Il fotovoltaico in aree urbane e agricole
Intervista a Alessandra Scognamiglio
Il corretto inserimento del fotovoltaico nelle aree urbane è un tema cruciale anche per l’Italia, che sta attivamente esplorando diverse strade per raggiungere gli ambiziosi obiettivi entro il 2030. L’architetta Alessandra Scognamiglio1 è una figura di spicco nel campo della ricerca sul fotovoltaico integrato presso l’ENEA e attuale presidente della neonata Associazione italiana per l’agrivoltaico sostenibile AIAS. Da anni, Scognamiglio si pone la sfida di ottimizzare l’utilizzo dei vasti spazi verdi disponibili, individuando un’opportunità concreta di sinergia tra il settore fotovoltaico e quello agricolo. Abbiamo discusso con lei le varie opportunità e le sfide principali di questa prospettiva, cercando di comprendere se esistano alternative valide alla sola integrazione del fotovoltaico nei contesti edilizi tradizionali.
Francesco Frontini: In Italia oggi si parla molto di altre possibilità di integrazione del fotovoltaico che vanno oltre gli edifici. Puoi raccontarci quali sono queste opportunità e se ci sono delle sfide particolari?
Alessandra Scognamiglio: Il tema dell’impiego del fotovoltaico nei centri delle nostre città continua a essere al centro della ricerca di soluzioni adeguate e del dialogo tra portatori di interesse diversi, inclusi i decisori che si trovano a dover valutare gli stessi progetti ma partendo da punti di vista ed esigenze talvolta contrastanti.
Gli edifici costituiscono una sfida sia quando sono collocati nei centri storici delle città, sia quando si trovano in aree meno centrali. Nel primo caso, infatti, quando l’impiego del fotovoltaico non è escluso a priori per ragioni di tutela architettonica o storica, la ricerca di soluzioni adatte passa necessariamente attraverso progetti estremamente attenti, e spesso considera la scelta di componenti ah hoc caratterizzati da costi maggiori. Se è indubbio che questa «ricetta» è necessaria quando si interviene su beni per noi preziosi, è altrettanto certo che non sono molti i casi in cui la disponibilità economica del progetto e della realizzazione sia così ampia da potere includere scelte adeguate. Nel secondo caso, l’applicazione del fotovoltaico integrato negli edifici si trova di fronte alla sfida di un contesto in cui i nuovi fabbricati rappresentano una percentuale poco significativa rispetto al cosiddetto «retrofit».
Ecco, dunque, che è forse più semplice utilizzare le superfici degli edifici esistenti come «appoggi» per componenti fotovoltaici caratterizzati da costi più bassi in quanto maggiormente vicini allo standard. Ad ogni modo, è evidente che in un paese che intende installare 80GW di fotovoltaico entro il 2030, la formula del fotovoltaico abbinato agli edifici è fondamentale ma non può essere l’unica. È necessario, per questa ragione, pensare a impianti fotovoltaici che siano di grande dimensione, collocati prevalentemente in aree non urbane; questo pone una nuova sfida legata ai temi del suolo agricolo come risorsa e di tutela del paesaggio.
I suoli agricoli per la loro conformazione sono quelli maggiormente adatti all’installazione del fotovoltaico (pianeggianti e ben esposti), ma questo crea un conflitto tra produzione energetica e agricola, che si manifesta anche come opposizione all’installazione del fotovoltaico da parte delle comunità locali: è evidente, infatti, come la sottrazione di suolo agricolo e la trasformazione non controllata del paesaggio costituiscano una sentita minaccia per l’intera collettività.
A differenza del caso dell’integrazione nell’edilizia, la disposizione sul suolo agricolo, su scala ampia, non vede la sua principale sfida nel trovare uno spazio di applicazione (le aree adeguate, a differenza delle superficie dei fabbricati, sono largamente disponibili), ma nella capacità del progetto di soddisfare tutti i requisiti relativi alle differenti fasi e ai diversi ambiti del permitting, e di superare le resistenze della collettività.
L’integrazione, affidata a un buon progetto, messo a punto in maniera transdisciplinare da competenze diverse, è ancora una volta la chiave per rispondere alle esigenze della transizione energetica.
Tra i diversi modi di impiego del cosiddetto «agrivoltaico» – ossia la combinazione di produzione tra fotovoltaico e coltivazione agricola sulle stesse superfici – vive una stagione di grande centralità nella discussione sulle rinnovabili in Italia. Questo perché tale approccio è stato interpretato come una possibilità per risolvere i conflitti prima velocemente tratteggiati, conciliando produzione di energia e produzione agricola; e infatti il nostro Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) ha destinato una somma importante allo sviluppo di queste soluzioni: 1,1 miliardi di euro per circa 1,04GW di potenza, da realizzare entro il 2026. Le soluzioni in questione sono quelle ritenute «innovative», e cioè costituite da moduli montati su supporti fissi o a inseguimento, collocati ad almeno 2.1 m di altezza da terra (nel caso di colture) o a 1.3 m (nel caso di allevamento di animali), che non compromettono la continuità delle attività agricole e che sono dotate di sistemi di monitoraggio (impatto del fotovoltaico sulle colture, risparmio idrico, produttività agricola, fertilità dei suoli ecc.).
Le questioni da affrontare per il progetto di agrivoltaico sono tante… Si tratta di una integrazione del fotovoltaico ben più complessa di quella con il patrimonio costruito: questo innanzitutto perché una parte del sistema (la coltura) è vivente, ed è quindi difficile modellarne e prevederne il comportamento; inoltre, i soggetti che devono collaborare tra di loro sono assolutamente eterogenei (in primis aziende agricole ed energetiche); a ciò si aggiunge il fatto che tutto il sistema a contorno dell’implementazione dell’agrivoltaico è da costruirsi. Infine il tema del rapporto con il paesaggio: un argomento non nuovo, ma mai sufficientemente declinato se si pensa che ancora parliamo di «impianti» e non di «progetti di paesaggio» quando ci riferiamo al fotovoltaico su grande scala.
FF: Negli ultimi anni sei alla guida di una task force per ENEA sull’agrivoltaico sostenibile e anche presidente dell’AIAS. Puoi raccontarci quali progetti state portando avanti e come in Italia il tema dell’agrivoltaico è stato affrontato? A che punto siete?
AS: Nel 2021 l’agrivoltaico si stava affermando come un tema possibile di sviluppo delle rinnovabili in direzione della decarbonizzazione. L’approccio a questa opportunità si presentava però dall’inizio nella sua complessità perché richiedeva l’integrazione di conoscenze diverse e la messa a punto di un nuovo modello. In altre parole, non eravamo di fronte a un «prodotto sullo scaffale», pronto all’uso. ENEA, che ha le potenzialità per coprire trasversalmente tutti gli ambiti necessari a soddisfare questa mission, ha deciso di accettare la sfida mettendo a disposizione le proprie competenze sia sulle tecnologie energetiche e le fonti rinnovabili, sia sulla sostenibilità dei sistemi produttivi e territoriali. Combinando eterogeneità interne, ha quindi voluto creare una «cassetta degli attrezzi», producendo conoscenza e visione adeguate a consentire uno sviluppo armonico dell’agrivoltaico.
Il principale motivo per il quale è nata la task force Agrivoltaico Sostenibile di ENEA è stata l’intenzione di accompagnare il suo sviluppo in Italia dalla fase iniziale, caratterizzata da incertezze di interpretazione e vuoti normativi, fino a farlo diventare uno degli ingredienti della transizione energetica nazionale. Dalla sua costituzione, ha condotto diverse attività ed è stata sempre impegnata sul fronte della diffusione del know-how, contribuendo a dare forma a ciò che non c’era ancora: una cultura dell’agrivoltaico, declinata secondo le varie sfaccettature tecniche.
Tra le sue attività si colloca la partecipazione al progetto europeo Symbiosyst, la cui finalità è abbinare fotovoltaico di ultima generazione, sistemi di modellazione avanzata e attività agricole per incrementare la produzione da fonti rinnovabili senza ulteriore consumo di suolo, con benefici in termini economici e di tutela del paesaggio, in linea con gli obiettivi europei di neutralità climatica entro il 2050. Il progetto Symbiosyst è finanziato dal programma europeo Horizon e condotto da 18 partner, tra cui per l’Italia: ENEA, EURAC Research (coordinatore), EF Solare, Convert, ETA Florence Renewable Energy, Centro di Sperimentazione Laimburg e Südtiroler Bauernbund. Il progetto mira a sviluppare soluzioni tecnologiche innovative per migliorare la competitività dell’agrivoltaico in Europa e minimizzare l’impatto su ambiente e paesaggio, promuovendo un agrivoltaico «su misura» in grado di stimolare iniziative e investimenti.
ENEA interviene su questi due temi cruciali. Infatti, oltre allo sviluppo di metodologie e strumenti innovativi per la progettazione di sistemi agrivoltaici sostenibili in grado di ottimizzare produzione agricola ed energetica, l’agenzia è impegnata nella realizzazione di soluzioni a supporto di sistemi informativi GIS-based, incentrati sull’integrazione di conoscenze multidisciplinari, ma anche nel coinvolgimento degli stakeholder con azioni di formazione.
La visione che sottende l’apporto ENEA al progetto è quella dell’agrivoltaico come una soluzione sartoriale, che risponde a una generale visione sistemica dei vari sottosistemi coinvolti e che adatta una metodologia generale a specifici contesti territoriali, e cioè a diversi paesaggi, comunità e sistemi economici. In tal senso, la complessità del progetto deve essere salvaguardata da tentativi estremi di semplificazione della sua valutazione attraverso la messa a punto di sistemi di supporto alle decisioni sia nella fase progettuale che in quelle successive alle autorizzazioni. In questo contesto saranno realizzate anche le linee guida per l’integrazione nel paesaggio e un catalogo di impianti dimostratori e di best practice.
Le competenze maturate all’interno della task force sono anche state di supporto per la messa a punto di diverse linee di ricerca riconducibili all’attività prevista nel programma di finanziamento pubblico (MASE), Ricerca di Sistema Elettrico Nazionale (PTR 2022-2024), Progetto Fotovoltaico ad Alta Efficienza, che include un work package che ha lo scopo di progettare e realizzare nuove soluzioni per integrare il fotovoltaico negli edifici e per coniugare produzione di energia elettrica e agricola (agrivoltaico).
L’AIAS è stata istituita nel settembre 2022, dopo l’esperienza maturata da ENEA con la Rete Nazionale Agrivoltaico Sostenibile, lanciata dalla stessa agenzia con il supporto di ETA Florence Renewable Energies, una rete italiana aperta a imprese, istituzioni, università e associazioni di categoria per promuovere l’agrivoltaico sostenibile. Dopo poco più di un anno la rete contava circa 1200 iscritti e questo numero era la misura del grande interesse che questo tema suscitava. Dal novembre 2022, ENEA ha assunto la presidenza di AIAS tramite la sottoscritta.
AIAS ha lo scopo di promuovere lo sviluppo virtuoso dell’agrivoltaico sostenendo i progetti che valorizzano il suo potenziale produttivo anche attraverso soluzioni tecnologiche avanzate. Tra gli associati vi sono rappresentanti di diversi ambiti di interesse, tra cui operatori energetici e operatori agricoli, il settore della ricerca, istruzione e consulenza, e quello legale e finanziario. Tra gli obiettivi di AIAS – che nel solo 2023 ha riunito circa100 soci e ha toccato con le sue iniziative 5 città italiane e 3 città europee, realizzato 2 eventi di formazione, 3 convegni, 3 fiere, 1 workshop, 1 tour agrivoltaico tra Italia e Francia e 2 partecipazioni a eventi internazionali – vi è quello di sostenere progetti etici in grado di valorizzare la produzione agricola, l’ambiente e il paesaggio, nel rispetto e nel miglioramento della biodiversità e delle qualità ecosistemiche dei siti a supporto delle comunità locali.
FF: Esistono in Italia dei progetti che andando oltre all’innovazione tecnologica diano voce agli abitanti permettendo esperienze diverse degli spazi urbani e naturali?
AS: Assolutamente sì, esistono progetti che fanno della bellezza – intesa come Gregory Bateson la definisce, «the pattern that connects» – il loro centro. Non è immediato e non è semplice, ma accade, specie se il processo viene «innestato». Ad esempio nel 2022, ENEA insieme a InArch e con il supporto della società NeoruraleHub (ora Simbiosi), ha bandito un concorso di progettazione del paesaggio titolato «L’agrivoltaico per l’arca di Noè». La tesi del concorso – che prevedeva l’assegnazione dell’incarico per la realizzazione dell’opera per il primo classificato – era che la realizzazione di sistemi agrivoltaici avrebbero potuto costituire, superando il punto di vista squisitamente tecnico verso una dimensione progettuale complessa, un’occasione per trasformare la transizione energetica in transizione ecologica, attraverso la messa a punto di visioni articolate, capaci di sperimentare nuovi approcci.
Il concorso stimolava la ricerca nella direzione del progetto dei sistemi agrivoltaici come una parte del paesaggio, disegnata in modo che la popolazione di un certo territorio potesse partecipare alla trasformazione sostenibile del proprio habitat. In questa cornice metodologica, il concorso aveva un duplice obiettivo. Il primo era quello di realizzare un sistema agrivoltaico della taglia orientativa di 1MWp su un’area complessiva di 6 ha, adatto a integrarsi con la coltivazione del riso. Il secondo quello di progettare il sistema agrivoltaico come una parte del paesaggio. Ciò significa mettere in relazione il segno costituito dal sistema tecnologico con la trama strutturale e semantica del paesaggio stesso, pensando entrambi come parte dell’ecosistema di cui fanno parte anche alla ricerca di un miglioramento delle qualità intrinseche del sito d’intervento.
Trova spazio nel concept del concorso anche il valore del vuoto, cioè di quello spazio che viene tecnicamente considerato come una sorta di sfrido, ma che è il luogo in cui possono realizzarsi delle relazioni strutturando funzioni aggiuntive rispetto alla sola funzione primaria che sfrutta in maniera intensiva l’area a disposizione (per es. impianti fotovoltaici molto densi o agricoltura intensiva).
Del valore del vuoto è un esempio il paesaggio in cui si inserisce il progetto di concorso: un paesaggio di restituzione realizzato dai committenti stessi. Nel luogo in cui l’azione umana, addomesticando la Natura alla monocoltura, aveva drasticamente ridotto il numero delle specie animali e vegetali presenti e appiattito l’orizzonte dello sguardo su un solo piano orizzontale, è stata operata un’azione di rinaturalizzazione, che sostituisce al pieno della monocoltura il vuoto della Natura.
Nella pratica di NeoruraleHub vuote sono le fasce di margine (Environment Field Margin) in cui si lascia la vegetazione libera di crescere intorno alle aree coltivate a riso, e sono proprio queste fasce vuote che costituendosi come aree di biodiversità sostengono le zone coltivate collocandosi come barriere contro le infestazioni di insetti e parassiti, evitando così l’uso di insetticidi durante tutto il processo di coltivazione.
Nel trasferire questo approccio – che attribuisce un valore di restituzione al vuoto progettato e sostenuto dalle conoscenze e dai saperi scientifici e tecnici –, allo specifico oggetto del concorso, un giardino agrivoltaico, assumono particolare importanza lo «spazio poro» e cioè il vuoto tra e sotto i moduli fotovoltaici, e anche quello determinato nell’area a disposizione dal pieno del sistema. Nelle intenzioni del concorso questo è lo spazio di relazione, in cui non solo esiste la coltivazione del riso, ma anche la fauna e la flora e le stesse persone. In questo modo nell’ottica del progetto il vuoto costituisce un valore.
Scelto da una giuria internazionale, il vincitore del concorso è stato lo Studio Alami con il progetto A-Grid. Si tratta di una sorta di canopea in cui i moduli fotovoltaici sono ancorati a cavi sospesi, generando una rete in cui la posizione dei singoli elementi è ottimizzata in funzione della captazione solare e delle esigenze delle colture sottostanti. Un progetto complesso che ha concluso la fase di progettazione preliminare e il cui business plan è al momento in fase di definizione. In seguito alla chiusura del concorso e in fase contrattuale con la società committente, è stato sviluppato un modello digitale parametrico che ha dato la possibilità di effettuare diverse iterazioni nella generazione della geometria, fino ad arrivare a definire la geometria ottimizzata sia dal punto di vista strutturale (e quindi economico) che da quello funzionale (rapporto luce/ombra). La progettazione si è concentrata principalmente sulle tensostrutture e sulla loro fattibilità nel contesto agricolo delle risaie.
Gli altri due progetti premiati (autori B2B e LAND) presentavano caratteristiche diverse da questa prima proposta, ma entrambe erano espressione di precise interpretazioni dell’agrivoltaico nel contesto del paesaggio e anche della fruizione a scala territoriale.
Questo concorso è stato un incipit, ma ha generato altre possibilità di sviluppo. Diversi associati di AIAS hanno nelle loro pipeline progetti di agrivoltaico in cui l’estetica e le pratiche di coinvolgimento delle comunità locali sono ingredienti significativi del progetto. Siamo solo all’inizio e nonostante le difficoltà e ambiguità legate a questo momento di transizione non solo energetica, la buona notizia è che nei prossimi anni avremo modo di lavorare insieme alla ricerca di una forma di futuro desiderabile, che trovi nel paesaggio una sua espressione condivisa.
FF: Nella cultura corrente fotovoltaico e paesaggio sono due elementi inevitabilmente contrapposti poiché non è stata ancora trovata una valida risposta progettuale, una sintesi espressione di una visione complessa che sappia rispondere alle criticità che il processo di transizione ecologica necessariamente presenta. Quali sarebbero dunque gli elementi per elaborare una visione che superi questa contrapposizione?
AS: Una visione adeguata alla complessità alla quale ci costringe la transizione ecologica non può che essere sostenuta da una pluriforme e interconnessa comprensione delle problematiche. La sola analisi disciplinare che separa, divide e quantifica, deve essere superata da una visione complessa e di sintesi – non semplificazione – efficace per produrre un valore collettivo e simbolico del fotovoltaico che non sia solo quello dell’utile, ma che trascenda questo ambito nella direzione del bello. Pensare un campo fotovoltaico come un giardino recupera il senso umano dell’abitare, in cui c’è la funzione ma anche l’estetica come possibilità di espressione di quelle necessità che non sono relegabili al campo dell’utilità.
È necessaria un’azione di restituzione alla Natura della sua dimensione superflua, cioè puramente contemplativa, alla quale lo stesso progetto del fotovoltaico concorre offrendo occasioni di contemplazione del paesaggio; un invito a superare la scissione tra soggetto e oggetto, determinata dal sapere scientifico che indaga il mondo come strumento per i fini pratici dell’uomo.
Se nella pratica corrente un campo fotovoltaico è concepito, percepito e vissuto come una sottrazione al paesaggio e all’uomo, è allora necessaria un’azione che sia in grado di elaborare soluzioni e strategie attraverso le quali il campo fotovoltaico possa essere un’azione di restituzione alla Natura, ma anche allo stesso uomo che dal rapporto con la Natura trae il senso della propria esistenza. Trasformare la superficie fotovoltaica in un giardino fotovoltaico consente di costruire un ponte tra la cultura della tecnologia e la cultura umanistica, e segnatamente del paesaggio. Nella pratica, si tratta di progettare i campi fotovoltaici in maniera da modulare il grado di utilità/inutilità delle estensioni di suolo che ricoprono, alla ricerca di un grado di relazione dell’uomo con la Natura che soddisfi esigenze legate al contemplare, allo stare delle persone tra di loro o in un certo luogo, al produrre.
In questo orizzonte l’agrivoltaico si configura come una possibilità rilevante per declinare i temi della produzione di energia, di cibo e di bellezza, in progetti di trasformazione sostenibile del paesaggio in cui gli esseri umani abbiano un ruolo fondamentale.
Contributo realizzato con il sostegno di Svizzera Energia
Note
- Architetta, senior researcher presso ENEA Dipartimento tecnologie energetiche rinnovabili, Divisione fotovoltaico e smart devices, coordinatrice della task force ENEA Agrivoltaico sostenibile, presidente Associazione italiana per l’agrivoltaico sostenibile (AIAS)
