Energia, l’uovo di Colombo: non cercare nuove fonti energetiche, ma cambiare tecnologia con i pannelli fotovoltaici di grafene

Nel dibattito sull’energia continuiamo a farci la domanda sbagliata. Meglio il gas o il nucleare? Rinnovabili o fossili? Dipendenza estera o autarchia energetica? Sono tutte varianti della stessa logica: scegliere da dove prendere energia o come creare energia. E la vera rivoluzione è rappresentata dalla seconda opzione: cambiare il “come” produrre e/o creare energia. È qui che si nasconde quello che potremmo definire l’uovo di Colombo dell’energia, ovvero la soluzione che esiste, ma non si sviluppa.

Da anni la ricerca sui materiali ha aperto scenari radicalmente nuovi. Tra questi, uno dei più promettenti è il grafene, un materiale dalle proprietà straordinarie: resistenza elevatissima, conducibilità eccezionale, spessore atomico. Applicato al fotovoltaico, potrebbe cambiare completamente il paradigma dell’energia creando i presupposti per una intelligente autarchia energetica che indurrebbe ad una contrazione significativa delle importazioni di gas. Oggi i pannelli tradizionali in silicio hanno limiti fisici ben noti: una parte significativa dell’energia solare si disperde in calore, e solo una frazione viene trasformata in elettricità. Le nuove tecnologie basate su materiali avanzati - tra cui il grafene e le celle ibride - puntano invece ad aumentare l’efficienza di conversione, ad ampliare lo spettro di luce utilizzabile, a ridurre le perdite energetiche, a migliorare la durabilità dei dispositivi.

Non siamo ancora al punto di raddoppiare l’efficienza in condizioni reali, ma il salto rispetto alle tecnologie attuali è potenzialmente enorme. Se questa evoluzione tecnologica venisse davvero industrializzata, cambierebbe tutto e si passerebbe dalla centrale elettrica e/o nucleare alla persona, ai nuclei familiari autonomi. Non solo il mix energetico, ma cambierebbe la struttura stessa dell’attuale sistema energetico e si passerebbe dal mix energetico ad un sistema energetico integrato, in cui ogni abitazione potrebbe diventare un micro-produttore di energia e la dipendenza da grandi centrali elettriche si ridurrebbe drasticamente, mentre la rete elettrica si trasformerebbe in rete distribuita integrata dalla produzione privata, quindi, resiliente ed intelligente, a supporto stesso del sistema elettrico nazionale. In altre parole, si passerebbe da un modello centralizzato a una forma di democrazia energetica decentrata. Non più pochi grandi produttori e molti consumatori ma milioni di produttori-consumatori, a loro volta venditori. 

Il vero problema: non è la tecnologia, ma la volontà politica e la realizzazione dei pannelli in grafene. Come mi ha fatto notare un carissimo amico del settore energetico: “Un esempio banale ma pratico sarebbero i pannelli fotovoltaici al grafene, invece di quelli al silicio. Il grafene è un materiale resistentissimo, che ha una struttura molecolare bidimensionale, diversamente da quella di altri materiali che è tridimensionale. Se, dunque, il grafene fosse usato per la realizzazione di pannelli fotovoltaici, avrebbe una resistenza interna talmente bassa, che l'energia fotonica, attraversadolo, si tradurrebbe in una maggiore quantità di corrente ed una minore quantità in calore, al contrario di come  avviene con gli attuali pannelli in silicio. Il risultato sarebbe che, a parità di superficie di pannello esposto, anziché avere un rendimento energetico del 29-32% max, si potrebbe superare tranquillamente il 65%. Non solo, lo spettro di luce trasformabile in energia, sarebbe molto più ampio, arrivando a produrre energia, pur se in minor quantità, anche la notte”.

E ancora: “Se con soli 3 pannelli standard si può creare autonomamente energia per circa 3,5 kw/h, la filosofia energetica diventerebbe paritetica a quella a degli impianti di caldaie a gas: 'Autonomia per tutti'. Ma la domanda conseguente che immagino sorgerebbe spontanea è: quanto costerebbe agli utenti? Beh, il grafene potrebbe arrivare a costare fino a 20 volte meno del silicio. Sarebbe una tecnologia accessibile a tutti in una forma molto economica. Ogni unità familiare o unità abitativa avrebbe la propria 'centrale energetica', cosa ben diversa che avere l'energia da una centrale atomica, che produce scarti radioattivi. Con il grafene, l'unico scarto sarebbe il pannello a fine vita. Non credo però che un sottoprodotto della grafite della matita si possa paragonare alle scorie radioattive! Ehhh già, ma poi chi avrebbe interesse ad allacciarsi ai gestori PRIVATI di energia elettrica prodotta dalle centrali nucleari? Si correrebbe il rischio di passare da una dittatura di MONOPOLIO energetico ad una di DEMOCRAZIA energetica. Cosa impensabile in uno stato a regime dittatoriale PRIVATO”.

Fissati questi punti informativi, sulla base di una sintesi fornitami da chi ha cognizioni tecniche e riportata nella sua interezza, pur con tutte le diffidenze che potrebbero essere eccepite da parte di coloro che propendono per il silicio e sulle indicazioni di rendimento dei pannelli in grafene, il Governo potrebbe perscrutare - attraverso il “MINISTERO DELL'AMBIENTE E DELLA SICUREZZA ENERGETICA” e quelli "DELLE IMPRESE E DEL MADE IN ITALY” e “DELL'ECONOMIA E DELLE FINANZE” - le potenzialità per un realistico “progetto nazionale” di incentivazione alla realizzazione di impianti unifamiliari o multi familiari condominiali, con opportuni ritorni economici.

A questo punto la domanda diventa inevitabile: se le basi tecnologiche esistono, perché non vediamo realizzata questa rivoluzione? La risposta è meno complottista e più strutturale di quanto sembri. Sviluppare queste tecnologie richiede sicuramente investimenti massicci e continuativi, tempi di ingegnerizzazione, trasformazioni industriali e adeguamenti normativi e infrastrutturali. In altre parole, non basta avere un’idea brillante: serve un sistema Paese che la sostenga, primo fra tutti il Governo di ogni Stato europeo. Ed è proprio sotto questo aspetto che l’Europa - e l’Italia in particolare - mostrano il loro limite. Serve più attenzione alla regolazione che all’innovazione, più incentivi al consumo che alla ricerca. L’energia va trasformata da emergenza ad opportunità con sicuri e rilevanti risparmi economici.

La crisi attuale, tra la guerra in Ucraina e le tensioni nel Golfo Persico, viene affrontata come un problema di esclusivo approvvigionamento, mentre potrebbe diventare il detonatore per una rivoluzione industriale. Se si investisse davvero in: 

1. Nuovi materiali; 

2. Fotovoltaico avanzato;

3. Sistemi di accumulo;

4. Reti intelligenti,

l’Europa potrebbe passare da importatore cronico di energia a leader tecnologico globale.

Credo che questa svolta rappresenti l’uovo di Colombo! Cristoforo Colombo dimostrò che l’uovo poteva stare in piedi. La soluzione, una volta vista, appare banale, ma non lo è… è solo frutto di un'intuizione! Anche qui la risposta è sotto i nostri occhi! Non si devono rincorrere fonti sempre più costose e instabili, ma rendere ogni cittadino capace di produrre autonomamente energia in modo efficiente e pulito. Non è utopia, ma una direzione tecnologica già tracciata. La vera domanda, conseguentemente, non è se sia possibile attuarla, ma se avremo il coraggio - politico, industriale e culturale - di percorrerla.

Di Gianfranco Petricca