La cava green e il fotovoltaico galleggiante

Sempre più multifunzionali, sempre più green. Stiamo parlando delle cave e della nuova frontiera che si sta aprendo grazie alle novità introdotte dalla legge sulla “semplificazione” dello scorso settembre. La notizia è rappresentata dalla possibilità di installare nelle cave dotate di uno specchio d’acqua impianti di produzione di energia fotovoltaica rinnovabile.

È questo il nuovo fronte green del mondo dell’estrazione: gli impianti fotovoltaici flottanti. (come quello nella foto di apertura che si riferisce a un impianto fotovoltaico in una ex cava in Francia di 17 MW realizzato da Ciel et Terre).

Perché in acqua? Perché non si consuma terreno fertile, si genera energia carbon free, si offre un’opportunità di autoprodurre e risparmiare energia alle imprese estrattive.
E' in Cina l'impianto fotovoltaico flottante attualmente più grande al mondo da 70 MW (credits Ciel et Terre)
Non è un’opportunità applicabile dappertutto, ovvio. Non certo nelle cave di marmo, ma in tutto il territorio della pianura Padana sicuramente sì: si calcola che in Lombardia le cave in acqua rappresentino il 50% di quelle attive.

10% in più

Gli impianti fotovoltaici flottanti hanno una produzione annua superiore del 10% rispetto agli impianti a terra paragonabili
Siamo di fronte a una nuova attività, che vede protagoniste le società che operano nel settore energetico e che intravvedono nuovi mercati.

La filiera del settore dell’escavazione, insomma, si arricchisce di nuovi attori e di un nuovo strumento, tecnologicamente maturo, sostenibile e che aiuta a ridurre l'impronta ambientale dell’attività estrattiva.

L’iniziativa di Anepla

Di recente, l’associazione nazionale dei produttori ed estrattori di lapidei e affini ha aperto un confronto tra i propri associati e gli operatori del settore con un webinar organizzato per fare il punto sullo stato dell’arte.
 
Ma qual è la motivazione di fondo che spinge le imprese estrattive a guardare con attenzione allo sviluppo del fotovoltaico flottante?

La risposta sta nella storia geologica del nostro Paese e del Nord Italia in particolare.

Flottante bifacciale

Skywat è un pannello fotovoltaico bifacciale a due campate per impianti flottanti (credits, Sentnet)
“Basta osservare la carta geologica italiana per capire dove sono collocati i depositi alluvionali - afferma Ermanno Dolci, di Arethusa società di consulenza geologica e ambientale -. Si tratta di depositi saturi d’acqua, frutto della storia geologica della pianura Padana".

"Quando si scava in queste aree l’acqua si trova quasi subito. E una volta esaurita l’attività, inizia il recupero ambientale, con nuove funzioni e attività. Oggi, grazie all’innovazione tecnologica si è aggiunta la produzione di energia”.

I vantaggi del floating

In generale, i vantaggi derivanti dall’impiego del fotovoltaico flottante si riassumono in una maggior resa rispetto al fotovoltaico a terra, nel contenimento dell’evaporazione degli specchi d'acqua, nei ridotti tempi di installazione, nei minori costi di manutenzione, nella maggior garanzia rispetto agli atti vandalici, nella minore sollecitazione meccanica delle strutture, nel monitoraggio dei materiali riciclabili e nella compatibilità (non è il caso nostro) anche con gli impianti idroelettrici.

Per quanto riguarda la resa energetica, va detto che l'efficienza di un modulo fotovoltaico raggiunge il suo picco quando la temperatura delle celle è di 25 °C: un impianto flottante garantisce il mantenimento di queste temperature anche durante i mesi più caldi, quando l'efficienza cala drasticamente.
Impianto di Ciel et Terre a Vattenfal in Olanda (credits, Ciel et Terre)
La produzione annua di energia pertanto aumenta di oltre il 10% rispetto a un impianto a terra installato nelle medesime condizioni.

In altri termini, un impianto flottante installato in pianura Padana garantisce una resa pari a quella di uno posato a terra in Centro Italia.

Il mercato italiano ed estero

In tema di floating in Italia siamo proprio agli inizi. Sarà il 2021, salvo sorprese, l’anno dell’avvio dei primi impianti fotovoltaici flottanti in cava, di cui la maggior parte in cave dismesse.
Rendering dell’impianto di Hydrosolar per conto di Dolomiti Energia in provincia di Trento (credits, Hydrosolar)
“Nel nostro Paese gli impianti extra-cava funzionanti - afferma Silvano Pinter, amministratore delegato di Hydrosolar, azienda trentina che da anni opera nel settore delle rinnovabili - si contano sulle dita di una sola mano. Se ne parla, ma le realizzazioni tardano ad arrivare”.

“A differenza dei Paesi asiatici, in Italia e in Europa il flottante rappresenta una tecnologia relativamente nuova. Sarà compito della pubblica amministrazione recepire questi sistemi come opportunità per riqualificare le aree di cava dismesse, spesso anche compromesse”.

La conferma viene anche da una compagnia internazionale di grandi dimensioni come Ciel et Terre, che su questa tecnologia ha investito molto.

“Il mercato italiano è agli esordi - conferma l’ingegnere Maarten van Cleef responsabile per l’Italia del gruppo Ciel et Terre -. La nuova normativa, in vigore dal settembre scorso, ha sbloccato una situazione ingessata. Oggi è finalmente possibile installare impianti fotovoltaici galleggianti in cava e accedere agli incentivi del decreto Fer”.
Un Impianto fotovoltaico flottante in cava di Ciel et Terre in Germania (credits, Ciel et Terre)
“Un altro motivo del ritardo dipende dalle contenute dimensioni delle aziende estrattive, che fanno fatica a reggere investimenti importanti”.

Qui entrano in gioco i gruppi industriali del settore energetico che possono invece permettersi investimenti ingenti e contratti pluriennali con formule di intervento differenziate.

Oggi, grazie alle novità normative, un po’ alla volta, il nostro Paese si allinea ad altre realtà europee, come Francia, Germania, Olanda e Belgio, in cui da anni il fotovoltaico flottante in cava è di casa.

Le iniziative in Europa e nel mondo

Una delle aziende leader a livello mondiale è la tedesca Baywa, azienda costruttrice di componenti per pannelli fotovoltaici, che lo scorso anno in Olanda, nelle acque della riserva naturale di Andijk nel nord est del Paese, ha realizzato il più grande impianto europeo grazie ai suoi 27 MW e alla tecnologia a doppia campata.

L’impianto è formato da 15 isole, di circa 140 metri di diametro, equipaggiate con oltre 73mila moduli che formano un arcipelago fotovoltaico galleggiante: ogni isola può modificare il proprio orientamento e la propria inclinazione per sfruttare al meglio l’irraggiamento solare; in questo modo l’azienda olandese garantisce un incremento del 30% delle prestazioni rispetto a un impianto di tipo statico.
L'impianto fotovoltaico flottante in attività più grande in Europa è in Olanda realizzazto dalla tedesca Baywa (credits Baywa)
Impianti galleggianti pare siano presenti un po’ in tutto il mondo e su questa tecnologia si sta investendo a tutte le latitudini: Cina, Giappone, India, Corea del Sud, Regno Unito.

Sempre in Olanda, ad Emmen, è stato da poco avviato il progetto per costruire il parco fotovoltaico flottante che, con i suoi 48 MW di potenza, supererà quello di Andijk.

Ma il più grande in assoluto attualmente in funzione è nella provincia orientale di Anhui, in Cina: su un lago artificiale, ricavato da un ex miniera, l’impianto si sviluppa su 12 isole con una potenza complessiva di 70 MW, che offre energia elettrica a 20mila famiglie della zona.

Un record, quello cinese, che tra qualche anno potrebbe essere battuto da un mega impianto in corso di costruzione in Corea del Sud.

Parlano gli operatori

“Fino a qualche anno fa, a causa del mercato drogato dai vari conto energia, nessuno dava molto credito a questa tecnologia - aggiunge Silvano Pinter -. Accantonato quel provvedimento, abbiamo ripreso la nostra idea originaria e nel 2019 l’abbiamo presentata a Rimini a Ecomondo”.

“Abbiamo un impianto di nostra proprietà, che rappresenta il prototipo con soluzione a doppia campata dal quale è derivata la soluzione a campata singola con inclinazioni adattabili alle varie latitudini”.

Silvano Pinter

Silvano Pinter, amministratore delegato di Hydrosolar
“Il prototipo è stato realizzato a Predaia in Val di Non ed è coperto da brevetto industriale. Stiamo realizzando un ulteriore campo sperimentale, sempre di nostra proprietà, nel quale testeremo le soluzioni tecniche che ci consentiranno di raggiungere le migliori performance energetiche”.

“Nei prossimi mesi, a Sella Giudicarie in provincia di Trento, per conto di Dolomiti Energia Holding, realizzeremo il primo impianto fotovoltaico flottante su bacino idroelettrico in Italia”.
Render dell’impianto di 30 MW di Hydrosolar in fase di sviluppo a Piacenza (credits, Hydrosolar)
"Entro l’anno, in provincia di Pavia, costruiremo un impianto in cava da 1 MW a servizio degli impianti di lavorazione degli inerti di un importante gruppo internazionale (l’impianto verrà posto in una porzione di cava esausta oggetto di ripristino ambientale; nda)”.

“Da circa un anno abbiamo stipulato accordi con multiutilities italiane e fondi di investimento internazionali, con i quali stiamo sviluppando oltre 150 MW in cave dismesse: i primi che arriveranno ad essere autorizzati saranno a Maleo, Piacenza, Castelnovo Bariano e Narni”.

I modelli di investimento

A parlare di investimenti è Maarten van Cleef: la sua società infatti, che vanta una consolidata esperienza di installazioni all’estero (Ciel et Terre ha dato vita alla tecnologia flottante nel 2012 e il loro primo impianto, dei 210 realizzati in tutto il mondo, risale al 2013; nda) interviene con differenti modalità.

“La nostra proposta prevede tre modelli: vendita dell’impianto fotovoltaico per autoconsumo; vendita di energia a prezzo scontato più affitto; infine, investimento diretto a fronte di un affitto. Le tre offerte dipendono da vari fattori: se la cava è attiva e ha dei consumi importanti; se invece è dismessa e rinaturalizzata; dalla volontà e dalla capacità del proprietario di affrontare o meno l’investimento”.

Maarten van Cleef

Maarten van Cleef responsabile per l’Italia del gruppo Ciel et Terre
Van Cleef è anche piuttosto ottimista rispetto ai tempi di installazione.

“I nostri sistemi sono semplici e veloci da montare: in 3-4 settimane possiamo installare un impianto da 1 MW senza particolari problemi di aggancio dell’impianto galleggiante alle sponde o al fondo dello specchio d’acqua. In uno specchio di cava le variazioni del livello dell’acqua sono tutto sommato contenute, non così nei bacini idroelettrici”.

Oltre alla tecnologia sul fotovoltaico, servono anche altre competenze, altri know-how, come ad esempio l’ancoraggio sicuro alle sponde delle isole, che spesso fanno la differenza tra le proposte dei vari operatori.
L'impianto fotovoltaico flottante di Ciel et Terre a Renchen nel Baden-Württenberg in Germania (credits, Ciel et Terre)
“Certo, ciascun operatore ha un proprio retroterra tecnico. Per fare queste installazioni, ad esempio, servono competenze ibride: serve conoscere la tecnologia fotovoltaica, ma anche quella legata all’utilizzo durevole dei materiali plastici che reggono gli impianti e alle competenze che derivano dall’off-shore, che non tutti possiedono”.

A oggi Ciel et Terre ha un solo impianto flottante funzionante in Italia, in un bacino artificiale di un consorzio di bonifica in provincia di Frosinone.

“In Italia abbiamo in programma 25 progetti di differenti dimensioni, perlopiù su specchi d’acqua di cave sia in funzione che dismesse, per oltre 100 MW di potenza fotovoltaica. I primi interventi li realizzeremo nelle province di Milano e Verona”.

L’evoluzione tecnologica

Altra presenza sul mercato nazionale e internazionale è quella di Sentnet, dinamica società di Gualdo Cattaneo in provincia di Perugia, che si presenta sui mercati con due novità dal punto di vista tecnologico: una struttura di sostegno in metallo che garantisce l’inaffondabilità e la tecnologia fotovoltaica con pannelli bifacciali per massimizzare la resa energetica.

“Sul fotovoltaico flottante in cava stiamo partendo ora - afferma Alessandro Sartarelli, general manager della società -. Su questo fronte ci misuriamo con due scenari di mercato differenti”.

Alessandro Sartarelli

Alessandro Sartarelli, direttore generale di Sentnet
“Quello internazionale è sicuramente più sviluppato, specie nelle aree asiatiche, e in particolare per impianti da collocare in grandi bacini idrici, idroelettrici in particolare”.

“Le aree più ricettive sono Cina e Sud America. In Italia invece siamo agli albori. Il fotovoltaico galleggiante è diventato interessante grazie agli incentivi, mentre all’estero l’elemento trainante è la grande dimensione”.
Il prototipo di impianto fotovoltaico flottante bifacciale Skywat di SentNet (credits, Sentnet)
"Qui da noi, l’ostacolo principale è rappresentato dalle autorizzazioni e dalle differenti normative regionali”.

Attenzione alle norme

La burocrazia e la non omogeneità normativa rallentano l'innovazione
“Stiamo lavorando per arrivare a realizzare i primi impianti proprio in Emilia, dove la progettazione è in fase avanzata, mentre stiamo trattando quattro impianti attorno a Milano. Poi seguiranno gli interventi in provincia di Parma e di Bologna, uno di questi sarà in un’area di cava”.