L’acqua è una delle più antiche fonti di energia che l’uomo ha iniziato a utilizzare. Per migliaia di anni, l’energia idrica è stata utilizzata per l’irrigazione e per azionare vari dispositivi meccanici come mulini ad acqua, segherie, gru portuali e ascensori. L’energia idroelettrica è stata una delle prime invenzioni umane per produrre energia.

La capacità dell’energia idroelettrica è cresciuta notevolmente durante il XX secolo e fino alla fine di quel secolo è stata l’unica fonte rinnovabile significativa di elettricità.

L’energia idroelettrica è un’energia rinnovabile che converte il movimento di grandi masse d’acqua in elettricità. L’energia gravitazionale di queste grandi masse viene convertita in energia cinetica quando cadono da una grande altezza o sotto la forza del flusso d’acqua stesso.

Le centrali idroelettriche sfruttano il flusso e la caduta dell’acqua per azionare le turbine e generare elettricità. Per aumentare questo potenziale, lungo i fiumi vengono costruiti dighe, bacini idrici e condotte. L’energia cinetica risultante viene poi convertita in energia elettrica mediante un sistema complesso di turbine e generatori di corrente alternata.

Utilizzare l’acqua per generare elettricità è essenziale per una società sostenibile e per la lotta al cambiamento climatico. Si tratta di tecnologie che ci consentono di utilizzare le risorse naturali con un danno minimo all’ambiente e di fornire elettricità a sempre più persone.

È un modo ecologico e sostenibile di produrre energia che non emette sostanze nocive nell’atmosfera e non richiede la combustione di combustibili fossili.

L’energia idroelettrica è attualmente la forma di energia rinnovabile più utilizzata, con un contributo più che doppio rispetto a quello di tutte le altre fonti rinnovabili messe insieme.

L’energia idroelettrica rappresenta dal 16 al 17% della produzione globale di elettricità. Ma in alcuni paesi questa cifra è molto più alta. Ad esempio, in Norvegia la quota di energia idroelettrica è del 99%, in Svizzera e Canada del 60%.

L’energia idroelettrica è prodotta in 150 paesi, con la regione Asia-Pacifico che genera il 32% dell’energia idroelettrica mondiale. I maggiori produttori di energia idroelettrica sono Cina, Canada, Brasile e Stati Uniti.

Ci sono sette centrali idroelettriche con una capacità di oltre 10 GW. Quattro di loro sono in Cina – Tre Gole, Baihetan, Silodu e Udunde, due in Brasile – Itaipu e Bulu Monti, uno in Venezuela – Guri.

Le centrali idroelettriche consentono di produrre energia in modo rapido ed economico, poiché la loro materia prima, cioè l’acqua, è praticamente gratuita. Allo stesso tempo, le apparecchiature che permettono la produzione di energia idroelettrica richiedono in realtà poche risorse per funzionare.

Importanza dell’energia idroelettrica

L’energia idroelettrica svolge un ruolo fondamentale nella ricerca globale di fonti energetiche pulite e sostenibili. Si tratta di una forma molto efficiente di produzione di energia elettrica, con le centrali idroelettriche che vantano costi medi di conversione dell’energia del 90%. Questa efficienza elevata, combinata con l’abbondanza di risorse idriche, rende l’energia idroelettrica un’opzione affidabile ed economica per soddisfare la crescente domanda di elettricità.

Inoltre, le centrali idroelettriche offrono molti vantaggi oltre alla produzione di elettricità. Aiutano a regolare il flusso dell’acqua, prevengono le inondazioni e fungono da fonte di irrigazione. Inoltre, i bacini artificiali creati dalle dighe possono servire come aree ricreative per la nautica da diporto, la pesca e la conservazione della fauna selvatica.

Impatto dei cambiamenti climatici sulla produzione idroelettrica

Anche l’energia idroelettrica, che è la componente dominante dell’energia rinnovabile, è minacciata dai cambiamenti climatici. Il cambiamento climatico ha un forte impatto sulle risorse idriche e quindi sull’energia idroelettrica.

L’energia idroelettrica e il cambiamento climatico mostrano una duplice relazione. Da un lato, in quanto importante fonte di energia rinnovabile, l’energia idroelettrica fornisce un contributo significativo alla riduzione delle emissioni di gas serra e alla mitigazione del riscaldamento globale.

L’energia idroelettrica fornisce elettricità con emissioni di gas serra significativamente inferiori rispetto alla maggior parte delle altre fonti energetiche.

Oltre ai benefici associati all’elettricità, l’energia idroelettrica contribuisce all’approvvigionamento idrico e alla gestione delle risorse idriche per altri bisogni.

D’altro canto, è probabile che il cambiamento climatico alteri i flussi dei fiumi, influenzando la disponibilità di acqua e la produzione di energia idroelettrica.

La produzione di energia idroelettrica è strettamente legata alle condizioni idrologiche regionali di un bacino ed è sensibile ai cambiamenti stagionali della quantità d’acqua. Il cambiamento climatico può anche alterare le condizioni idrologiche (ad esempio il flusso del fiume e il volume del bacino). L’impatto del cambiamento climatico varia nelle diverse regioni.

L’impatto del cambiamento climatico sulla produzione di energia idroelettrica può essere quantificato utilizzando la modellizzazione.

Ad esempio, una catena di simulazioni condotte da Vinod per la diga idroelettrica di Steephill Falls sul fiume Magpie, nell’Ontario settentrionale, in Canada, ha mostrato che la produzione annuale di energia idroelettrica è influenzata in modo trascurabile dai cambiamenti climatici, ma esiste una significativa ridistribuzione stagionale della produzione di energia.

Si stima che le variazioni dei ricavi dell’energia idroelettrica rispetto ai livelli attuali per le quattro stagioni (inverno, primavera, estate e autunno) siano rispettivamente del 21,1%, 18,4%, -13,4% e -15,9% per la metà del secolo e del 23,1%. rispettivamente 19,5%, -20,1% e -22,9% per gli scenari di fine secolo.

Per ridurre la vulnerabilità dei sistemi idroelettrici ai cambiamenti climatici e quindi mitigarne gli impatti, sarà utile adottare misure adeguate come l’ottimizzazione del funzionamento del bacino esistente e la creazione di un bacino aggiuntivo, che ridurrà la vulnerabilità del sistema ai cambiamenti climatici del 24%.