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ENERGIE ALTERNATIVE: LA RICERCA ITALIANA – QUAL E’ IL TASSO DI INNOVAZIONE DEL NOSTRO PAESE?

    di Alessandro Castiello D’Antonio

    Il settore delle energie rinnovabilienergie rinnovabili
    Una risorsa è detta rinnovabile se, una volta utilizzata, è in grado di rigenerarsi attraverso un processo naturale in tempistiche paragonabili con le tempistiche di utilizzo da parte dell’uomo. Sono considerate quindi risorse rinnovabili:
    – il sole
    – il vento
    – l’acqua
    – la geotermia
    – le biomasse
    ha mostrato un enorme sviluppo negli scorsi anni, contribuendo in modo positivo all’economia italiana e aumentando l’occupazione. Questo è solo l’inizio: le previsioni indicano un’ulteriore crescita di ampia portata negli anni futuri. È quindi importante capire i risultati ottenuti dalla ricerca italiana in questo settore emergente, conducendo l’analisi degli output della ricerca, attraverso la lettura delle statistiche sulle dinamiche di due principali indicatori: le pubblicazioni scientifiche e i brevetti.

    L’importanza delle prime scaturisce dal fatto che esse rappresentano una misura dell’attività scientifica che avviene in un determinato settore: maggiore è la ricerca e lo studio all’interno di un settore, maggiori sono le pubblicazioni che ne derivano. L’importanza dei brevetti è data dal fatto che essi indicano il risultato commerciale dell’attività di ricerca e di produzione di knowledge all’interno di un settore: il brevetto indica che tale attività ha prodotto una specifica tecnologia innovativa con un potenziale commerciale.

    L’analisi delle pubblicazioni scientifiche è stata condottacondotta
    Rete di tubazioni adibite al trasporto di combustibili (gas e petrolio) dai luoghi di produzione ai luoghi di stoccaggio, di imbarco, di trattamento e di consumo.
    sul database Scopus (www.scopus.com/home.url), ricercando nei tre settori di energiaenergia
    Fisicamente parlando, l’energia è definita come la capacità di un corpo di compiere lavoro e le forme in cui essa può presentarsi sono molteplici a livello macroscopico o a livello atomico. L’unità di misura derivata del Sistema Internazionale è il joule (simbolo J)
    , ingegneria e scienze ambientali, le singole fonti di energia alternativaenergia alternativa
    Energia derivata da sorgenti diverse da quelle fossili (carbonecarbone
    Il carbone è una roccia sedimentaria composta prevalentemente da carbonio, idrogeno e ossigeno. La sua origine, risalente a circa 300 milioni di anni fa, deriva dal deposito e dalla stratificazione di vegetali preistorici originariamente accumulatisi nelle paludi. Questo materiale organico nel corso delle ere geologiche ha subito delle trasformazioni chimico-fisiche sotto alte temperature e pressioni. Attraverso il lungo processo di carbonizzazione questo fossile può evolvere dallo stato di torba a quello di antracite, assumendo differenti caratteristiche che ne determinano il campo d’impiego.
    I carboni di formazione relativamente più recente (ovvero di basso rango) sono caratterizzati da un’elevata umidità e da un minore contenuto di carbonio, quindi sono ‘energeticamente’ più poveri, mentre quelli di rango più elevato hanno al contrario umidità minore e maggiore contenuto di carbonio.
    , petrolio, gas) e da quella nucleare. Si tratta tipicamente di fonti rinnovabili di energia.
    come parole chiave. Inoltre, tali pubblicazioni devono essere realizzate da autori italiani, o da stranieri, o da entrambi: l’importante è che siano affiliati a istituzioni di ricerca italiane, in quanto ciò significa che essi usufruiscono di strumenti messi a disposizione da tali istituzioni. Tale identificazione è possibile attraverso le opzioni di ricerca offerte in tal senso all’interno del database Scopus. Infine, le pubblicazioni sono selezionate senza alcuna restrizione di lingua.

                            

    Grafico 1

    Il trend positivo generale delineato nel grafico 1 indica un’intensificazione dell’attività scientifica nel settore delle energie rinnovabili negli ultimi 12 anni. È però interessante osservare il comportamento relativo alle singole tecnologie.

    Le tecnologie connesse alla biomassabiomassa
    In generale si identifica con biomassa tutto ciò che ha matrice organica ad eccezione delle plastiche e dei materiali fossili. Come indicato nel decreto legislativo del 29 Dicembre 2003 n. 387, per biomassa si intende ” la parte biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonchè la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani “. Ciò che accomuna le diverse tipologie di biomassa è la presenza di carbonio che mette a disposizione un elevato potere calorifico eventualmente sfruttabile per fini energetici.
    , che includono anche prodotti come biofuel e biogasbiogas
    Miscela di gas prodotti in seguito ad un processo di digestione anaerobica di materiale organico di origine vegetale e animale. Alcuni batteri provvedono a decomporre il materiale organico, in ambiente privo di ossigeno, producendo una miscela gassosa formata da metano (50÷70%), anidride carbonica (35÷40%) e tracce di altri gas. Le materie prime utilizzabili sono residui agricoli, zootecnici dell’industria agro-alimentare, acque e fanghi reflui.
    , si classificano al primo posto, raggiungendo un totale di 2.437 pubblicazioni, e sono seguite dal fotovoltaico (1.306), che mostra un elevato tasso di crescita negli ultimi 5 anni – probabilmente anche grazie all’attenzione di cui ha beneficiato nella forma di sistemi di incentivazione.

    Un simile trend ha caratterizzato la tecnologia eolica che, però, come quella idroelettrica/marina, ha sofferto un calo nell’ultimo anno e mezzo. Il solare termico è oggetto di minore ricerca, così come il geotermico, anche se la scarsa ricerca in quest’ultimo comparto è una caratteristica che condividiamo a livello europeo. Fino ad oggi sono 512 le pubblicazioni in quest’area, e solo la Germania fa (poco) meglio di noi.

    Mentre a livello nazionale questi dati sembrano confortanti, il contesto europeo è diverso.

    La Germania si attesta al primo posto per quantità di pubblicazioni in tutte le tecnologie rinnovabili, tranne che per l’idroelettrica/marina, dove è la Francia a fare da padrone. Nella biomassa, area in cui è maggiore l’attività scientifica nazionale, l’Italia si classifica quinta a livello europeo, dopo la Germania (4.634), la Spagna (3.248), la Francia e l’Olanda, e tredicesima a livello mondiale; stesso posizionamento lo otteniamo per l’eolico, con un totale di 1.146 pubblicazioni.

    Iniziamo a scalare la classifica con le tecnologie solari: il solare termico ci porta al quarto posto a poca distanza dalla Francia e dalla Spagna, mentre il fotovoltaico al secondo, dietro la solita Germania. A livello internazionale, a causa dell’altissima produzione scientifica di paesi come gli Stati Uniti, la Cina, e il Giappone, l’Italia è relegata in media tra il sesto e l’ottavo posto, ad eccezione delle tecnologie relative alla biomassa e all’eolico (undicesimo).

                            

    Grafico 2. Principali istituzioni nelle pubblicazioni scientifiche per tecnologia

    Il grafico 2 ha come obiettivo quello di descrivere le principali istituzioni fonte di pubblicazioni scientifiche. Da un lato è interessante notare come stessi attori ricoprano un ruolo da protagonista trasversale in diverse tecnologie rinnovabili, come il Consiglio Nazionale delle Ricerche, l’Università La Sapienza, e il Politecnico di Milano. Dall’altro si trovano istituzioni specializzate e molto attive in determinate aree tecnologiche, come l’Università di Padova nel solare termico, l’Università di Genova nell’eolico e l’Università di Bologna nell’idro/marina.

    Inoltre, va sottolineato il ruolo dell’Ispra nell’area delle biomasse, e la particolare ma rilevante figura dell’Enel nell’ambito della geotermiageotermia
    È una forma di energia termica accumulata nelle profondità terrestri grazie al flusso di calore proveniente dal mantello e dal nucleo del pianeta. Lo sfruttamento dell’energia geotermica avviene soltanto in zone particolari dove questo fenomeno è particolarmente attivo (per esempio in prossimità di vulcani, geyser, soffioni, ecc…). Essa trova impiego sia nella produzione di energia elettrica che nella produzione di calore per usi industriali o civili (geotermia a bassa entalpia).
    . All’interno di tali centri di ricerca e della moltitudine delle altre istituzioni, che fungono da piattaforma di ricerca, si trova un ampio e frastagliato numero di ricercatori. Tra essi, per ogni tecnologia, si possono evidenziare gli autori che hanno dato un maggiore contributo, almeno in termini quantitativi. All’interno della tabella 1 si trovano autori che hanno contribuito, nel corso degli anni passati, dall’1% al 4% del totale delle pubblicazioni scientifiche in un determinato settore tecnologico.

                            

    Tabella 1. Principali autori di pubblicazioni scientifiche per tecnologia

    A fronte di questa descrizione del contesto della ricerca sulle tecnologie rinnovabili, si può analizzare l’andamento di brevettazione di tali tecnologie, per tentare di capire l’output dell’attività di ricerca dal punto di vista sia quantitativo che qualitativo. Quest’ultimo obiettivo è più arduo da raggiungere ma, come accennato in precedenza, brevettare una tecnologia è costoso, e si può quindi immaginare che solo le tecnologie che possiedono un supposto valore economico reale siano brevettate.

    I dati statistici presentati nel grafico 3 riguardano brevetti relativi alle tecnologie rinnovabili nella generazione di energia depositati all’European Patenting Office (EPO), e sono forniti dall’Oecd.Stat database (http://stats.oecd.org) in forma di fractional counts: per esempio, se un brevetto è inventato da un tedesco ed un francese, verrà considerato come un brevetto per metà francese e per metà tedesco.

                            

    Grafico 3

    L’Italia, a pari merito per numero di brevetti in tecnologie rinnovabili nel 2002 con Olanda, Francia, Danimarca e a poca distanza dall’Inghilterra, si trova nel 2009 (dato più recente) in una posizione mediocre. La Francia e la Danimarca hanno mostrato un altissimo tasso di crescita nell’attività di brevettazione dal 2006 in poi, mentre l’Italia, con il 40% in meno di brevetti in tecnologie rinnovabili rispetto alla Francia al 2009, si trova ai livelli di Olanda e Spagna. Nel grafico, la linea relativa alla Germania è tagliata, in quanto altrimenti non si sarebbero potute notare da vicino le dinamiche delle altre nazioni europee: infatti, la Germania, l’European champion in materia di rinnovabili, si attesta a quota 613,8 brevetti nel 2009.

    Focalizzandoci sulla situazione italiana, i brevetti che hanno mostrato una maggiore crescita in Italia, seguendo il trend europeo, riguardano le tecnologie solari, sia fotovoltaico che termico: quelli relativi al fotovoltaico sono aumentati del 220% dal 2006 al 2009, arrivando a 46,5 brevetti (contro i 71,3 della Francia). Quelli relativi al termico, dopo aver raggiunto quota 38,7 nel 2008, sono calati del 16% nell’anno successivo. I brevetti relativi alla tecnologia eolica sono cresciuti del 40% l’anno dal 2007 al 2009, superando quelli francesi ma rimanendo di numero inferiore rispetto a quelli spagnoli ed olandesi. I brevetti relativi alla biomassa presentano diversi alti e bassi dal 2002 al 2009, a differenza della Francia, dove questo tipo di attività è stata caratterizzata da una moderata crescita. I brevetti riguardanti l’idroelettrico e le tecnologie marine sono leggermente cresciuti fino al 2007, per poi riprendersi nel 2009, ma rimangono quantitativamente inferiori a 10 brevetti per anno – come in Spagna. Sono invece depositati uno o due brevetti per anno sulla tecnologia geotermica, riflettendo una tendenza comune a tutti i paesi europei, dove tale tecnologia riceve scarsa attenzione.

    Paragonando questi ultimi dati con quelli descritti nel grafico 1 si può notare una correlazione positiva tra il trend seguito dalle pubblicazioni scientifiche e quello dei brevetti negli stessi ambiti tecnologici, tenendo a mente il fatto che i dati relativi ai brevetti si fermano al 2009. Ad esempio, le tecnologie solari sono tra le più trattate nelle pubblicazioni scientifiche, e sono anche oggetto di maggiore attività di brevettazione. E’ interessante evidenziare che mentre tale correlazione si può notare anche per l’eolico, questa non è però valida per le tecnologie relative alla biomassa.

    In conclusione, nel nostro Paese si possono quindi notare dei risultati positivi per determinate tecnologie, come quelle relative al solare, sia nell’ambito delle pubblicazioni scientifiche che dei brevetti, ma anche delle notevoli discrepanze fra i due ambiti – vedi biomassa. Si sono però evidenziate performance negative, come nella tecnologia idro/marina e geotermica, estremamente al di sotto delle aspettative rispetto a ciò che l’Italia può offrire, e dove è doveroso che le istituzioni competenti forniscano il loro appoggio per mantenere la nostra nazione competitiva nell’ambito dell’innovazione, e al passo con l’Europa.

    Fonte: www.sbilanciamoci.info

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