Una nuova tesi di Master mostra che una soluzione di energia rinnovabile eolica e solare può ridurre le emissioni del 50% e allo stesso tempo aumentare la redditività.

Quando lo studente di Master Helleik L. Syse ha iniziato a esaminare il consumo energetico dell'allevamento ittico di Teistholmen fuori Stavanger, scoprì presto che l'industria era molto più energivora del previsto.

Un allevamento ittico di medie dimensioni con generatori diesel emette annualmente la stessa quantità di CO2 di 70 auto private.

"Ciò che richiede molta energia è l'effettivo processo di alimentazione, dove diverse tonnellate di pellet vengono trasportate attraverso tubi flessibili utilizzando aria compressa verso le gabbie marine, " spiega Sys.

Oggi, circa la metà degli allevamenti ittici lungo la costa norvegese si affida a generatori diesel per produrre l'elettricità necessaria. L'altra metà è collegata alla rete elettrica, tramite cavo marittimo.

La crescita del settore significa standard più severi

Il settore dell'acquacoltura è in rapida crescita. Le aziende agricole più grandi più al largo è la tendenza.

"Nel futuro, le fattorie saranno situate lontano dal mare. Consumeranno più energia, e collegarli alla rete elettrica onshore sarà impegnativo. L'industria dovrà anche far fronte a standard più severi sulle emissioni di CO2, dice il Professore Associato Siri Kalvig all'Università di Stavanger.

"Una possibilità è che l'industria dell'acquacoltura utilizzi soluzioni di energia rinnovabile per i sistemi off-grid, cioè sistemi energetici autosufficienti come un allevamento ittico in mare, " lei continua.

Kalvig è a capo della rete di ricerca per l'energia sostenibile presso UiS e IRIS, ed è una comproprietaria di Gwind. Questa società è stata fondata sulla base di ricerche effettuate presso UiS, ed esplora le possibilità di soluzioni rinnovabili ibride nei fari e negli allevamenti ittici lungo la costa norvegese.

Nel giugno 2016, Kalvig ha assegnato allo studente del Master Syse il compito di valutare varie fonti di energia per la fornitura di elettricità agli allevamenti ittici.

Sise, che all'epoca studiava sistemi di energia rinnovabile presso l'Università di Strathclyde in Scozia, non è riuscito a trovare molti studi pertinenti che si occupassero della fornitura di allevamenti ittici con energia rinnovabile. Né c'erano studi aperti che esaminassero il consumo energetico degli allevamenti ittici norvegesi.

Ha quindi dovuto visitare una vera fattoria e scoprirlo da solo.

Energia intensa

Nel giugno 2016, Helleik L. Syse è stato sfidato a studiare come gli allevamenti ittici potrebbero trarre vantaggio da soluzioni di energia rinnovabile. Le risposte che ha trovato sono buone notizie per l'industria dell'energia eolica offshore.

Utilizzando i dati dell'allevamento ittico e le informazioni sui costi fornite dal CEO di Gwind, Syse ha applicato strumenti di simulazione energetica per la sua analisi.

"Il vantaggio di utilizzare uno strumento del genere è che puoi testare milioni di combinazioni per trovare il sistema energetico ottimale per ogni singola azienda agricola, "dice Sys.

La sua tesi di Master presenta tre diversi modi di fornire elettricità a un allevamento ittico:un sistema diesel puro, un sistema energetico ibrido e un sistema di energia rinnovabile al 100%.

Syse ha riscontrato che i sistemi diesel attualmente in uso danno costi elevati ed emissioni considerevoli.

Un tipico allevamento ittico ha emissioni di CO2 di circa 120, 000 kg all'anno, oltre alle emissioni di altri gas e particelle di fuliggine.

"Quasi 500 allevamenti ittici in Norvegia funzionano con generatori diesel, che si sommano per creare emissioni consistenti, " spiega Sys.

Il 100% di energia rinnovabile non è redditizio

Syse ha prima esaminato la possibilità di fornire a un allevamento ittico il 100% di energia rinnovabile. Sono state valutate diverse potenziali fonti di energia, compresa la potenza delle onde, energia maremotrice, eolico e solare.

Ha scoperto che combinando le turbine eoliche, pannelli fotovoltaici (pannelli fotovoltaici) e batterie era la soluzione più efficiente nel mercato attuale.

"Per far funzionare un allevamento ittico con un sistema di energia rinnovabile al 100%, richiede una sovraccapacità di turbine eoliche, Pannelli fotovoltaici e batterie per garantire un funzionamento continuo. Solo così il sistema sarà in grado di far fronte a periodi di poca luce solare e ventosa, "dice Sys.

"Questo porta a costi molto alti se vogliono sbarazzarsi del tutto del generatore diesel. Non è quindi redditizio nel mercato attuale, " conclude.

Una soluzione ibrida funziona meglio

Il sistema che forniva elettricità al costo più basso era un sistema energetico ibrido che combinava energia solare, energia eolica e a batteria con un generatore diesel per il backup.

"L'energia rinnovabile come quella solare ed eolica dipende dal vento e dalle condizioni meteorologiche. Un allevamento ittico richiede un'alimentazione costante. Se utilizziamo energia rinnovabile e manteniamo i generatori diesel per il backup, non è necessaria una sovraccapacità di turbine eoliche e pannelli fotovoltaici. Ha un costo inferiore, e otteniamo anche una notevole riduzione delle emissioni di CO2, " Conclude Sys.

Lo studente del Master ha stimato che utilizzando turbine eoliche e pannelli fotovoltaici oltre a un generatore diesel per la gestione dei picchi energetici, le aziende agricole possono ridurre le proprie emissioni di CO2 di quasi il 50%, e un tipico allevamento ittico sarà allo stesso tempo in grado di ridurre i costi del 16%.

"Passando a biodiesel o biogas prodotti in modo sostenibile per alimentare il generatore, l'allevamento ittico potrebbe ridurre del tutto i combustibili fossili, "dice Sys, i cui supervisori per la tesi di Master sono stati Siri Kalvig alla UiS e Paul Tuohy all'Università di Strathclyde.

Mercato redditizio per l'eolico in Norvegia

Oggi, l'ex studente di Bachelor in ingegneria petrolifera presso UiS lavora presso Gwind come ingegnere di progetto.

"Ciò che è più importante per me, UiS e Gwind è che questa soluzione potrebbe essere economicamente fattibile nel mercato di oggi e non in futuro. Possiamo ridurre notevolmente le emissioni senza costi aggiuntivi. Tenendo presente il mercato attuale, i sistemi ibridi sembrano essere un'ottima soluzione per spodestare il diesel, "dice Sys.

Kalvig è entusiasta dei risultati.

"Qui abbiamo identificato un potenziale mercato redditizio per l'eolico offshore in Norvegia. Questo è proprio ciò di cui il settore ha bisogno.

Kalvig crede che il mercato delle soluzioni di energia verde all'interno della pesca crescerà e prevede un trampolino di lancio norvegese per soluzioni innovative nell'ambito dell'energia eolica offshore e solare in mare.

"Abbiamo bisogno di un mercato in Norvegia per lo sviluppo di nuove tecnologie, e l'industria della piscicoltura potrebbe diventare un mercato promettente per un tale sviluppo dell'energia eolica, " conclude Kalvig.