I parchi eolici offshore rappresentano un pilastro della transizione energetica. L’Unione Europea prevede di espandere la capacità eolica offshore nel Mare del Nord entro il 2050. Un nuovo studio dell’Helmholtz-Zentrum Hereon indica, però, che un’espansione molto estesa potrebbe influenzare i pattern di precipitazione regionali: mentre le precipitazioni sul mare potrebbero aumentare, potrebbero diminuire nelle regioni costiere. La ricerca fornisce approfondimenti completi sui potenziali impatti climatici regionali dei futuri parchi eolici offshore, che, come sottolineano i ricercatori, devono essere sempre pianificati in armonia con l’ambiente. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Communications Earth & Environment.
Lo studio
I ricercatori dell’Istituto per i Sistemi Costieri – Analisi e Modellazione di Hereon hanno utilizzato il modello climatico regionale ad alta risoluzione COSMO-CLM per simulare diversi scenari tecnici di espansione dell’energia eolica offshore. Le simulazioni si basavano su dati meteorologici relativi al periodo compreso tra il 2008 e il 2017. Analizzando un intero decennio, i ricercatori sono stati in grado di ricavare le dinamiche atmosferiche medie in un’ampia gamma di condizioni meteorologiche, riducendo al contempo l’influenza della variabilità interannuale. Questo approccio consente di identificare con maggiore precisione i potenziali effetti a lungo termine. Le simulazioni includevano sia le aree di parchi eolici offshore esistenti che quelle potenziali future nel Mare del Nord e nel Mar Baltico.
I ricercatori hanno anche considerato gli effetti delle turbine eoliche sulla velocità del vento, sul rimescolamento atmosferico e sul trasporto di umidità. Il loro obiettivo era quello di acquisire una migliore comprensione dei processi atmosferici fondamentali che potrebbero essere innescati da grandi complessi di parchi eolici offshore. “Il nostro lavoro contribuisce a garantire che l’ulteriore espansione dell’energia eolica offshore in Europa possa essere in linea con i requisiti di protezione del clima, tutela ambientale e gestione costiera“, afferma il Dott. Naveed Akhtar, autore principale dello studio.
Uno scenario di espansione volutamente estremo
Lo scenario simulato nello studio rappresenta un percorso di espansione puramente tecnico che supera gli attuali obiettivi dell’Unione Europea per lo sviluppo dell’energia eolica offshore. Il modello include tutte le aree designate nel Mare del Nord e nel Mar Baltico identificate come potenzialmente idonee allo sviluppo dell’energia eolica offshore. Per queste aree, i ricercatori hanno ipotizzato la massima diffusione possibile, con una capacità installata che supererebbe di gran lunga l’obiettivo attualmente discusso di 300 GW entro il 2050. I ricercatori hanno scelto deliberatamente questo scenario per rendere chiaramente rilevabili i potenziali effetti climatici e stimarne l’entità. La motivazione risiede nella notevole incertezza che permane riguardo alle aree che verranno effettivamente sviluppate e a come gli obiettivi politici potrebbero evolversi in futuro.
Cambiamenti nei pattern di precipitazione
I risultati mostrano che un’espansione su larga scala dell’energia eolica offshore potrebbe portare a un aumento delle precipitazioni sulle aree dei parchi eolici offshore, mentre le precipitazioni nelle regioni costiere adiacenti potrebbero diminuire. Il meccanismo alla base di questo fenomeno è che le turbine eoliche estraggono parte dell’energia cinetica del vento e, allo stesso tempo, aumentano la turbolenza atmosferica. A valle delle turbine, le forti variazioni del movimento dell’aria intensificano lo scambio tra i diversi strati dell’atmosfera. Di conseguenza, l’aria umida può salire, raffreddarsi e condensarsi, portando alla formazione di nubi e precipitazioni sui parchi eolici.
Allo stesso tempo, si modifica il trasporto di umidità verso la costa. Se le masse d’aria rilasciano una maggiore quota della loro umidità sotto forma di precipitazioni sulle aree dei parchi eolici offshore, rimane meno umidità disponibile per le precipitazioni nelle regioni costiere. Per alcune zone di Danimarca, Germania, Paesi Bassi e Regno Unito, le simulazioni indicano potenziali riduzioni delle precipitazioni costiere fino al 15%.
Pianificazione sostenibile
Questi risultati possono supportare una pianificazione spaziale marittima sostenibile e rafforzare la cooperazione transfrontaliera nella regione del Mare del Nord e del Mar Baltico. Precedenti studi di Hereon hanno dimostrato che fattori come le dimensioni, la disposizione e la spaziatura delle turbine eoliche possono avere un’influenza significativa sugli effetti atmosferici. La ricerca futura dovrebbe esaminare una serie di scenari di espansione e analizzare come parametri quali la densità delle turbine, le dimensioni dei parchi eolici e la distribuzione spaziale influenzino il clima regionale. Inoltre, i ricercatori intendono approfondire l’impatto dei parchi eolici offshore sull’oceano e sugli ecosistemi marini.