L'energia rinnovabile è fondamentale per combattere il cambiamento climatico e il riscaldamento globale. L'uso di energia pulita e di risorse energetiche rinnovabili, come l'energia solare, eolica e idroelettrica, ha origine agli albori della storia umana; il modo in cui il mondo ha sfruttato l'energia da queste risorse per soddisfare il proprio fabbisogno energetico si è evoluto nel tempo. Ecco una rapida occhiata a come le diverse forme di generazione di energia rinnovabile si sono evolute per diversificare il settore energetico globale e l'approvvigionamento energetico mondiale.

I tentativi di sfruttare l'energia del sole risalgono all'antichità, quando Greci e Romani utilizzavano degli specchi ustori, ovvero specchi concavi che concentravano i raggi solari, per l'accensione delle torce. Il primo collettore solare conosciuto al mondo, un dispositivo che raccoglie la radiazione solare, fu inventato nel 1767 e in seguito utilizzato per cucinare cibo. Poi, alla fine del 1800, si assistette all'avvento del primo scaldabagno solare commerciale e della prima cella solare, un apparecchio in grado di convertire la luce in elettricità.

Secondo l'Intergovernmental Panel on Climate Change delle Nazioni Unite, gli anni '50 hanno segnato l'era moderna della ricerca solare, con la formazione dell'International Solar Energy Society e una maggiore impulso verso la ricerca e lo sviluppo nell'energia solare da parte di più settori industriali. All'inizio degli anni '60 l'energia solare termica (la concentrazione di luce solare per creare calore) era ampiamente utilizzata per fornire acqua calda alle case in Israele, mentre le celle solari, note anche come celle solari fotovoltaiche, divennero più efficienti. La crisi energetica e l'impennata dei prezzi del petrolio degli anni '70 hanno spinto ulteriormente lo sviluppo dell'energia solare, poiché sempre più paesi hanno investito nella tecnologia solare come fonte di energia alternativa ai combustibili fossili.¹

Dagli anni '90, la continua innovazione nella produzione di energia e le politiche energetiche governative, come gli incentivi fiscali, hanno stimolato la crescita dell'industria dell'energia solare e l'uso dell'energia solare. È stata avviata la costruzione di centrali solari su larga scala, compresi gli impianti solari termici, e si è verificata un'espansione dell'elettricità solare distribuita, ovvero la generazione di elettricità in sedi residenziali e commerciali attraverso pannelli solari montati sul tetto. L'energia solare è diventata anche una fonte di energia per i veicoli elettrici, con i conducenti che ricaricano le proprie auto attraverso i sistemi sul tetto della propria casa e presso le stazioni di ricarica pubbliche a energia solare. Nel 2022, la generazione solare fotovoltaica ha raggiunto quasi 1300 terawattora di elettricità, con un aumento record del 26% rispetto all'anno precedente.²

La domanda di energia solare è in parte trainata dalle aziende che cercano di passare a fonti energetiche rinnovabili per soddisfare i propri obiettivi ESG. Per alcuni, la produzione di energia solare è diventata un'operazione in-house; società come il GPT Group, un gruppo immobiliare diversificato quotato all'Australian Securities Exchange (ASX), ha installato pannelli solari fotovoltaici nelle proprie sedi. Per monitorare i risultati di tali sforzi, tra cui l'efficienza energetica e la riduzione delle emissioni, GPT Group utilizza uno strumento SaaS che consolida i dati ESG aziendali per l'analisi e la rendicontazione.

Gli esseri umani utilizzano da tempo l'energia del vento per scopi meccanici. In Cina si usavano semplici mulini a vento per pompare l'acqua e in Medio Oriente i mulini a vento ad asse verticale venivano utilizzati per macinare il grano già nel 200 a.C. Il Medio Oriente divenne anche la patria della produzione alimentare alimentata dai mulini a vento nell'XI secolo. Più tardi, in Europa, gli olandesi adattarono i mulini a vento per vari usi industriali, tra cui la produzione di carta e il drenaggio dei laghi. Per finire, nel XIX secolo i coloni nelle Americhe usavano i mulini a vento per pompare l'acqua necessaria per l'agricoltura.³

Alla fine, l'uso dell'energia eolica si è spostato dalle applicazioni meccaniche alla generazione di elettricità. All'ingegnere elettrico James Blyth è riconosciuto il primato di aver costruito la prima turbina eolica al mondo nel suo cortile in Scozia nel 1887, mentre i colleghi innovatori dell'energia eolica Charles Brush e Poul la Cour proseguirono con turbine proprie in Ohio e Danimarca, rispettivamente, prima della fine del XIX secolo. Blyth in seguito costruì una seconda turbina eolica per alimentare un manicomio locale, mentre Brush usò la sua per alimentare la sua villa e La Cour sfruttò l'energia eolica per illuminare una scuola.⁴

Ci sono voluti decenni, tuttavia, perché la generazione di energia eolica raggiungesse la redditività su scala commerciale. Come per l'energia solare, le crisi energetiche degli anni '70 hanno accresciuto l'interesse per l'energia eolica. La Danimarca è emersa come uno dei primi leader nell'energia eolica commerciale, poiché le politiche del governo danese hanno sostenuto lo sviluppo del settore dell'energia eolica del paese. Poi, negli anni '80, sono stati installati parchi eolici su larga scala in California, seguiti da parchi eolici in Germania e in Spagna negli anni '90.

Oggi le turbine eoliche di tutto il mondo producono più di 2.100 terawattora (TWh) di elettricità all'anno. Sebbene la maggior parte delle turbine sia installata a terra, negli ultimi anni i parchi eolici offshore hanno svolto un ruolo crescente nella generazione globale di elettricità e nel 2022 hanno rappresentano il 18% della crescita della capacità eolica.⁵

Come suggerisce il prefisso «idro», l'energia idrica è l'energia derivata dall'acqua, in particolare dall'acqua in movimento. Come per l'energia eolica, l'uomo ha da tempo sfruttato le applicazioni meccaniche dell'energia idrica. Gli antichi greci, ad esempio, utilizzavano l'energia idrica per far girare le ruote idrauliche che macinavano il grano per trasformarlo in farina^.6

L'uso dell'energia idroelettrica per generare elettricità, tuttavia, non si diffuse fino a molto tempo dopo. L'innovazione nella tecnologia delle turbine idrauliche ha avuto luogo nel corso del 1800, inclusa l'invenzione della turbina Francis da parte dell'ingegnere britannico-americano James Francis, tuttora ampiamente utilizzata. Alla fine del 1800 questa innovazione diede vita a vari progetti idroelettrici, a partire dall'alimentazione di una sola lampada in una casa in Inghilterra nel 1878 fino alla realizzazione, quattro anni dopo, di una vera e propria centrale idroelettrica con una capacità di 12,5 kW che serviva due cartiere e un'abitazione.^{6, 7}

Dall'inizio del ventesimo secolo, paesi di tutto il mondo aprirono numerosi cantieri di progetti idroelettrici, dall'Australia al Canada. Dopo la seconda guerra mondiale, lo sviluppo dell'energia idroelettrica accelerò ulteriormente, con progetti di proprietà statale in Europa, Nord America, Giappone ed ex Unione Sovietica. Oggi, i due progetti idroelettrici più grandi al mondo sono dighe in Sud America e in Cina: La diga Itaipu da 14.000 megawatt, sul fiume Paraná, al confine tra Brasile e Paraguay, e la diga delle Tre Gole da 22.500 megawatt, lungo il fiume Yangtze in Cina.

L'energia idroelettrica svolge un ruolo importante non solo nella produzione di elettricità, ma anche nel suo immagazzinaggio Attraverso l'energia idroelettrica di pompaggio, un modello di accumulo di energia risalente al 1890, l'acqua scorre tra due serbatoi d'acqua posti a diverse altezze. Quando l'energia generata da altre fonti abbonda, (come gli impianti solari ed eolici), essa viene utilizzata per pompare l'acqua nel serbatoio posto alla maggiore altezza. A seconda delle necessità, l'acqua viene rilasciata dal serbatoio superiore a quello inferiore per generare elettricità, «sostanzialmente colmando i gap che si verificano durante i picchi di domanda», secondo quanto dichiara il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE).⁸

L'energia geotermica deriva dal calore presente all'interno della Terra. Essa può essere utilizzata per riscaldare e raffreddare gli edifici e per generare elettricità. Gli esseri umani hanno sfruttato l'energia geotermica almeno dal Paleolitico, quando le sorgenti termali venivano utilizzate per lavarsi. Il primo uso commerciale noto dell'energia geotermica, tuttavia, non ebbe luogo fino al 1830, quando le persone pagavano un dollaro per utilizzare i bagni alimentati da tre sorgenti termali nella città di Hot Springs, in Arkansas. Circa 60 anni dopo, il primo sistema di teleriscaldamento del mondo venne installato a Boise, Idaho, per pompare acqua dalle sorgenti termali verso oltre 200 case e aziende.⁹

Nonostante l'innovazione nel campo della geotermica abbia avuto luogo negli Stati Uniti, sono stati però gli europei a costruire la prima vera e propria centrale geotermica. Nel 1904, un principe italiano, Piero Conti, illuminò delle lampadine attraverso un esperimento che sfruttava il vapore del campo geotermico di Larderello, in Toscana. Il suo lavoro culminò poi nella costruzione della celebre centrale geotermica commerciale di Larderello.

Oggi, i sistemi di energia geotermica aiutano a soddisfare una parte significativa della domanda di energia nei paesi di tutto il mondo. Storicamente, lo sviluppo delle centrali geotermiche è stato limitato dalle condizioni naturali: una posizione potenziale necessaria per avere calore naturale, un fluido per trasportare quel calore e percorsi attraverso le rocce per far viaggiare quel fluido. Tuttavia, alcuni scienziati sperano che i progressi tecnologici consentiranno la costruzione di centrali geotermiche e il consumo di energia geotermica in più luoghi.

L'energia geotermica può far parte del mix di fonti di energia rinnovabile utilizzate dalle aziende per raggiungere i loro obiettivi ESG. Celestica, multinazionale specializzata in progettazione, produzione e soluzioni per la supply chain, ha ridotto la sua dipendenza dal gas naturale passando all'energia geotermica presso il suo stabilimento di Oradea, in Romania. L'azienda, che ha investito anche in sistemi solari fotovoltaici in loco, utilizza un software per razionalizzare i dati sulle sue iniziative nel campo delle energie rinnovabili.

La bioenergia è una fonte di energia rinnovabile derivata dalla biomassa, ovvero dai materiali organici provenienti da piante e animali. Le persone hanno sfruttato la bioenergia nel corso della storia umana bruciando legna, che forniva calore e luce. La legna era il combustibile principale per cucinare e riscaldare, mentre un'altra forma di biomassa, l'olio vegetale, era il combustibile principale per l'accensione delle lampade prima del XIX secolo.

La biomassa può essere convertita in combustibili liquidi noti come biocarburanti. I due biocarburanti più comuni sono l'etanolo, un tipo di alcol, e il biodiesel, che viene prodotto attraverso un processo chimico noto come transesterificazione utilizzando oli vegetali o grassi animali. L'uso di biocarburanti nei motori a combustione interna risale a oltre un secolo fa. Rudolf Diesel, l'ingegnere meccanico tedesco che inventò l'omonimo propulsore nel 1897, fece svariati esperimenti con gli olii vegetali, mentre l'etanolo è indicato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti come uno dei primi carburanti per autoveicoli. L'interesse per l'etanolo, soprattutto come additivo per la benzina, aumentò considerevolmente in seguito alle crisi energetiche degli anni '70 e all'aumento dei prezzi del petrolio.

Le tecniche di produzione dei biocarburanti e le materie prime continuano ad evolversi. Gli scienziati stanno lavorando sull'utilizzo dei rifiuti dell'industria alimentare, dei rifiuti vegetali e delle alghe per superare le limitazioni di approvvigionamento e di utilizzo del suolo associate alle colture utilizzate per le vecchie generazioni di biocarburanti.¹⁰ Inoltre, negli ultimi anni un biocarburante noto come diesel rinnovabile ha registrato un aumento della domanda.

Il diesel rinnovabile è simile al biodiesel, ma viene prodotto attraverso un processo chimico diverso. La sua popolarità è dovuta in parte al fatto che è un carburante «drop-in», ovvero può essere utilizzato nei motori diesel senza essere miscelato col normale gasolio raffinato. Nel 2023, ad esempio, un produttore francese di apparecchiature per la produzione di energia ha annunciato il passaggio dal diesel raffinato al diesel rinnovabile per i collaudi dei propri generatori, con una conseguente riduzione significativa delle emissioni di gas serra.

Poiché sempre più aziende passano alle energie rinnovabili per soddisfare i requisiti normativi e gli obiettivi ESG, la gestione dei dati sta assumendo un ruolo centrale per garantire che gli sforzi per la sostenibilità rimangano sulla buona strada. Il software di reporting ESG di IBM Envizi integra una suite di prodotti che ti aiutano a raccogliere e gestire tutti i dati ESG in un unico sistema di registrazione e a creare report con la certezza che i dati sono verificabili e rispondenti agli stessi requisiti previsti per la rendicontazione finanziaria.