L'agrivoltaico ha come obiettivo quello di coniugare la produzione di cibo (agricoltura e/o zootecnia) e di energia rinnovabile (fotovoltaico), in una sinergia collaborativa da cui entrambi traggano beneficio, superando i limiti dei campi fotovoltaici, estensioni di moduli fotovoltaici più o meno vaste, che non hanno mai riscosso molto successo da parte dell'opinione pubblica in quanto sottraevano/sottraggono terre all'agricoltura o al pascolo. Negli ultimi anni la ricerca ha prodotto una nuova forma di combinazione tra fotovoltaico e agricoltura che, invece di generare una competizione tra la produzione energetica e agricola, crea una virtuosa sinergia da cui entrambe traggono beneficio.
Questo sforzo è dettato anche dalla crescente necessità per il nostro paese di rispondere agli obiettivi energetici e climatici secondo il Piano Nazionale Integrato per l'Energia e il Clima (PNIEC), che prevede il raggiungimento del 30% di energia da fonti rinnovabili sui consumi finali lordi, target che per il solo settore elettrico si tradurrebbe in un valore pari ad oltre il 55% di fonti rinnovabili rispetto ai consumi di energia elettrica previsti. Per garantire tale risultato, il Piano prevede un incremento della capacità rinnovabile pari a 40 GW, di cui 30 GW costituita da nuovi impianti fotovoltaici, che avrà quindi un ruolo strategico, in particolare questo nuovo sistema di conciliazione tra superfici disponibili ed agricoltura. In effetti, ad oggi, un fattore limitante delle installazioni è la disponibilità di superfici idonee. Sebbene infatti le possibilità offerte dalle coperture degli edifici o infrastrutture (opzione migliore dal punto di vista della compatibilità ambientale) forniscano un contributo importante per coprire l'intero fabbisogno energetico del paese, sovente la morfologia urbana e le caratteristiche geometriche e tecnologiche dell'involucro (alle quali si associano fenomeni di ombreggiamento sui moduli o la necessità di ricorrere a costosi componenti realizzati su misura) rendono queste superfici non idonee all'installazione del fotovoltaico. A ciò si aggiunga che spesso esse sono sottoposte a vincoli (artistici, paesistici, fisici, proprietari, finanziari, civilistici, amministrativi, condominiali, ecc.) che ne ostacolano l'impiego.
Ad oggi, l'Italia contribuisce alle installazioni globali di fotovoltaico con 22,6 GW di potenza cumulata al 2021. Anche se negli ultimi 4 anni gli impianti hanno raddoppiato il tasso di crescita rispetto agli anni precedenti con un valore di 0,8-0,9 GW all'anno, la crescita non è adeguata per raggiungere gli obiettivi fissati dal Piano Nazionale Integrato Energia e Clima, che prevede 51 GW di fotovoltaico entro il 2030.
Per il raggiungimento di questo obiettivo è necessario il ricorso ad impianti fotovoltaici (a terra, integrati o sugli edifici) di grande scala, e tuttavia, soprattutto per gli impianti a terra, la loro realizzazione incontra non pochi ostacoli. Tra i principali fattori non tecnici, vanno certamente menzionati il difficoltoso processo autorizzativo e le preoccupazioni legate alla realizzazione del fotovoltaico a terra, per i conseguenti possibili danni alle attività agricole.
Per questo, una possibile soluzione è puntare ai sistemi cosiddetti agrivoltaici, e cioè impianti fotovoltaici, realizzati secondo configurazioni spaziali e tecnologiche tali da consentire il mantenimento e la continuità delle attività agricole, che rappresentano un possibile approccio per ricomporre la questione. In questo caso, infatti, generazione di energia e produzione agricola convivono, con possibili vantaggi anche per l'agricoltura, derivanti dal grado di controllo dello spazio dedicato all'agricoltura, che la presenza dell'impianto fotovoltaico assicura. Ad esempio, le superfici dei moduli offrono protezione alle colture da fenomeni avversi (grandine e picchi di calore); consentono il mantenimento di un grado di umidità del terreno più alto che nel caso di un suolo completamente nudo con conseguente risparmio idrico (quantificato tra il 30% ed il 40% nel territorio italiano); incremento della resa agricola dovuto ad una migliore stabilità delle condizioni di crescita delle colture. In più, il reddito generato da fotovoltaico contribuisce alla resilienza delle attività agricole, anche quando le condizioni climatiche o quelle del mercato non siano vantaggiose per l'imprenditore agricolo.
Nel grafico 1 viene evidenziata la differenza sostanziale che sussiste tra gli attuali impianti fotovoltaici a terra e gli impianti agrivoltaici "innovativi", con moduli elevati da terra, dove l'attività agricola è possibile e si creano le capacità per attivare una sinergia tra produzione agricola e/o zootecnica ed energetica da cui entrambi ne traggono beneficio.
Per la realizzazione di un sistema agrivoltaico diverse sono le competenze che entrano in campo: l'approccio è trans-disciplinare, e le competenze necessarie spaziano dall'ingegneria all'agronomia alla biochimica, all'architettura. Esistono infatti diverse variabili nella configurazione del sistema per potersi adattare alla specificità climatica locale e alle colture previste nel terreno, e soddisfare le esigenze di produzione, sia energetiche che agricole (coltivazione e/o pascolo), nonché nell'auspicabile integrazione con il paesaggio.
Al fine di poter supportare la realizzazione di progetti innovativi, il National Recovery and Resilience Plan, ha stanziato risorse per un totale di 1,1 miliardi di euro per lo sviluppo dei sistemi agrivoltaici, che consentiranno la realizzazione di circa 1.1 GW di impianti per una produzione annua stimata di circa 1,45 TWh.
Riconosciuta la rilevanza dell'approccio del doppio uso del suolo per fotovoltaico ed agricoltura, ai fini del raggiungimento degli obiettivi energetici nazionali, e preso atto della complessità multidisciplinare del tema, nel 2021 è stata istituita la Task force ENEA Agrivoltaico Sostenibile. Questa si avvantaggia delle conoscenze e dell'esperienza dei due dipartimenti Tecnologie Energetiche Rinnovabili (TERIN) e Sostenibilità dei Sistemi Produttivi e Territoriali (SSTP) per produrre una specifica conoscenza sul tema dell'agrivoltaico sostenibile, e, a partire da questa, svolgere un'azione di promozione e diffusione della conoscenza e supporto istituzionale. La task force ENEA Agrivoltaico Sostenibile è costituita da esperti provenienti da diversi settori disciplinari, quali: architettura, ingegneria, agronomia, scienze ambientali, biotecnologie, informatica e sistemi informativi geospaziali.
Le tematiche sulle quali si concentrano le attività della Task Force riguardano l'elaborazione di sistemi di supporto alle decisioni; l'elaborazione di definizioni e norme, analisi del ciclo di vita, tematiche agronomiche, progettazione di sistemi innovativi.
Punto di partenza è una visione dell'agrivoltaico sostenibile che integra tre dimensioni: paesaggio, energia, agricoltura, secondo la quale il progetto dell'agrivoltaico dovrebbe includere una strategia per contribuire alla trasformazione sostenibile del paesaggio attraverso la messa a punto di una prestazione ecologica complessiva progettata nello spazio e nel tempo. I sistemi agrivoltaici sono dunque infrastrutture a supporto del paesaggio agrario (che sostituiscono infrastrutture tradizionali, quali ad esempio gli elementi ombreggianti o le reti di protezione dalla grandine), che vanno progettati come delle soluzioni sartoriali, che tengono conto della specifica coltura e dei suoi bisogni e necessariamente anche dei metodi di coltivazione e raccolta che così tanto conformano le caratteristiche del paesaggio agrario italiano.
In tal senso, è fondamentale che lo sguardo al progetto sia uno sguardo d'insieme, e cioè che guardi ai sistemi agrivoltaici da una distanza e prospettiva tali da coglierne l'aspetto sistemico (Figura 1). La scala del progetto è dunque quella del paesaggio, che racchiude poi altri sottosistemi funzionali, quali gli ecosistemi locali, i sistemi agricoli e quelli fotovoltaici (alla cui intersezione si trova l'agrivoltaico). La scala della pianificazione, in cui istanze energetiche e spaziali dovrebbero convergere, è quella regionale, alla quale i decisori locali dovrebbero programmare lo sviluppo sostenibile dei luoghi in cui abitiamo, anche secondo specifici obiettivi di qualità che colgano i bisogni ed i desideri delle comunità locali.
Secondo questo approccio i sistemi agrivoltaici sono delle porzioni di paesaggio, dei sistemi multifunzionali integrati in cui un impianto fotovoltaico e una coltura agricola (o attività zootecnica) occupano la stessa unità di suolo e svolgono una prestazione complessa pensata in funzione della producibilità energetica e della produzione agricola (o attività zootecnica). Un progetto ottimale può anche supportare il miglioramento della funzione ecologica complessiva di un certo ecosistema agricolo e quindi fornire degli elementi prestazionali benefici aggiuntivi rispetto alla condizione di partenza.
La Task force partecipa a diversi gruppi di lavoro aventi ad oggetto la definizione normativa. In particolare, a livello nazionale: ha supportato il Ministero della Transizione Ecologica nella redazione delle "Linee guida in materia di impianti agrivoltaici", pubblicate a giugno 2022; partecipa inoltre ai lavori del comitato tecnico CEI CT 82, GdL 15 "Agrivoltaico"; ed alla redazione del progetto di prassi di norma UNI "Sistemi fotovoltaici integrati con l'agricoltura (Agrivoltaici)".
Tra gli obiettivi della Task force c'era la realizzazione una rete di riferimento nazionale, a coordinamento ENEA, con l'obiettivo di tenere insieme le varie dimensioni (culturale, tecnica, economica) che potesse aggregare i principali stakeholders coinvolti nelle fasi di progettazione, realizzazione ed autorizzazione degli impianti.
Nell'aprile del 2021, ENEA - con il supporto di ETA Florence Renewable Energies, ed insieme all'Associazione Italiana Architettura del Paesaggio (AIAPP), Confagricoltura, Consiglio dell'Ordine Nazionale dei Dottori Agronomi e Dottori Forestali (CONAF), Coordinamento FREE (Coordinamento Fonti Rinnovabili ed Efficienza Energetica), Italiasolare, Legambiente, REM Tec, Società Italiana di Agronomia (SIA) e Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza - ha lanciato la Rete Nazionale Agrivoltaico Sostenibile. Ad oggi, la Rete Nazionale Agrivoltaico Sostenibile conta oltre 950 iscritti, tra aziende, istituzioni, università e associazioni di categoria che spaziano dal settore agricolo a quello energetico.
Nell'ambito delle attività di questa Rete, da ottobre 2021 a giugno 2022, ENEA ha organizzato, in collaborazione con ETA Florence Renewable Energies, un ciclo di otto webinar tematici realizzati principalmente con lo scopo di condividere esperienze, promuovere conoscenze tecniche scientifiche e aggiornamenti sul quadro definitorio e normativo di riferimento.
Nei webinar sono stati affrontati diversi temi: dagli impianti esistenti ai nuovi progetti in costruzione; dal coinvolgimento delle comunità locali alla trasformazione del paesaggio, dal ruolo dell'agrivoltaico nell'attuale emergenza climatica ed energetica, agli aspetti legislativi e di permitting legati allo sviluppo degli impianti, al ruolo delle comunità energetiche nelle aziende agricole.
Anche il CREA col supporto della Rete Rurale Nazionale ha organizzato nel corso del 2022 un ciclo di seminari sul tema che ha riscosso molto successo e portato importanti spunti di riflessione sul tema.
Alessandra Scognamiglio, Maria Valentina Lasorella
PianetaPSR numero 117 ottobre 2022
