24 Aprile 2024 / ENERGIA - RINNOVABILI

Sviluppo energetico e fotovoltaico: alla ricerca di soluzioni sostenibili e innovative made in Europe

Si amplia ulteriormente il già ampio ventaglio di iniziative mirate ad accompagnare lo sviluppo energetico sostenibile dell’Europa con la crescita di un’industria europea delle tecnologie green sufficientemente competitiva rispetto alla concorrenza internazionale. L’ultima novità è in ambito fotovoltaico. Si tratta della Carta Europea del Solare (European Solar Charter), siglata il 15 aprile 2024, che stabilisce una serie di azioni volontarie che devono essere intraprese dalla Commissione europea, dagli Stati membri dell’Ue e dai rappresentati del settore fotovoltaico continentale.

L’obiettivo della Carta, nel quadro della EU Solar Energy Strategy e del Net-Zero Industry Act, è supportare lo sviluppo resiliente di forniture di prodotti fotovoltaici sostenibili made in Europe. Favorendo gli investimenti, i finanziamenti Ue e l’innovazione nel settore.

La crescente necessità di un approccio energetico sostenibile

Le fonti rinnovabili, fotovoltaico in testa, sono il cuore della strategia europea per lo sviluppo energetico sostenibile e per la diversificazione di approvvigionamento energetico sui mercati internazionali. L’obiettivo minimo per il 2030 della Direttiva EU/2023/2413 in ambito REPowerEU è di arrivare al 42,5%, e possibilmente al 45%, sul totale dei consumi energetici europei (elettricità, trasporti, termico). E per quanto riguarda l’apporto delle rinnovabili nel solo mix elettrico, i target 2030 dei Pniec degli Stati membri Ue, compresa l’Italia, puntano a superare il 60% del fabbisogno.

Certo, non ci sono solo le rinnovabili nella strategia di sviluppo energetico per l’Europa. Anche alcune attività legate al gas e al nucleare di ultima generazione sono state inserite nella tassonomia Ue tra le fonti utili alla transizione energetica. A cui si aggiunge il vasto capitolo dell’efficienza energetica, declinata nei diversi ambiti dei consumi privati e pubblici.

Ma raggiungere un’ampia quota di rinnovabili nel mix energetico assicurerebbe innanzitutto la riduzione della dipendenza da importazioni da paesi extra Ue di fonti fossili. Che è questione essenziale rispetto all’esigenza strategica di ridurre fattori di rischio finanziario, economico e geopolitico molto rilevanti per l’Europa. Per arrivarci, però, occorre innanzitutto una vasta capacità addizionale di generazione energetica green. Inoltre occorre investire in sistemi di accumulo e in aumento e flessibilità delle reti di trasmissione e distribuzione di elettricità, vista l’intermittenza delle due principali fonti rinnovabili su cui si punta, il fotovoltaico e l’eolico.

Si tratta però di tecnologie dove l’Europa è spesso fortemente dipendente da importazioni di materie prime, semilavorati e prodotti finiti da paesi extra Ue. Soprattutto dalla Cina, per quanto riguarda il fotovoltaico e le batterie. Quindi rimane per i prossimi anni la questione della dipendenza strategica da paesi extra Ue per arrivare a dotarsi delle infrastrutture necessarie per la transizione energetica europea.

La dipendenza dalla Cina per le tecnologie fotovoltaiche

Il fotovoltaico è dirimente per lo sviluppo energetico europeo tramite energie rinnovabili perseguito dalle politiche Ue. Secondo la IEA – International Energy Agency, questa fonte rappresenterà infatti ben il 70% dei 532 GW di nuova capacità di impianti di generazione di energie rinnovabili che si prevede che saranno installati in Europa nel periodo 2023-2028. Nel 2023 la nuova capacità installata di pannelli fotovoltaici nell’Ue è stata di 56 GW, di cui il 97% è stato importato da paesi extra Ue. Di fatto, in gran parte dalla Cina, da dove arriva a prezzi molto concorrenziali rispetto a quelli praticabili dai produttori europei.

Pertanto, a parte alcune produzioni di nicchia, la manifattura europea del settore delle tecnologie solari soffre terribilmente la concorrenza cinese e rischia di diventare sempre più marginale nello stesso mercato interno Ue. Oggi in particolare è quasi inesistente come produzione di wafer e celle di silicio policristallino. Ma anche la fabbricazione in Europa di inverter e sistemi di accumulo, oltre che di moduli e pannelli fotovoltaici, copre solo una piccola parte della domanda continentale di dispositivi per le infrastrutture energetiche.

Le difficoltà dell’industria fotovoltaica europea

Gli obiettivi di sviluppare una filiera europea delle tecnologie solari previsti dal Net-Zero Industry Act dell’Ue, sono lontanissimi. Anzi, negli ultimi mesi, si sono susseguite le notizie di crisi e fallimenti di diversi produttori europei del settore, spinti fuori mercato dalla concorrenza insostenibile dei pannelli fotovoltaici cinesi, il cui prezzo nel 2023 è sceso da 0,20 €/W a 0,12 €/W, grazie al vantaggio di economie di scala sui grandi volumi industriali, bassi costi energetici, controllo delle materie prime e forti sussidi statali di Pechino. Sussidi che sarebbero arrivati ad avere un ruolo distorsivo anche nelle procedure di aste pubbliche europee per parchi fotovoltaici rispetto alle regole Ue sulla concorrenza della FSR – Foreign Subsidies Regulation, secondo due inchieste avviate a inizio aprile 2024 dalla Commissione europea su aziende del settore fotovoltaico con sede nell’Ue ma a capitale e controllo prevalentemente cinese.

Tecnologie emergenti per l'efficienza energetica del fotovoltaico

La differenziazione nelle tecnologie sostenibili attraverso grandi dosi di innovazione rispetto all’offerta cinese è in prospettiva l’unica via percorribile per l’industria europea.

Ma su cosa puntare?

Innanzitutto, sui pannelli bifacciali ad alta efficienza, prodotti per esempio dalla gigafactory di 3Sun di Enel a Catania. La nuova frontiera della ricerca è la tecnologia tandem basata sulla combinazione del silicio con la perovskite, un materiale che assicura un’efficienza energetica più elevata, arrivata al 26,5% negli ultimi test di laboratorio di 3Sun. Mentre altri produttori dichiarano di aver superato il 30%.

I vantaggi economici della perovskite sono interessanti. Primo, la perovskite si ottiene da un minerale da ossidazione di calcio e titanio diffuso anche in Europa ed America. Secondo, i costi di produzione delle celle in perovskite sono nettamente più bassi rispetto a quelle in silicio policristallino e l’alta performance energetica consente di utilizzare meno materiale. Ma al momento può essere usata solo in combinazione con il silicio, perché deve ancora essere superato l’ostacolo della bassa resistenza al calore e quindi della rapidità di degrado di questo materiale.

Nell’ambito del progetto europeo Sorec2, l’Institute of Photonic Science (ICFO) sta poi portando avanti l’attività nel campo delle celle solari organiche tandem con progressi nelle performance di efficienza della conversione di potenza, arrivata al 16,94% nelle celle a quattro terminali.

Mentre un altro campo di ricerca è quello della fisica quantistica. Dove, per esempio, negli Stati Uniti la Lehigh University ha sviluppato un innovativo materiale che applicato a un prototipo di cella ha raggiunto un livello di assorbimento solare medio dell’80% e un’efficienza quantistica esterna del 190%. Potenzialmente, una rivoluzione per lo sviluppo energetico in campo fotovoltaico.

Sfide e opportunità per il futuro del solare europeo

Per assicurare che nei prossimi anni la produzione made in Europe di tecnologie fotovoltaiche abbia un peso effettivo nello sviluppo energetico europeo improntato sulle fonti rinnovabili servono subito tra i 22 e i 30 miliardi di euro l’anno di investimenti in Capex (18-24 miliardi) e in Opex (4-6 miliardi). Lo stima la European Solar PV Industry Alliance (ESIA), costituitasi nel 2022 per favorire la creazione di condizioni adeguate ad attrarre investimenti in progetti industriali su larga scala nel manifatturiero fotovoltaico europeo.

L’obiettivo iniziale era il reshoring nel Vecchio Continente di 30 GW di capacità produttiva nella filiera fotovoltaica entro il 2025, in linea con il REPowerEU, la EU Solar Energy Strategy, il Critical Raw Material Act e il Net-Zero Industry Act. Un obiettivo di brevissimo periodo che, visto l’accentuarsi in corso delle difficoltà dell’industria manifatturiera fotovoltaica europea che soffre il gap di costi rispetto alla concorrenza cinese, appare però oggi ampiamente irrealizzabile.

Le aree di lavoro su cui si focalizzano le dieci azioni chiave suggerite dall’ESIA Action Plan 2024 sono la finanza (paper presentato alla Commissione europea a settembre 2023), le catene di forniture, le politiche di stimolo della domanda e la formazione.

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