Armonizzare l'energia eolica e la bellezza dei paesaggi

Le turbine eoliche forniscono una quantità particolarmente elevata di elettricità in inverno, proprio quando la domanda è alta. Tuttavia, l'espansione è in fase di stallo in molte regioni d'Europa. Una delle ragioni principali è che le turbine eoliche modificano il paesaggio e quindi incontrano l'opposizione locale.

I ricercatori del Politecnico di Zurigo e dell'Istituto Paul Scherrer PSI hanno analizzato sistematicamente questo conflitto a livello europeo. Per farlo, hanno analizzato come le persone percepiscono la bellezza dei paesaggi e come questo aspetto può essere incorporato nella pianificazione dell'energia eolica.

"Il nostro obiettivo era quello di comprendere meglio il conflitto tra l'espansione energetica e l'accettazione sociale", spiega Ruihong Chen, primo autore dello studio e dottorando presso il Laboratory for Energy Systems Analysis dell'Istituto Paul Scherrer PSI e del Politecnico di Zurigo. I ricercatori riportano i loro risultati nella rivista Energy and AI.

Come si può misurare la bellezza di un paesaggio

"La bellezza è ovviamente un concetto molto soggettivo", spiega Chen. I ricercatori hanno quindi addestrato un modello di apprendimento automatico con dati di crowdsourcing provenienti dal Regno Unito, ovvero con valutazioni raccolte online da un gran numero di utenti. Il set di dati comprende oltre 200.000 immagini di paesaggi, che sono state valutate su una scala da 1 a 10. Il modello ha mostrato ai ricercatori quali caratteristiche del paesaggio sono state valutate.

Il modello ha mostrato ai ricercatori quali sono le caratteristiche del paesaggio particolarmente associate alla bellezza percepita. Tra i fattori decisivi vi sono il tipo di utilizzo del suolo - i ghiacciai e i paesaggi rocciosi sono considerati particolarmente belli, mentre i terreni agricoli e le aree di insediamento ottengono i punteggi più bassi - la naturalezza del paesaggio, la vicinanza a specchi d'acqua e la quantità di luce solare.

In una fase successiva, i ricercatori hanno trasferito il modello all'intera Europa. "In precedenza, analisi di questo tipo venivano effettuate solo per singoli Paesi", sottolinea Chen. Ora, per la prima volta, è stata creata una mappa utilizzando l'apprendimento automatico che mostra quali regioni europee sono considerate particolarmente belle.

Meno energia eolica, ma costi quasi nulli

I ricercatori hanno combinato l'analisi della qualità del paesaggio con un modello di energia eolica. In questo modo hanno potuto analizzare per la prima volta come la protezione di paesaggi particolarmente belli influisca sull'energia eolica su larga scala.

Il risultato: se in tutta Europa vengono esclusi i paesaggi particolarmente belli, il potenziale dell'energia eolica diminuisce notevolmente. Ciononostante, i costi per quantità di elettricità generata rimangono pressoché invariati nella media europea.

Il motivo: le buone località con venti forti e costanti e ben sviluppate, ad esempio grazie alle infrastrutture esistenti o alla vicinanza alla rete elettrica, si trovano spesso al di fuori delle aree considerate particolarmente belle. Una parte maggiore della produzione di elettricità potrebbe avvenire lì.

Il conflitto si manifesta sul campo

Tuttavia, questo approccio paneuropeo nasconde i conflitti a livello regionale. Ci sono grandi differenze, spiega Chen: "Soprattutto in zone calde come la regione alpina o la Norvegia, l'esclusione di bei paesaggi ridurrebbe notevolmente il potenziale eolico".

Quando vengono eliminati dei buoni siti, il costo della generazione di elettricità aumenta in modo significativo, poiché i siti rimanenti sono di solito meno efficienti. "A livello regionale, purtroppo, le buone condizioni di vento possono coincidere con la bellezza dei paesaggi", spiega Chen. La Svizzera e le Alpi sono esempi tipici di questo conflitto di obiettivi: nonostante le buone risorse eoliche, il potenziale è stato finora sfruttato solo in misura limitata per motivi di conservazione del paesaggio.

"Quando si pianifica l'energia eolica, un approccio paneuropeo o addirittura nazionale è insufficiente", afferma Chen. "Grazie alla nostra analisi, siamo riusciti a dimostrare che la pianificazione dell'energia eolica deve essere molto specifica in termini spaziali". Questo è l'unico modo per tenere conto dei conflitti locali.

Come si possono disinnescare le tensioni

Esistono diversi approcci per disinnescare i conflitti. Uno di questi è il micro-siting, in cui il posizionamento delle singole turbine eoliche viene pianificato con precisione. Ciò significa che le aree più belle non devono essere escluse in linea di principio.

"Le turbine eoliche possono, ad esempio, essere posizionate dietro un bordo del terreno o più vicino alle infrastrutture esistenti, come le linee elettriche", spiega Chen. Questo può ridurre significativamente l'impatto visivo sul paesaggio".

Un design adattato potrebbe anche aiutare le turbine eoliche a essere meno appariscenti e a integrarsi meglio nel paesaggio. "L'abbinamento con le infrastrutture esistenti è probabilmente l'approccio socialmente più accettabile", afferma Chen.

Un primo approccio con dei limiti

Lo studio è il primo tentativo di prevedere la qualità percepita del paesaggio in Europa con un'alta risoluzione spaziale ed è quindi soggetto ad alcune limitazioni. Poiché i dati di addestramento si basano principalmente sui tipi di uso del suolo nel Regno Unito, non tutti i tipi di paesaggio europei sono rappresentati allo stesso modo.

I miglioramenti futuri potrebbero mirare ad ampliare il database per includere località di altri Paesi europei. "Per esempio, potremmo incorporare i dati dei social media per rendere il modello ancora più preciso e robusto", spiega Chen.

I risultati possono già essere utilizzati in altri modi pratici, ad esempio nella pianificazione di impianti solari alpini, nell'espansione della rete o in altri progetti infrastrutturali. In ogni caso, lo studio fornisce un approccio su come far avanzare la transizione energetica senza perdere di vista il paesaggio.