Sfruttare il movimento dell'acqua è uno dei modi più antichi in cui gli uomini hanno generato potere. Oggi l'energia idroelettrica rappresenta circa il 20 percento dell'elettricità mondiale, una cifra rimasta invariata dagli anni '90.
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Ma anche quando non è coinvolta una diga, l'acqua è la chiave per produrre la maggior parte dell'elettricità mondiale. Nel gas, nel carbone, nel nucleare e in molti altri tipi di centrali elettriche, il combustibile viene effettivamente utilizzato per trasformare l'acqua in vapore e i generatori convertono l'energia del vapore in elettricità. In onore della Settimana mondiale dell'acqua di quest'anno, ecco alcuni dei modi inaspettati in cui l'acqua svolge un ruolo vitale nella moderna produzione di energia e alcuni degli usi sorprendenti per l'acqua nelle possibili fonti di energia del futuro:
Energia della pioggia
Potrebbe non esserci molta energia in una goccia di pioggia in caduta, altrimenti avrebbero sicuramente fatto male. Ma gli scienziati francesi hanno escogitato un modo per sfruttare ciò che è disponibile. Un team della Commissione francese per l'energia atomica ha costruito un dispositivo utilizzando una plastica speciale che converte l'energia vibrazionale di una goccia di pioggia colpendola in elettricità. Una simile invenzione non potrebbe produrre molta potenza: un acquazzone generato fino a 12 milliwatt, o abbastanza per alimentare un paio di puntatori laser standard. Ma il sistema avrebbe un vantaggio rispetto al solare, poiché funzionerebbe al buio e, naturalmente, in un temporale.
Combustibile a idrogeno
Con un dispositivo chiamato cella a combustibile, l'idrogeno può essere trasformato in elettricità. Ma anche se l'elemento è abbondante, ottenere da solo l'idrogeno puro è stata a lungo una sfida. Oggi, quasi tutta l'offerta mondiale proviene da combustibili fossili, principalmente gas naturale. I ricercatori, tuttavia, hanno lavorato su come dividere l'idrogeno dall'acqua senza utilizzare più energia di quanta ne possa produrre la cella a combustibile. Alcuni progetti, ad esempio, stanno esplorando batteri e tecniche solari termiche.
Jet Fuel derivato dall'acqua di mare
In una svolta più estrema della potenza dell'idrogeno, la Marina americana ha annunciato all'inizio di quest'anno di aver sviluppato un metodo per trasformare l'acqua di mare in carburante per jet. Il processo inizia utilizzando l'elettricità per dividere l'acqua in idrogeno e ossigeno. Quindi l'idrogeno viene combinato con l'anidride carbonica che era stata sciolta nell'acqua per produrre un idrocarburo, noto anche come carburante per jet. Ma chiunque guardi agli oceani come soluzione a tutti i nostri problemi energetici rimarrà deluso. Il processo è ad alta intensità energetica e in realtà è un'opzione solo se hai una nave a propulsione nucleare a portata di mano e hai bisogno di getti in aria più dell'elettricità sul ponte.
Ibrido solare-eolico
Costruisci una torre molto alta con un labbro superiore, quindi soffia una sottile nebbia d'acqua su quel labbro. La nebbia assorbe il calore dall'aria ed evapora. Ciò si traduce in aria fresca e densa che fluisce verso il fondo della struttura, dove viene deviata attraverso enormi turbine eoliche che producono elettricità. Questo metodo, brevettato nel 1975, funziona meglio in luoghi caldi e aridi e richiede molta acqua. Avrà finalmente il suo primo test nel 2018, con una torre più alta dell'Empire State Building prevista per la costruzione in Arizona.
Geotermico
L'energia geotermica si basa sul calore proveniente dall'interno della Terra per produrre energia. Ma non puoi semplicemente collegare un tostapane nella tasca del magma più vicina. In alcuni luoghi, come l'Islanda e la California, l'attività sismica rompe le rocce, permettendo all'acqua di circolare vicino a punti geologici. Il vapore quindi sale naturalmente in superficie, dove può guidare i generatori. Nei siti in cui le rocce calde sono più profonde sotto la superficie, l'acqua fredda può essere pompata attraverso i pozzi per essere riscaldata e l'acqua calda può essere estratta da altri pozzi. Alcuni edifici usano persino pompe di calore geotermiche, ma di solito fanno affidamento sull'aria o su un antigelo, non sull'acqua, per spostare l'energia.
biocarburanti
I biocarburanti tradizionali, come il legno, non necessitano di un'applicazione aggiuntiva di acqua prima di essere raccolti. Ma molte delle più recenti fonti di biocarburanti bevono ancora più acqua di quella fornita dalla natura. Colture come mais e canna da zucchero sono ora coltivate appositamente per creare etanolo e richiedono l'irrigazione. Circa l'8 percento delle acque dolci statunitensi potrebbe essere destinato a tale produzione di biocarburanti entro il 2030, secondo una stima.
fracking
Nella frattura idraulica, l'acqua viene pompata in profondità nel sottosuolo per creare crepe che consentono l'accesso all'olio intrappolato o al gas naturale. Ogni pozzo può richiedere fino a 7 milioni di litri d'acqua per liberare tutto quel combustibile fossile. In alcune aree, come la California e il Texas, la deviazione dell'acqua per il fracking sta esaurendo le forniture già stressate. Tale tensione potrebbe aumentare, secondo un nuovo rapporto del World Resources Institute, in cui si rileva che il 40% dei paesi che hanno aree adatte al fracking hanno già risorse idriche limitate.
