Ma allora cosa impedisce all’energia solare di monopolizzare le forniture di elettricità di tutto il mondo? Il primo problema riguarda l’efficienza. I pannelli fotovoltaici di silicio, che rappresentano buona parte del mercato globale, convertono appena il 20 per cento dell’energia solare in elettricità. Per fare un paragone, le centrali idroelettriche convertono il 90 per cento dell’energia potenziale in elettricità, mentre le pale eoliche raggiungono il 50 per cento e le centrali alimentate con i combustibili fossili hanno una resa fra il 30 e il 40 per cento.

All’atto pratico, questo significa che servono molti più pannelli solari per produrre la stessa quantità di elettricità ricavabile da altre fonti. È per questo che le aziende del settore e gli scienziati stanno lavorando per aumentare l’efficienza dei pannelli solari, nella speranza che un miglioramento consistente possa portare a un doppio successo: costi ancora più contenuti e riduzione della superficie richiesta.

Tuttavia i pannelli in silicio monocristallino stanno raggiungendo il massimo dell’efficienza possibile, cioè il 25 per cento di quella potenziale nel caso delle celle di qualità migliore. “Il limite pratico per il silicio monocristallino si aggira probabilmente attorno al 28 per cento”, conferma Jenny Nelson, professoressa di fisica all’Imperial college di Londra.

Per superare questa soglia servirà un passaggio a quelle che vengono chiamate celle solari tandem, che includono un secondo semiconduttore per migliorare la quantità di energia che una cella può estrarre dallo spettro solare. Le cellule tandem in perovskite-silicio rappresentano la soluzione più promettente, con un limite teorico dell’efficienza vicino al 50 per cento. Oggi i pannelli tandem sono ancora lontani da queste prestazioni, ma secondo Stranks (che è anche fondatore di una startup di celle fotovoltaiche in perovskite) possono comunque raggiungere il 35-37 per cento dell’efficienza.

Dopo anni di ricerche, i primi pannelli in perovskite-silicio stanno finalmente cominciando a entrare in produzione, ma sarà necessario verificarne la capacità di mantenere stabili le prestazioni in condizioni reali. Stranks, in ogni caso, è ottimista e ritiene che nell’arco di dieci anni questi pannelli diventeranno la tecnologia dominante sul mercato. “Esteticamente hanno lo stesso aspetto di quelli che vediamo oggi sui tetti delle case, ma producono il 50 per cento di energia in più rispetto ai pannelli attuali”, spiega Stranks. “È una differenza significativa”.

Questo permetterebbe non solo di ridurre ulteriormente i costi, ma anche di creare nuove opportunità di sviluppo, spiega Stranks. Per esempio i pannelli a elevata efficienza potrebbero essere installati sui tetti delle automobili, per ricaricare le batterie durante il giorno. L’energia accumulata potrebbe essere usata per il trasporto o trasferita alle abitazioni durante la sera.

Innovazioni di questo tipo potrebbero contribuire a risolvere uno dei principali problemi legati all’energia solare, cioè la sua incostanza. Il Sole, come sanno tutti, non splende ininterrottamente. Per i paesi che si trovano nella “cintura del Sole”, tra cui India, Messico e molti stati africani, questo problema è trascurabile, perché il Sole splende quasi tutto l’anno e le batterie si possono usare per immagazzinare l’energia in eccesso durante il giorno e renderla disponibile la sera. Questo sistema sta diventando sempre più economico: secondo il centro di ricerca e analisi BloombergNEF, il costo delle batterie agli ioni di litio si è ridotto del 40 per cento negli ultimi due anni.

“Alla fine dei conti l’unico vantaggio che le fonti fossili hanno sull’energia solare è la facilità di conservazione”, spiega Bond. “Ma ora questo problema è stato risolto per il 90 per cento dei casi da una singola tecnologia, la batteria”.

Ma per i paesi situati più a nord, dove le giornate invernali sono brevi e grigie, è un’altra storia. “Il Sole è una fonte di energia fantastica, con zero emissioni e un recupero rapido degli investimenti. Ha tutte le caratteristiche per imporsi sulle altre fonti”, spiega Andrew Blakers, professore di ingegneria all’Australian national university di Canberra. “L’energia solare è chiaramente la soluzione migliore, a meno che non viviate in Nordeuropa, nell’Asia nordorientale o nel nordest degli Stati Uniti, dove c’è molto sole in estate e poco in inverno”.

In paesi che presentano inverni lunghi e bui, l’energia eolica può riempire gran parte del vuoto creato dalla mancanza di sole, spiega Blaker. In questi contesti, però, servirà anche una tecnologia capace di conservare l’energia per settimane o mesi. Questo “stoccaggio inter-stagionale” è ancora in fase embrionale, con poche tecniche sperimentate a livello commerciale. L’immagazzinamento attraverso l’idrogeno, l’aria compressa o il pompaggio idroelettrico potrebbe fornire una soluzione a questo dilemma. La previsione di Blakers? “Batterie per il breve termine, e pompaggio idroelettrico per la conservazione a lungo termine”.

In ogni caso, gli inconvenienti relativi all’efficienza e alla conservazione sono i più facili da risolvere. “I veri problemi sono legati alla politica, a scelte coerenti, alla regolamentazione e agli interessi e all’influenza di altri settori”, spiega Nelson.

L’amministrazione statunitense guidata da Donald Trump, che nega il cambiamento climatico, ne è un esempio lampante. All’inizio del mese, il governo americano ha cancellato un grande progetto per l’energia solare in Nevada che sarebbe stato uno più grandi del mondo, e questa è soltanto una delle molte iniziative di Washington per indebolire i programmi di finanziamento e i progetti basati sull’energia solare.

Tuttavia Bond è convinto che la transizione verso le rinnovabili sia ormai inarrestabile, anche considerando i suoi vantaggi economici rispetto alle fonti più tradizionali. “I politici possono fermare la marea dell’energia solare nei singoli paesi e su singoli progetti, e l’amministrazione Trump sta facendo il possibile per rallentare lo sviluppo delle rinnovabili”, sottolinea Bond. “Ma questo significa semplicemente che gli Stati Uniti accumuleranno un ritardo nella corsa globale verso il miglioramento della tecnologia”.

Blakers condivide l’analisi di Bond e aggiunge che l’energia solare potrebbe essere l’unica soluzione per soddisfare la crescente domanda di elettricità dei data center dell’intelligenza artificiale. “Anche negli Stati Uniti è difficile immaginare che un governo, per quanto determinato, possa fermare la crescita dell’energia solare. Molti stati americani sono favorevoli, anche perché parliamo del sistema più rapido per avere enormi quantità di energia”, spiega.

L’altro collo di bottiglia nel cammino dell’energia pulita è la logistica. Le reti elettriche esistenti hanno bisogno di essere modificate per adattarsi alla quantità enorme e oscillante di energia proveniente da nuove aree. Una rete più flessibile che possa sostenere delle impennate di produzione perfino adeguando la domanda di elettricità potrebbe massimizzare l’efficacia dell’energia verde. Ma allestire reti di questo tipo avrà un costo. Nel Regno Unito, le società energetiche hanno programmato una spesa di 77 miliardi di sterline nei prossimi cinque anni per ammodernare le reti in vista del passaggio all’energia solare ed eolica.

Nei paesi a basso reddito, dove le reti non sono ancora onnipresenti, i governi possono agire più rapidamente costruendo da zero nuove infrastrutture per consentire d’integrare a fondo le rinnovabili nelle forniture. Secondo l’Ember, oggi i dieci paesi che fanno parte del gruppo dei Brics – Brasile, Cina, Egitto, Emirati Arabi Uniti, Etiopia, India, Indonesia, Iran, Russia e Sudafrica – rappresentano collettivamente oltre metà della produzione di energia solare a livello mondiale.

Più in generale, i paesi del mondo devono trovare il modo di elettrificare una parte ancora più consistente dell’energia di cui hanno bisogno, dal riscaldamento ai trasporti. È un progresso fondamentale per ridurre l’uso di combustibili fossili in altri settori dell’economia globale. Come sottolinea Nelson, “se vogliamo de-carbonificare il pianeta, dobbiamo prima elettrificarlo”. Anche in questo caso i paesi a basso reddito avanzano più rapidamente di quelli più ricchi. In Cina la percentuale dell’elettricità sul consumo totale di energia ha raggiunto il 32 per cento nel 2023, superando di gran lunga il 24 per cento degli Stati Uniti e dei paesi europei più ricchi, dice l’Ember.

Nonostante i successi raggiunti quest’anno, questi problemi tecnici, logistici e politici potrebbero rallentare lo sviluppo dell’energia solare in diversi paesi, almeno a breve termine. All’inizio del mese l’Agenzia internazionale dell’energia ha previsto che la produzione delle rinnovabili risulterà più che raddoppiata entro la fine del decennio in corso, ma non raggiungerà l’obiettivo internazionale di triplicare la capacità. L’agenzia ha sottolineato che i cambiamenti politici negli Stati Uniti e le difficoltà di integrare l’energia solare nelle reti elettriche hanno ostacolato l’espansione della capacità delle rinnovabili.

Gli esperti del mercato confidano che a partire dalla metà del secolo l’energia solare dominerà le forniture mondiali. “È chiaro che entro la fine del secolo ricaveremo tutta la nostra energia da fonti rinnovabili, soprattutto dal sole”, spiega Bond, stimando che fino all’80 per cento della fornitura elettrica mondiale sarà generato dagli impianti solari entro il 2100, e almeno l’80 per cento dell’energia consumata complessivamente in tutto il mondo sarà elettrica.

Alla fine gli ostacoli legati alla politica, alla conservazione e alle infrastrutture saranno progressivamente superati fino a completare la rivoluzione energetica verde. “L’uomo trasforma l’energia in cose”, spiega Bond. “Usiamo l’energia per tutto. Ora, all’improvviso, abbiamo una fonte economica e universale. È scontato che troveremo il modo di usarla al meglio.”

(Traduzione di Andrea Sparacino)