità in tutta l’Africa, che è solo circa 700TWh.

Mentre la copertura di ogni serbatoio con pannelli è chiaramente “non fattibile”, gli autori notano che, anche nei casi con una copertura molto inferiore, i guadagni sarebbero sostanziali.

Con solo l’1% di copertura, la capacità installata delle centrali idroelettriche esistenti potrebbe essere più che raddoppiata, passando da 28GW a 58GW.

Questo significherebbe aumentare la produzione complessiva di elettricità del sistema ibrido idroelettrico e solare a 159TWh, un aumento del 50% dalla sola energia idroelettrica.
Il documento include anche uno scenario in cui il solare installato corrisponda esattamente alla capacità idroelettrica, consentendo il pieno utilizzo della connessione della diga alla rete.

Questo ha portato a una copertura dello 0,9%, ma solo per 108 serbatoi, poiché i restanti 38 richiedevano più del 100% di copertura per eguagliare la capacità idroelettrica. Questi serbatoi sono mostrati nella mappa qui sotto, e la dimensione dei cerchi indica la dimensione della produzione di energia solare.

Ubicazione del serbatoio, copertura solare galleggiante e produzione annuale di elettricità solare galleggiante per 108 dei serbatoi analizzati. La dimensione dei cerchi indica la produzione annuale di elettricità prodotta dalle centrali solari e il colore indica la % di copertura, con il bianco/verde chiaro che indica una bassa copertura della superficie del serbatoio e il verde scuro che indica un’alta copertura. Fonte: Gonzalez Sanchez, R. et al. (2021).

Semplicemente il solare su una piattaforma”. Anche se ancora nelle prime fasi di sviluppo, l’energia solare galleggiante è stata “in crescita esponenziale”, secondo un rapporto del 2018 della Banca Mondiale.

Alcune nazioni africane hanno fatto i primi passi verso questa nuova tecnologia, ma sono molto indietro rispetto ai grandi attori, come la Cina. Un rapporto del 2019 ha rilevato che c’erano 64kW di solare galleggiante distribuito in Africa rispetto a 813.788kW in Asia.

Mohamed Adow, direttore del thinktank Power Shift Africa con sede a Nairobi, dice a Carbon Brief che diversificare il portafoglio energetico del continente con tecnologie come il solare galleggiante potrebbe ridurre “le interruzioni e l’eccessivo affidamento” sull’energia idroelettrica.

Jenny Chase, un’analista solare di BloombergNEF (BNEF) che non è stata coinvolta nel nuovo studio, dice a Carbon Brief che “attaccare il solare agli impianti idroelettrici dovrebbe essere una vittoria ovvia”. Lei aggiunge:
“È solo un impianto solare su una piattaforma. Hai la connessione alla rete, quindi sei pronto a partire”.

In generale, l’energia solare è impostata per una crescita considerevole nella regione, approfittando delle ampie risorse solari dell’Africa e del calo dei prezzi. “Il continente aveva davvero bisogno che diventasse economico”, dice Chase.

Aggiunge che, mentre il nuovo studio cita la capacità solare totale dell’Africa come 5GW, secondo i dati del BNEF era di 12,7GW nel 2020 e si prevede che sarà di 16,7GW entro la fine del 2021.

Un ulteriore beneficio fornito dai pannelli solari galleggianti sui bacini idroelettrici deriva dal loro potenziale di ridurre la perdita d’acqua durante i periodi di siccità, formando uno scudo che blocca l’umidità che evapora.

Questo, a sua volta, potrebbe aumentare ulteriormente la produzione di energia dalle dighe. Il documento ha scoperto che l’utilizzo di pannelli galleggianti che coprono completamente l’1% della superficie dell’acqua aumenterebbe la produzione di energia idroelettrica dello 0,17% a causa del risparmio di acqua.

“Per un continente che avrà bisogno di preservare fino all’ultima goccia mentre il riscaldamento globale continua ad aumentare, questo è significativo”, dice Adow.

Costi e sfide Gli esperti dicono a Carbon Brief che mentre il nuovo documento dipinge un quadro interessante, ci sono problemi con il solare galleggiante in Africa.

“La tecnologia è eccellente, ma piuttosto costosa”, dice il dottor Mmantsae Moche Diale, un ricercatore di energia solare presso l’Università di Pretoria.

Lo studio prende nota delle prove dall’UE che l’energia solare galleggiante può costare circa il 20-25% in più della varietà convenzionale.

Tuttavia, gli autori dicono a Carbon Brief che, con l’infrastruttura della rete elettrica già presente nelle centrali idroelettriche, il risparmio sui costi di connessione alla rete può rendere il solare galleggiante “più economicamente fattibile”.

Chase minimizza i costi aggiuntivi, dicendo a Carbon Brief che “è un po’ più costoso di quello a terra, ma non molto”, aggiungendo:

“Il solare è diventato così economico che in questi giorni è più un ‘perché no?’ che un ‘perché farlo'”.

Tuttavia, Adow dice che per rendere gli scenari delineati in questo documento una realtà ci sarà bisogno di un sostegno finanziario mirato per i governi africani dai paesi più ricchi:

“Questo è il motivo per cui le nazioni in via di sviluppo parlano dell’importanza del ‘trasferimento di tecnologia’ ai vertici ONU sul clima… Deve essere in cima all’agenda quando i paesi si incontreranno quest’anno al COP26 a Glasgow”.

“L’Africa è presa tra una crisi climatica e una diffusa povertà energetica. I suoi leader hanno bisogno di pensare in modo creativo e di essere sostenuti”, aggiunge.

Gli autori del nuovo studio notano che, con il solare galleggiante ancora una tecnologia relativamente nuova, rimangono molte incognite, come gli impatti sulla qualità dell’acqua e le sfide tecniche tra cui l’impatto del fouling degli uccelli e la corrosione.

Gyamfi dice che questi problemi varieranno considerevolmente tra i paesi e nota che saranno necessarie ulteriori ricerche per determinare come meglio scalare il solare galleggiante nella regione.

Gli autori dicono che le nazioni che possono beneficiare maggiormente del solare galleggiante sono i paesi dell’Africa settentrionale, così come il Sudafrica, a causa della loro capacità idroelettrica relativamente bassa.
Praticamente tutta l’elettricità del Sudafrica è attualmente fornita dal carbone, mentre nazioni come l’Algeria e la Libia contano molto sul gas naturale.

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Cristiano Volpi
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Appassionato di economia, politica e geopolitica, ho deciso di creare questo sito per mostrare una diversa faccia dell'africa, un continente pieno di opportunità di business e di investimento, un continente in continuo cambiamento.

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